Теплові методи збільшення нафтовіддачі пластів

В основі цих методів лежить сприятлива дія температури на стан рухливостей агентів, що взаємодіють в пласті, а також на ступінь витиснення нафти. Відомі два різновиди цих методів; 1) тепло в пласт вводиться з поверхні і 2) тепло утворюється безпосередньо в пласті внаслідок окислення вуглеводнів. В першому випадку носіями тепла служать вода і водяна пара, в другому використовується здатність вуглеводнів (нафти) вступати в реакцію з кис­нем із виділенням великої кількості тепла.

Застосування гарячої води. Гаряча вода, що нагнітається в пласт, швидко віддає тепло породі, охолоджується до пластової температури, внаслідок чого перед фронтом витиснення утворюється зона охолодженої води, якою нафта і витісняється. Тому приріст нафтовіддачі буде спостерігатися, головним чином, у водяний період експлуатації об'єкта.

Дія гарячої води в пласті така: рух води супроводжується зменшенням фільтраційних опорів в гарячій зоні (а надалі і на усій оброблюваній ділянці), підвищенням темпів відбору нафти, прогрівом і підключенням із часом до розробки малопроникних ділянок, які обійшла або слабо промила холодна вода. Причому фронт прогріву пересувається повільніше від фронту витиснення в 4-6 разів і більше. Початковий прогрів пласта вибирається з умови збереження певного рівня температури (70 — 100 °С) при підході до лінії відбору.

Наближеними методами розрахунку нафтовіддачі враховується тільки залежність в'яз­кості нафти і води від температури. Згідно з розрахунками, при нагнітанні гарячої води (Т = 170 °С) приріст нафтовіддачі досягає 16 — 17 % при високій початковій в'яз-кості нафти (250—300 мПа-с) і тривалості процесу не менше. 8—10 років. Для нафт із в'язкістю 151 і 32,6 мПа с прирости нафтовіддачі становлять відповідно 8 - 11 і 4 - 5 %.

Застосування пари. При нагнітанні в пласт водяної пари схема розповсюдження тепла в ньому і процес витиснення нафти більш складні, ніж при використанні гарячої води. Темпе­ратура в пласті при цьому поділяється на кілька зон. У першій з них вона змінюється від температури нагнітання до температури насиченої пари (тобто точки кипіння води у пла­стових умовах), в другій - зоні сконденсованої пари - відбувається витиснення нафти гаря­чою водою, в третій - зоні води із пластовою температурою - відбувається витиснення нафти при цій температурі, в четвертій - зоні, що не охоплена тепловою дією, - нафта витис-няється конденсатом, що виділився в першій зоні і під час переносу прохолов.

Додатковий видобуток нафти пояснюється дією трьох основних факторів: зниженням в'язкості нафти, поліпшенням прояву молекулярно-поверхневих сил і тепловим розширен­ням скелету пористого середовища та флюїдів, що його насичують.

Застосування внутрішньопластового горіння. Генерація тепла безпосередньо в пласті є відмінною особливістю методу підвищення нафтовіддачі при внутрішньопластовому горінні.

Операція починається з нагнітання в пласт окислювача (звичайно це повітря) при одночас­ному нагріві присвердловинної зони пласта одним із засобів (електронагрівач, газова горілка і т.п.) або і без нього. Для підтримання горіння в пласті в нього постійно нагнітається повітря. Залежно від того, в який бік рухається фронт горіння в пласті (від нагнітальної чи видобувної свердловини), процес називають прямоплинним або протиплинним.

Якщо процес здійснюється з нагнітанням в пласт тільки повітря, то він називається су­хим, а якщо із нагнітанням також води - вологим горінням. Останній вважається більш ефективним. Тут ефективність процесу зростає внаслідок "перекидання" тепла за допомо­гою води в зону перед фронтом горіння. При цьому відбувається процес внутрішньопластової парогенерації. І це одна з відмінностей цього процесу, що в значній мірі визначає механізм витиснення нафти з пласта.

Найбільш високою температурою характеризується фронт (зона) горіння, по обидві сторони від якого утворюються зони з різною температурою і різними механізмами витис­нення нафти, які включають більшість із відомих сьогодні процесів підвищення наф-товіддачі. Якраз цим і пояснюються одержані при внутрішньопластовому горінні в лабора­торних і промислових умовах високі показники вилучення нафти. Лабораторні дослідження і промислові випробування свідчать про те, що метод вологого горіння може бути здійсненим на об'єктах зі значним діапазоном зміни геолого-фізичних умов (в тому числі родовищ нафти середньої і малої в'язкості, як до, так і після їх заводнення).

У разі підвищених значень водоповітряного фактора в пласті відбувається процес надво-логого горіння. Для його здійснення потрібні незначні концентрації палива в пласті (оди­ниці кілограмів на 1 м³ пласта). Тому і виникають перспективи його застосування для підвищення нафтовіддачі пластів із малов'язкою нафтою (в тому числі заводнених).

Залежно від конкретних геолого-фізичних умов залягання покладу і фізико-хімічних властивостей нафти нафтовіддача може збільшуватись в дуже широких ме­жах (до 70 — 85 %).