ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.02.2024
Просмотров: 24
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
По типу рабочих агентов классификация известных методов увеличения нефтеотдачи пластов выглядит следующим образом.
1. Гидродинамические методы: изменение направления фильтрационных потоков; вовлечение в разработку недренируемых запасов; нестационарное (циклическое) заводнение; форсированный отбор жидкости.
2. Физико-химические методы: вытеснение нефти водными растворами ПАВ (включая пенные системы); вытеснение нефти растворами полимеров; вытеснение нефти щёлочными растворами; вытеснение нефти композициями химических реагентов, в т. ч. мицеллярные, мицеллярно-полимерные растворы; вытеснение нефти растворителями.
3. Газовые методы: воздействие на пласт двуокисью углерода; воздействие на пласт углеводородным газом (в том числе ШФЛУ); воздействие на пласт азотом, дымовыми газами и др.
4. Тепловые методы: паротепловое воздействие на пласт; внутрипластовое горение; вытеснение нефти горячей водой; пароциклические обработки скважин.
5. Волновые (вибросейсмические, электромагнитные, акустические).
С точки зрения воздействия на пластовую систему в большинстве случаев реализуется комбинированный принцип воздействия, при котором сочетаются гидродинамический и тепловой методы, гидродинамический и физикохимический, тепловой и химический (термохимические) и так далее. Гидродинамические методы применяются на месторождениях, разрабатываемых с применением холодного заводнения и относятся к методам регулирования, направленным на увеличение охвата пласта заводнением. Эти методы не относятся к современным методам повышения нефтеотдачи, так как при их применении не меняется механизм вытеснения нефти по сравнению, например, с естественным упруговодонапорным режимом. Поэтому применение гидродинамических методов позволяет повысить нефтеотдачу пласта не более чем на 5-8%. 16 К числу современных МУН во всём мире относят тепловые, физикохимические и газовые методы, которые способны кардинально повысить нефтеотдачу пласта. В настоящем пособии рассматриваются физико-химические газовые методы, которые нашли наиболее широкое промышленное применение на отечественных и зарубежных месторождениях. Даётся краткая характеристика микробиологических и волновых методов, которые пока применяются в ограниченном масштабе. В связи с возросшей актуальностью вовлечения в активную разработку огромных ресурсов высоковязких нефтей и битумов в мире и в России в частности, а также учитывая, что основной технологией разработки таких залежей считаются термические методы
2.2 Развитие методов обработки пластов с использованием виброволнового воздействия
Впервые метод обработки призабойных зон нагнетательных и добывающих скважин, использующий виброволновое воздействие, был испытан на нефтяных промыслах еще в 60-х годах, и сразу же были получены достаточно обнадеживающие данные по его технологической эффективности. Тем не менее, дальнейший опыт показал, что для достижения высокой успешности и рентабельности метода, при его применении в осложненных геолого-промысловых условиях эксплуатации скважин, необходимо осуществление целого ряда теоретических, лабораторных и промысловых исследований, конструкторских и технологических изысканий.
Наряду с этим, в 60-х годах на нефтяных месторождениях СССР начали применять воздействие упругими колебаниями на призабойную зону пласта (ПЗП) с помощью спускаемых в скважины различных забойных устройств. Именно в этом направлении были достигнуты наиболее впечатляющие предпосылки для развития виброволнового метода. Наибольшее распространение получили генераторы, использующие для работы гидродинамический напор закачиваемой в скважину технологической жидкости (вода, растворы ПАВ, нефть, растворители, кислоты и др.). Это, например, известные вибратор ГВЗ золотникового типа конструкции МИНГ, вставной пульсатор ПВ-54 клапанного типа конструкции ТатНИПИнефти. Так, по данным МИНГ за период с 1967 по 1985 г. с помощью вибратора ГВЗ-108 проведено около 6000 обработок скважин. Успешность работ составила 70 %. Продолжительность эффекта 1-1,5 года. Общий прирост добычи нефти по ним превысил более 5 млн. т, увеличение приемистости по нагнетательным скважинам 15 млн. м3 . По данным ТатНИПИ нефти, с использованием пульсаторов ПВ-54 за период 1984-1985 гг. обработано 100 нагнетательных скважин с успешностью 80%. Приемистость скважин увеличилась в среднем на 25 %, эффект продолжался в течение 60-90 сут.
