Збільшення нафтовіддачі пластів методом циклічного заводнення

 

Досвід впровадження різних методів збільшення нафтовіддачі пластів свідчить, що їх ефективність значною мірою залежить від правильного вибору методу впливу для родовищ з конкретними геолого-фізичними умовами пластів.

Вибір методу підвищення нафтовіддачі конкретного об’єкта розробки починається з вивчення геологічних умов. При цьому приділяється особлива увага властивостям пластових нафт, тому що від них залежить вибір того чи іншого методу. Так, високов^,язкі (більше 50... 100 мПа×с) і високопарафінисті нафти доцільніше розробляти тепловими методами. Малов’язкі (до 10 мПа×с) краще розробляти з застосуванням полімерного заводнення й інших фізико-хімічних методів. Поклади нафти з в’язкістю від 10 до 50...100 мПа×с можна розробляти, використовуючи як фізико-хімічні, так і теплові методи.

Важливими параметрами у виборі методу є глибина залягання об’єкта розробки, його товщина і ступінь неоднорідності, хімічні і фізичні властивості рідин, що насичують пласти, теплофізичні характеристики пластів. Дуже істотний вплив на момент впровадження методу виявляє стан розробки покладу нафти.

Тому необхідне детальне вивчення особливостей розробки родовища, його режиму і вироблення запасів по ділянках і пропластках. Якщо на основі вивчення геолого-фізичних параметрів і стану розробки не вдається вибрати метод, то звертаються до порівняльних розрахунків технічних і техніко-економічних показників, на підставі яких робиться висновок про найприйнятніший метод. У деяких випадках рекомендують проведення дослідно-промислових робіт із двох методів на одному об’єкті.

Ґрунтуючись на аналізі результатів застосування методів збільшення нафтовіддачі, а також теоретичних і лабораторних дослідженнях, сформульовані основні геолого-технічні умови ефективного застосування методів.

Заводнення – один із основних видів впливу на нафтопродуктивні пласти. Приймаючи рішення на підтримання пластового тиску нагнітанням води для конкретного покладу нафти, необхідно послідовно зробити таке:

1) визначити місцезнаходження водонагнітальних свердловин;

2) визначити сумарний об’єм нагнітання;

3) розрахувати кількість водонагнітальних свердловин;

4) встановити основні вимоги до води, що нагнітається.

Місцезнаходження водонагнітальних свердловин визначається особливостями геологічної будови покладу нафти. Задача зводиться до того, щоб підібрати таке розташування водонагнітальних свердловин, яке б забезпечувало найефективніший зв’язок між зонами нагнітання води і зонами відбору з рівномірним витісненням нафти водою.

Залежно від місцезнаходження водонагнітальних свердловин у практиці розробки нафтових родовищ застосовуються такі системи заводнення.

Законтурне заводнення застосовується для розробки покладів з невеликими запасами нафти. При використанні системи розробки потрібно бути впевненим, що водонафтовий контакт за досягнутих перепадів тиску може переміщатися. Практикою розробки нафтових родовищ виявлено випадки, коли безпосередньо біля поверхні ВНК поклад нафти «запечатаний» продуктами окислення нафти (асфальтенами, смолами, парафіном і т. д.) чи продуктами життєдіяльності бактерій. Крім того, проектування і реалізація цієї системи потребує детального вивчення законтурної частини пласта. Можуть мати місце випадки, коли характеристики законтурної частини пласта за пористістю, проникністю, піскуватістю і т. д. істотно відрізняються від характеристик центральної частини пласта.

Приконтурне заводнення застосовується тоді, коли є ускладнений гідродинамічний зв’язок нафтової зони пласта із законтурною ділянкою. Ряд нагнітальних свердловин у цьому випадку розміщається у водонафтовій зоні чи у внутрішньому контурі нафтоносності.

Внутрішньоконтурне заводнення застосовується, в основному, для розробки нафтових покладів з дуже великими розмірами площ. Внутрішньоконтурне заводнення не заперечує законтурного і приконтурного заводнень, а в необхідних випадках вони поєднуються.

Розчленування нафтоносної площі на ряд площ шляхом внутрішньоконтурного заводнення дозволяє одночасно ввести всю нафтоносну площу в ефективну розробку.

