Методы увеличения нефтеотдачи

группа - методы, которые чаще применяются на промыслах ввиду своей

простоты в технологии реализации, но по степени воздействия на пласты они слабее, чем методы второй группы;

вторая группа - методы воздействия, основанные на изменениях первоначально принятых систем размещения скважин и воздействия.

Методы гидродинамического воздействия на продуктивные пласты применяются обычно в различных сочетаниях друг с другом одновременно, а эффективность какого-либо одного метода взаимосвязана с объемом применения других.

только через изменения режимов работы скважин и направлены на вовлечение

в активную разработку слабодренируемых запасов.
Эти методы объединяются названием «нестационарное заводнение» и включают в себя:

в нагнетательных скважинах
повышение давления нагнетания;
циклическое заводнение, т.е. импульсное снижение (прекращение) закачки воды;
перераспределение расходов по группам нагнетательных скважин (перемена направлений фильтрационных потоков);
одновременно-раздельная закачка воды в разные пласты через одну скважину;
избирательная закачка воды в низкопроницаемые пропластки и пласты;
методы обработки призабойной зоны, которые изменяет режим работы и восстанавливают потенциал скважин (гидроимпульсное, волновое воздействие и др.);
другие методы измерения режимов работы нагнетательных скважин (гидроразрыв пласта, поинтервальные обработки и др.);

по отдельному пласту, блоку, зоне, участку или группе добывающих скважин;
форсированный

отбор жидкости из групп скважин или из отдельных скважин данного участка, зоны, блока;
периодические временные остановки и пуски групп скважин или отдельных скважин;
одновременно-раздельная эксплуатация скважин в многопластовых объектах;
оптимизация перепадов давления между пластовым и забойным давлениями;
многообъемное внутрипластовое воздействие по ограничению водопритоков (изоляционные работы);
системные обработки призабойной зоны, гидроразрыв пласта, поинтервальное повышение продуктивности скважин (дострелы, перестрелы и др.);
забуривание вторых и горизонтальных стволов.

ранее недренированных или слабодренируемых, запасов (участков, зон и пропластков) неоднородного

прерывистого пласта.
Эти методы (мероприятия) отличаются большим разнообразием по технологии воздействия на пласты, степень влияния их на технико-экономические показатели разработки весьма высоки и поэтому они обосновываются в проектных документах (технологических схемах, проектах разработки и доразработки), анализах разработки и авторских надзорах.

К ним относятся:
перенос фронта нагнетания воды в имеющиеся скважины;
организация дополнительных рядов нагнетательных скважин в блоковых системах разработки путем перевода добывающих скважин в нагнетательные;
организация очагов закачки воды в отдельные добывающие скважины;

застойных зонах, низкопроницаемых прослоях путем бурения дополнительных добывающих или нагнетательных

скважин, перевода скважин с других объектов или пластов, разукрупнения объектов, организации зон и полей самостоятельной разработки;
организация барьерной, площадной и других модификаций внутриконтурного воздействия путем закачки воды с целью выработки запасов нефти в обширных подгазовых зонах газонефтяных месторождений;
другие новые технологии заводнения для сложнопостроенных залежей и трудноизвлекаемых запасов нефти.

Методы гидродинамического воздействия на продуктивные пласты применяются обычно в различных сочетаниях друг с другом одновременно, а эффективность какого-либо одного метода взаимосвязана с объемом применения других.

его частей естественными границами: литологическими, тектоническими нарушениями, сбросами и т.д.,

а также искусственно созданными линиями нагнетательных скважин.


К объектам гидродинамического воздействия относятся:

блоки рядных и элементы площадной, избирательной и других систем размещения добывающих и нагнетательных скважин;
зоны распространения различных типов коллекторов в объеме продуктивного горизонта;
самостоятельные участки, блоки, поля разработки (ВНЗ, ГНЗ, низкопроницаемых зон и др.), отделенные от других частей залежи естественными или искусственно созданными границами;
водонефтяные зоны, отделенные от чисто нефтяных рядами нагнетательных скважин;
подгазовые зоны, отделенные от нефтяных и газовых зон барьерами нагнетательных скважин (барьерное заводнение и его модификации);
другие участки, пропластки, линзы, тупиковые зоны, выделяемые в самостоятельные элементы разработки.