В ИГД СО АН СССР проводились работы по разработке электромагнитного скважинного виброисточника работающего на электроэнергии, подводимой по кабелю с устья скважины.
Среди этих методов наибольшее применение на месторождениях Казахстана, а также стран СНГ получили термогазохимическое воздействие с помощью аккумуляторов давления АДС и разрыв пласта с помощью пороховых генераторов.
Успешность внедрения метода ТГХВ в среднем составила около 60 % в эксплуатационных скважинах (по 1036 обработкам) и около 70 % в нагнетательных скважинах (по 270 обработкам). В среднем на одну успешную обработку добыто около 900 т нефти, дополнительно закачано воды 34 тыс. м
3 . Средняя продолжительность эффекта 8 мес. При использовании генераторов ПГДБК на 400 скважинах успешность составила 70 %, дополнительная добыча нефти в среднем по успешным обработкам достигла 500 т, продолжительность эксплуатации скважин с повышенным дебитом до 2,5 – 5 лет.
Время горения пороховых зарядов АДС исчисляется секундами, но может достигать и 200 с, не считая последующего времени пульсации газового пузыря. Давление на забое скважины растет достаточно медленно и не должно приводить к разрыву пласта. АДС оказывает импульсное гидравлическое, тепловое и физико-химическое воздействия. При горении пороховых зарядов ПГДБК время действия максимального давления составляет доли секунды, общее время воздействия с учетом пульсации газового пузыря 10-20 с, значение максимального давления может в два раза превышать горное давление. В радиусе 5-6 м от скважины образуется несколько разветвленных трещин, которые не смыкаются после снятия давления, поэтому, в отличие от гидроразрыва, отпадает необходимость их закрепления песком.
Взрывчатые вещества (ВВ) могут использоваться также для образования широко разветвленных трещин в ПЗП. Твердое ВВ типа нитрата аммония или тринитротолуола измельчается и в виде суспензии подается на забой скважины, а затем задавливается в пласт. При этом измельченное ВВ скапливается в естественных трещинах. Затем в скважину спускают запальное устройство и взрывают. При взрыве детонируют ВВ в трещинах и пустотах ПЗП, образуется протяженная сеть глубоких трещин.
К импульсно-ударным методам также относится электрогидравлический (ЭГВ) метод обработки скважин, где для получения импульсов давления используется эффект от электрического пробоя скважинной жидкости между электродами скважинного устройства. Помимо электромагнитного излучения разряда и выделяющегося тепла, в скважинной жидкости образуются импульс давления, газопаровая полость и ее последующее пульсирующее схлопывание. Для этого метода были разработаны скважинные ЭГВ генераторы конструкций СКТБ "Электрогидравлика" АН УССР, СКИФ-4 ПКБЭ АН УССР, ЛИСИ, ИФИНГ, Октябрьского филиала Уфимского нефтяного института, фирмы "Соникс интернешнл инк.", которые могут выдавать электрические разряды в скважинах с частотами от 0,05 до 10 Гц 5,6. Метод прошел испытания на месторождениях России, СНГ, в США в штате Техас. Так, например, на месторождениях АПК "Башнефть" 60% обработок оказались успешными, с длительностью эффекта в среднем более 7 мес. Дополнительная добыча нефти на одну обработку в среднем составила свыше 200 т. Наилучший эффект был достигнут при обработках скважин, в которых снижение продуктивности было вызвано отложениями минеральных солей на стенках обсадной колонны скважины и в ПЗП.
Метод ЭГВ не получил широкого распространения из-за невысокой эффективности, в особенности при его использовании на глубоких скважинах. Это объясняется тем, что для образования разряда и газопаровой полости в жидкости требуется напряжение в десятки тысяч вольт, с ростом глубины и давления в жидкости необходимо все больше увеличивать подаваемое напряжение, причем также сильно возрастают электрические потери в кабеле.
На артезианских скважинах г. Минска был испытан гидроимпульсный метод Белорусского политехнического института. Метод основан на использовании энергии взрыва смеси водорода и кислорода, которую получают электролизом воды на забое скважины. Способ успешно опробован на 20 неглубоких артезианских скважинах, при этом их дебиты возросли в 1,5-2,5 раза. На более глубоких скважинах он не нашел применения из-за резкого снижения его эффективности с увеличением глубины скважин.