Для повноцінного розрізання нафтоносної площі нагнітальні свердловини розміщують рядами. Під час запомповування в них води по лініях рядів нагнітальних свердловин утворюється зона підвищеного тиску, яка перешкоджає перетіканню нафти з однієї площі на іншу. Осередки води, що сформувалися навколо кожної нагнітальної свердловини, із запомповуванням збільшуються в розмірах і, згодом, зливаються, утворюючи єдиний фронт води, просування якого можна регулювати так само, як і у випадку законтурного заводнення. З метою прискорення формування єдиного фронту води по лінії ряду нагнітальних свердловин, освоєння свердловин під нагнітання в ряді здійснюють «через одну». У проміжках проектні водонагнітальні свердловини вводять в експлуатацію як нафтовидобувні, здійснюючи в них форсований відбір. З появою в «проміжних» свердловинах запомповуваної води, вони переводяться під нагнітання води.

Експлуатаційні свердловини розміщують рядами паралельно до рядів водонагнітальних свердловин. Відстань між рядами нафтовидобувних свердловин і між свердловинами в ряді вибирається на основі гідродинамічних розрахунків із урахуванням особливостей геологічної будови і фізичної характеристики колекторів на даній площі розроблення. Розробку кожної площі здійснюють за своєю системою розміщення експлуатаційних свердловин з максимальним урахуванням геологічної характеристики площі.

Великою перевагою описуваної системи є можливість починати розробку з будь-якої площі і, зокрема, вводити в розробку, в першу чергу, площі з кращими геолого-експлуатаційними характеристиками, з найбільшою густотою запасів, з високими дебітами свердловин.

Вимоги, що ставляться до води, яку нагнітають. Для забезпечення належної приймальності водонагнітальних свердловин, виконання задач підтримання пластового тиску і підвищення нафтовилучення до води, яку нагнітають, ставляться такі основні вимоги.

1. Вода не повинна вступати в хімічну реакцію з пластовими водами, тому що при цьому можливі випадання осаду і закупорювання пор пласта.

2. Кількість механічних домішок у воді повинна бути невеликою, тому що це може призвести до забруднення привибійної зони пласта і втрати приймальності води свердловинами. Припустимий вміст механічних домішок у воді в кожному конкретному випадку визначається за досвідом нагнітання води.

3. Вода не повинна містити домішок сірководню і вуглекислоти, що викликають корозію наземного і підземного устатковання.

4. Вода поверхневих джерел, використана для нагнітання, повинна піддаватися обробленню на біологічне очищення від мікроорганізмів і спор водоростей. Потрапляючи з водою, що нагнітається, у пори пласта, мікроорганізми і спори водоростей можуть виявитися в сприятливих температурних умовах для розмноження, що зумовить закупорювання пор пласта.

Особливу небезпеку представляє попадання в пори пласта анаеробних бактерій, здатних відновити сірку з її сполук у мінералах, що складають пласт. Це призводить до появи в пластових водах сірководню з усіма несприятливими наслідками – сірководнева корозія підземного устатковання, засмічення нафти і газу сірководнем і т.д.

5. Вода, яку нагнітають, не повинна викликати розбухання глинистих пропластків усередині об'єкта розробки і глинистих часток цементуючого матеріалу пласта, тому що це може призвести до закупорювання пор і руйнування привибійної зони свердловини з порушенням цілісності експлуатаційної колони.

Питання про взаємодію води з глинами пласта вивчається на стадії підготовки геолого-промислових матеріалів по родовищу до проектування розробки. Тоді ж відпрацьовуються заходи щодо підготовки води, що не спричиняють розбухання глин.

Вода, яку нагнітають, повинна мати добру здатність відмивати нафту від породи. З цією метою проводять оброблення води з використанням хімічних препаратів.

На стадії проектування розробки родовища в системі підтримання пластового тиску повинні передбачатися заходи щодо забезпечення якісних характеристик води.

Циклічне заводнення. Метод грунтується на періодичній зміні режиму работи покладу шляхом припинення і поновлення запомповування води і відбору, за рахунок чого повніше використовуються капілярні і гідродинамічні сили. Це сприяє проникненню води в зони пластів, раніше неохоплених впливом. Циклічне заводнення ефективне на родовищах, де застосовується звичайне заводнення, особливо в гідрофільних колекторах, які капілярно краще утримують воду, яка в них заглибилась. У неоднорідних пластах ефективність циклічного заводнення вища, ніж звичайне заводнення. Тому що за практичного впровадження циклічного заводнення частіше не вдається здійснити одночасне тимчасове припинення запомповування чи відбору в усіх свердловинах, то за циклічного заводнення одночасно реалізується ідея підвищення нафтовіддачі зміною напрямку фільтраційних потоків.

Метод циклічного заводнення особливо ефективний у системах розробки, які поєднують підвищення тиску нагнітання з періодичним зниженням пластового тиску нижче тиску насичення нафти газом у пластах з великою неоднорідністю колектора.