потоков жидкости заключается в том, что в пластах, обладающих неоднородностью

по размерам пор, проницаемости слоев, пропластков, зон, участков и неравномерной их нефтенасыщенностью (заводненностью), вызванной этими видами неоднородности, а также отбором нефти и нагнетанием воды через дискретные точки – скважины, искусственно создается нестационарное давление. Оно достигается изменением объемов нагнетания воды в скважины или отбора жидкости из скважин в определенном порядке путем их периодического повышения или снижения.
В результате такого нестационарного, изменяющегося во времени воздействия на пласты в них периодически проходят волны повышения и понижения давления. Слои, зоны и участки малой проницаемости, насыщенные нефтью, располагаются в пластах бессистемно, обладают низкой пьезопроводностью, а скорости распространения давления в них значительно ниже, чем в высокопроницаемых насыщенных слоях, зонах, участках. Поэтому между нефтенасыщенными и заводненными зонами возникают различные по знаку перепады давления. При повышении давления в пласте, то есть при увеличении объема нагнетания воды или снижения отбора жидкости, возникают положительные перепады давления: в заводненных зонах давление выше, а в нефтенасыщенных – ниже.
При снижении давления в пласте, то есть при уменьшении объема нагнетаемой воды или повышении отбора жидкости, возникают отрицательные перепады давления: в нефтенасыщенных зонах давление выше, а в заводненных – ниже. Под действием знакопеременных перепадов давления происходит перераспределение жидкостей в неравномерно насыщенном пласте. 

чем в нефтенасыщенных малопроницаемых слоях. Поток жидкости из низкопроницаемого пласта

перетекает в высокопроницаемый, а затем вытесняется к добывающим скважинам

в залежи в первой половине цикла (в период нагнетания воды)

нефть в малопроницаемых прослоях (зонах) сжимается и в них входит вода. При снижении давления в залежи во второй половине цикла (уменьшение расхода или прекращение закачки воды) вода удерживается капиллярными силами в малопроницаемых прослоях, а нефть выходит из них. 

Циклическое воздействие на неоднородные пласты способствует увеличению текущего уровня добычи нефти и конечной нефтеотдачи за счет повышения охвата их заводнением.
Эффект от циклического воздействия на пласты увеличивается с повышением гидрофильности пласта (смачиваемости), микронеоднород-ности пористой среды, проницаемостной (слоистой) неоднородности, сообщаемости слоев, а также с увеличением амплитуды колебания давления нагнетания воды и с применением процесса на более ранней стадии заводнения.

неоднородность, коэффициент удержания воды, степень изолированности слоев) и режим нестационарного

воздействия (амплитуда, частота, время начала эксперимента).

Эффект тем выше, чем:
а) полнее гидродинамическая связь контактирующих слоев;
б) раньше начато циклическое заводнение (оптимальный вариант, когда начало циклического и обычного заводнений совпадают);
в) больше амплитуда колебаний расхода нагнетаемой воды;
г) больше выбранная частота соответствует условию завершения перераспределения забойного давления (оптимальная частота смены циклов выбирается в зависимости от упругих свойств коллектора — пьезопроводности и расстояния от линии нагнетания до линии воздействия).

заводнением зон пласта необходимо изменить общую гидродинамическую обстановку в нем,

что достигается перераспределением отборов и закачки воды по скважинам. В результате изменения закачки меняются направленность и величины градиентов давления, за счет чего на участки, ранее не охваченные заводнением, воздействуют более высокие градиенты давления, и нефть из них вытесняется в заводненную, проточную часть пластов, чем достигается увеличение нефтеотдачи. Но в отличие от циклического заводнения метод перемены направления фильтрацион-ных потоков не требует обязательной остановки добывающих или нагнетательных скважин.

вследствие вязкостной неустойчивости процесса вытеснения образуются целики нефти, обойденные водой.

Во-вторых, при вытеснении нефти водой водонасыщенность вдоль направления вытеснения уменьшается. При переносе фронта нагнетания в пласте создаются изменяющиеся по величине и направлению градиенты гидродинамического давления, нагнетаемая вода внедряется в застойные малопроницаемые зоны, большая ось которых теперь пересекается с линиями тока, и вытесняет из них нефть в зоны интенсивного движения воды. Объем закачки вдоль фронта целесообразно распределить пропорционально оставшейся нефтенасыщенности (соответственно уменьшающейся водонасыщенности).