2.3 Виброобработка призабойной зоны скважины
Виброобработка - процесс воздействия на призабойную зону пласта с помощью специальных забойных механизмов (вибраторов), создающих колебания давления различной частоты и амплитуды.
Этот процесс отличается от ГРП тем, что к спущенным в скважину НКТ присоединяют вибратор - генератор колебаний давления.
Вибратор - гидравлический механизм, состоит из двух цилиндров с короткими вертикальными прорезями.
Наружный цилиндр может вращаться вокруг вертикальной оси. Истечение жидкости из него происходит под углом, вследствие чего создается реактивный момент, приводящий цилиндр во вращательное движение.
При совпадении прорезей жидкость выходит из НКТ, при несовпадении - мгновенно останавливается.
При этом возникают большие перепады давления, воздействующие на поверхностные свойства жидкостей и пород и вызывающие в них разрывы и микротрещины.
Вибровоздействие наиболее эффективно проводить в скважинах:
-
с проницаемостью призабойной зоны ниже средней проницаемости пласта или более удаленных от скважины зон пласта; -
с ухудшенными коллекторскими свойствами призабойной зоны в процессе
бурения или ремонтных работ;
-
с низкой проницаемостью пород, но с высокими пластовым давлением.
Эффективные результаты от вибровоздействия получают в скважинах, в которых пластовые давления близки к гидростатическому.
В этом случае при вскрытии фильтра промывка скважины протекает с восстановлением циркуляции.
При этом давление в трубах колеблется в пределах 10-22 мПа, затрубное 8,0-15 мПа, а приемистость оказывается 8-10 л/с, что вполне достаточно для создания сильных импульсов.
Хорошие результаты от виброобработки получают в тех скважинах, дебит которых подвержен резкому снижению, не связанному с уменьшением пластового давления и их обводнением посторонними водами.
В таких случаях в результате виброобработки удается восстановить первоначальный дебит скважины.
До виброобработки скважину исследуют с целью выявления состояния призабойной зоны, параметров пласта и скважины
До начала работ проводят следующее:
-
определяют глубину спуска вибратора и диаметр НКТ; -
рассчитывают объем рабочей и продавочной жидкостей (нефти и воды) и ожидаемых давлений; -
определяют нужное количество агрегатов и их типы, разрабатывают схему их расстановки; -
намечают последовательность операции и темпы закачки рабочей и продавочной жидкостей.
В качестве рабочей жидкости применяют нефть, раствор соляной кислоты, керосин и смеси этих жидкостей из расчета 2-3 м3 на 1 м толщины пласта.
2.4 Гидродинамические генераторы колебаний на основе вихревых центробежных форсунок
Наиболее полно набору основных требований удовлетворяют гидродинамические генераторы колебаний, построенные на основе вихревых элементов, работающих в автоколебательных режимах. Важнейшее преимущество использования вихря как усилительного элемента состоит в том, что он имеет максимальный, по сравнению со всеми другими струйными элементами, коэффициент усиления по мощности (500 и более).
В рассматриваемых ниже вихревых элементах закрученный поток жидкости является усилителем низкочастотных колебаний параметров потока жидкости (давления и скорости), что позволяет достигать при генерации колебаний любых требуемых амплитудно-частотных характеристик, а энергоотдача ограничивается в принципе лишь мощностью напорной линии питания (насосных агрегатов).
Одним из подобных элементов является двухступенчатая жидкостная центробежная форсунка.
В двухступенчатой форсунке (рис. 2) имеется первая (высоконапорная) ступень подачи жидкости малого расхода, по которой жидкость через тангенциальные каналы поступает в камеру закручивания для образования вихря. В эту же камеру через каналы второй ступени поступает регулируемая часть жидкости большого расхода. В обшей камере закручивания происходит смешение высоконапорного и малорасходного циркулирующего потока с низконапорным потоком нулевой или противоположной циркуляции и с регулируемым большим расходом. На магистрали больше расходной ступени расположен гидравлический элемент повышенной упругости 4, например заполненная газом емкость объема V