Изменение направления фильтрационных потоков достигается за счет:
дополнительного разрезания залежи на блоки,
очагового заводнения,
перераспределения отборов и закачки между скважинами,
циклического заводнения.

Метод технологичен, требует лишь небольшого резерва и мощности насосных станций и наличия активной системы заводнения (поперечные разрезающие ряды, комбинация приконтурного и внутриконтурного заводнении и др.). Он позволяет поддерживать достигнутый уровень добычи нефти, снижать текущую обводненность и увеличивать охват пластов заводнением.
Метод более эффективен в случае повышенной неоднородности пластов, высоковязких нефтей и применения в первой трети основного периода разработки.

когда обводненность достигает более 75 %. При этом нефтеотдача возрастает

вследствие увеличения градиентов давления и скорости фильтрации, обусловливающего вовлечение в разработку участков пласта и пропластков, не охваченных заводнением, а также отрыв пленочной нефти с поверхности породы. Таким образом, технология проведения форсированного отбора жидкости заключается в постоянном увеличении отборов пластовой жидкости, за счет чего создается перепад давления между пропластками с различной проницаемостью. В результате нефть из нефтенасыщенного (низкопро- ницаемого) пропластка вовлекается в гидродинамический поток и выносится к добывающей скважине. Форсированный отбор жидкости положительно влияет на нефтеотдачу пластов с увеличением коэффициента вытеснения нефти водой благодаря действию следующих факторов:
– в гидрофильных коллекторах при увеличении скорости потока происходит вовлечение в разработку капиллярно-защемленной нефти;
– в гидрофобных коллекторах в результате увеличения отборов жидкости происходит более эффективный доотмыв пленочно-связанной нефти.

не требует сложного оборудования (насосная станция);
-экономичностью;
-увеличением степени извлечения нефти из

пластов.
Для поддержания пластового давления в пласт закачивается вода через нагнетательные скважины под давлением от 5 до 30 МПа. Вода, закачанная в пласт, вытесняет нефть и затем длительное время отбирается вместе с нефтью в постоянно нарастающих объемах. Для поддержания давления в пластах объем закачиваемой воды должен компенсировать объем не только извлекаемой нефти, но и воды, которую извлекают вместе с водой.
Охрана окружающей среды. Добываемая вода вместе с нефтью обрабатывается и вновь закачивается в пласты для поддержания давления.
Подготовка и свойства нагнетаемой воды. Технология подготовки и качество воды для нагнетания в пласты должны обосновываться для каждого месторождения отдельно.
Система подготовки воды
Фильтрация – удаление механических примесей.
Удаление кислорода.
Химическая обработка воды (антибактериальная обработка).
Солевая обработка воды – чтобы была совместимость с пластовой.
Автоматизированная система за подготовкой и качеством воды.
Для очистки промысловых сточных вод применяются: отстаивание, коагуляция (процесс слипания коллоидных частиц в крупные) и фильтрация через песчаные фильтры.

ударного, импульсного, термоакустического) воздействия на нефтяной пласт или на его

призабойную зону.
Основная цель технологии – ввести в разработку низкопроницаемые изолированные зоны продуктивного пласта, слабо реагирующие на воздействие системы ППД, путем воздействия на них упругими волнами, затухающими в высокопроницаемых участках пласта, но распространяющимися на значительное расстояние и с достаточной интенсивностью, чтобы возбуждать низкопроницаемые участки пласта.

пористой среде, содержащей вязкие углеводороды, возникает объемный прогрев области призабойной

зоны пласта, что приводит к интенсивному выделению растворенных газов, испарению легких углеводородов, интенсификации процесса пиролиза, изменению агрегатного состояния вещества и другим физико-химическим явлениям

Являясь хорошим проводником электрического тока, солевой раствор способствует повышению температуры в продуктивном пласте под воздействием электромагнитного поля. Усиление термического эффекта, в особенности в приближенной к призабойной зоне пласта, провоцирует уменьшение вязкости и очистки от тяжелых углеводородов порового пространства пласта под воздействием давления

Электромагнитное воздействие (ЭМВ) – воздействие, оказываемое колебаниями волн различных диапазонов с целью влияния на нефтесодержащий пласт и пластовый флюид, для изменения их свойств, которые повлияют на дополнительное извлечение нефти.

Находясь в области действия переменного электрического поля, скопления молекул жидких углеводородов начинают колебаться с частотой, зависящей от источника электроэнергии. Это приводит к снижению вязкости нефти, способствующему увеличению добычи.

в скважину спускают насосно-компрессорные трубы с диэлектрическими шайбами. В роли

излучателя энергии электромагнитных волн высоких частот выступает расположенная ниже обсадной колонны часть НКТ. Излучатель через скважину получает электромагнитную энергию от генератора (типа ЛД2-60М), расположенного на поверхности земли. При этом происходит прогрев призабойной части продуктивного пласта. Далее осуществляется постоянная закачка воздуха в пласт в течение недели, затем скважину останавливают на такой же срок для газирования и окисления нефти. Отбор скважиной продукции осуществляется фонтанным способом.

Метод основан на использовании внутренних источников тепла, возникающих при воздействии на пласт высокочастотного электромагнитного поля. Зона воздействия определяется способом создания (в одной скважине или между несколькими), напряжением и частотой электромагнитного поля, а также электрическими свойствами пласта. Помимо тепловых эффектов электромагнитное воздействие приводит к деэмульсации нефти, снижению температуры начала кристаллизации парафина и появлению дополнительных градиентов давления за счет силового воздействия электромагнитного поля на пластовую жидкость.

быстрое увеличение обводненности добываемой нефти.
Причины этого связаны с естественным ростом

обводненности добываемых углеводородов и жидкости. Производительность скважин может снижаться в некоторых горных породах в процессе эксплуатации вследствие различных видов кольматации, она может быть снижена и вследствие применения бентонитового раствора при бурении.

Технология увеличения нефтеотдачи пласта электровоздействием предназначена для снижения обводненности добываемой нефти на нефтяных скважинах, восстановления их производительности, отсечки газовых конусов, а также для восстановления нагнетательных скважин.

Основные позитивные эффекты при применении технологии:
снижение обводненности добываемой жидкости (увеличение нефтеотдачи);
восстановление дебита жидкости закольматированных скважин (интенсификация нефтедобычи).

Электрическое воздействие

Метод основан на использовании энергии высоковольтного электрического разряда в жидкой среде. При электрическом разряде между двух электродов в жидкой среде происходит формирование канала сквозной проводимости с последующим его расширением до схлопывающейся низкотемпературной плазменной каверны, образующей ударную волну и волны сжатия. Ударная волна, распространяясь в прискважинной зоне, производит разрушение кольматирующих образований. Основными параметрами при электрогидравлической обработке, определяющим ее эффективность, являются давление ударной волны и число генерируемых импульсов вдоль интервала перфорации.

совокупность явлений, происходящих при импульсном разряде высокого напряжения в

жидкой среде (зачастую в воде). При прохождении в водной среде импульсного высоковольтного разряда происходит мощное электромагнитное излучение, формирование волн звуковых и ультразвуковых диапазонов частот, импульсов давления, достигающего, при определенных условиях, несколько десятков тысяч атмосфер, сильных гидравлических потоков, сопровождающихся кавитацией.

Высоковольтный разряд в воде сопровождается возникновением плазменного канала, температура в котором достигает 30 тысяч 0С. Канал имеет небольшую площадь сечения. В нем происходит быстрый локальный разогрев жидкой среды, конденсация энергии разогретого до высоких температур ионизированного газа и паров, которые могут совершать работу.
Быстро расширяясь, разрядный канал, представляющий собой парогазовую
полость , порождает вокруг себя в жидкости импульсное давление и волны жидкости. Скорость увеличения объема канала может быть выше скорости, с которой звук распространяется в жидкой среде, благодаря этому, формируется фронт ударной волны. Когда давление потока расходящейся жидкости спустится ниже давления окружающей среды, расширение парогазового канала остановится. Далее происходит возвратное движение потока жидкости, в момент, когда полость канала захлопывается, в ней вновь резко повышается давление газа. Этот процесс повторяется многократно, постепенно затухая с каждым циклом.

а именно:
- значительное снижение обводненности добываемой жидкости, в основном, в

пределах: 10-50% и более на малодебитных скважинах, 1-10% и более на высокодебитных скважинах;
- значительное увеличение среднего дебита по нефти, в основном, в пределах: 1,3-3 раза и более на малодебитных скважинах, 10-30% и более на высокодебитных скважинах;
- значительное увеличение среднего дебита по жидкости, в основном: в 1,01-2 и более раз на закольматированных малодебитных и высокодебитных скважинах; - значительная продолжительность эффекта: 2-4 года;
средняя величина дополнительно добытой нефти на одну скважину: 1-10тыс. т.;
небольшое время проведения электровоздействия на пласт, как правило, в пределах 20-30 часов;
- абсолютная экологическая чистота, вследствие применения для воздействия на пласт только электрического тока;
- отсутствие негативных воздействий для обсадных колонн, фильтров и другого скважинного оборудования;
- возможность успешного совместного использования с другими аналогичными технологиями, например, с закачкой полимеров в нагнетательные скважины или с ремонтно- изоляционными работами в добывающих скважинах;
- высокая эффективность: кратный спад себестоимости нефти;
- отсутствие значительных отрицательных результатов;
- мобильность технологического комплекса.

по скважине в интервал обработки продуктивного пласта спускается акустический (ультразвуковой)

излучатель на каротажном кабеле, который соединяет его с преобразователем частоты (генератором, источником питания), установленным на поверхности.
К акустическим методам относят методы воздействия упругими колебаниями, имеющими сформированный волновой характер непосредственно в ПЗП.
Технология основана на преобразовании электрической энергии переменного тока в энергию упругих волн с частотой колебаний 20 кГц в интервале перфорации скважины. Частота ультразвуковой волны определяет её особенности: возможность распространения направленными пучками и возможность генерации волн, переносящих значительную механическую энергию.
Акустические методы условно подразделяются по типу используемых волновых источников: пьезокерамических, магнитострикционных преобразователей и высокочастотных гидродинамических генераторов в основном кавитационного типа. Преобладающая частота применяемых излучателей магнитострикционного и пьезокерамического типов равна 20 - 25 кГц, поэтому основанную на их применении технологию можно назвать ультразвуковой.
Аппаратура для акустического воздействия на ПЗП состоит из скважинного источника акустических колебаний магнитострикционного или пьезокерамического типа и наземной геофизической станции. Геофизическая станция содержит генератор и орган управления частотой и интенсивностью акустического поля, создаваемого скважинным генератором.

Акустическое воздействие на пласт

колебаний;
2 – кабель;
3 – наземная геофизическая станция с

генератором, пультом управления и лебедкой;
4 – блок и лубрикатор;
5 – обсадная колонна;
6 – насосно-компрессорные трубы.

Широкий набор скважинных приборов различного диаметра позволяет осуществлять воздействие как в открытом стволе, так и через НКТ. В нагнетательных скважинах обработка может проводиться при закачке и во время остановки, в газлифтных и фонтанных скважинах - без прекращения добычи и подъема НКТ. В механизированных скважинах обработку целесообразно совмещать с текущим или капитальным ремонтом оборудования.

применения сохраняется от нескольких недель до двух лет и более.

Метод экологически чист, затраты на его проведение ниже, чем при обработке с использованием химических реагентов и тем более гидроразрыве пласта.
К настоящему времени накоплен значительный опыт по применению акустических методов с использованием магнитострикционных и пьезокерамических преобразователей. Обработано более 2000 скважин на месторождениях с различными геолого-физическими характеристиками. При этом достигается высокая эффективность при обработках высокодебитных (фонтанных), вскрывающих высокопроницаемые пласты скважин, у которых закольматированная зона составляет десятки сантиметров (вплоть до метра - флюидные эффекты).

Для акустического метода воздействия в первую очередь рекомендуется выбирать скважины при снижении продуктивности в процессе эксплуатации более чем на 30%, фильтрационной неоднородности по мощности пласта, отсутствии заколонных перетоков в скважине, наличии перемычек мощностью более 1 м, разделяющих интервал перфорации от водонасыщенного пласта, и др.

Область применения данной технологии - очистка перфорационных каналов от продуктов вскрытия пластов, АСПО и других включений, а также декольматация ближней зоны ПЗП в скважинах, которые вскрывают высокопроницаемые пласты с повышенным пластовым давлением.