Основни методи за повишаване на добива на нефт

Ефективността на извличането на нефт от нефтени образувания чрез съвременни, индустриално разработени методи за развитие във всички страни производителки на нефт днес се счита за незадоволителна, въпреки факта, че потреблението на нефтопродукти по света нараства от година на година. Средният краен добив на петрол за различни страни и региони варира от 25 до 40%.

Например в Латинска Америка и Югоизточна Азия средният нефтенодобив е 24-27%, в Иран - 16-17%, в САЩ, Канада и Саудитска Арабия - 33-37%, в страните от ОНД и България - до 40%, в зависимост от структурата на нефтените запаси и прилаганите методи за разработване.

Остатъчните или невъзстановими запаси от нефт по промишлено разработени методи достигат средно 55–75% от първоначалните геоложки запаси от нефт в подпочвата.

Следователно задачите за прилагане на нови технологии за производство на нефт, които позволяват значително да се увеличи добивът на нефт от вече разработени резервоари, върху които вече не е възможно да се извличат значителни остатъчни запаси от нефт по традиционни методи, са уместни.

1. Цели на прилагане на EOR.

Навсякъде по света интересът към методите за увеличаване на нефтения добив нараства всяка година и се развиват изследвания, насочени към намиране на научно обоснован подход за избор на най-ефективните технологии за разработване на находища.

За да се повиши икономическата ефективност на разработването на находището, да се намалят преките капиталови инвестиции и да се увеличи максимално използването на реинвестицията, целият период на разработване на находище обикновено се разделя на три основни етапа.

На първия етапза добив на нефт естествената енергия на резервоара се използва възможно най-много (еластична енергия,енергията на разтворения газ, енергията на контурните води, газовата шапка, потенциалната енергия на гравитационните сили).

На втория етапметодите за поддържане на налягането в резервоара се прилагат чрез инжектиране на вода или газ. Тези методи се наричат ​​вторични.

На третия етапсе използват методи за повишаване на нефтения добив (EOR) за подобряване на ефективността на разработването на находището.

Разпределението на насищането с остатъчен нефт изисква подобрените методи за добив на нефт ефективно да повлияват нефта, разпръснат в наводнени или обгазени зони на резервоари, слоеве с ниска пропускливост и междинни слоеве, оставащи с високо текущо насищане с нефт в монолитни наводнени резервоари, както и изолирани лещи и зони на резервоари, които изобщо не са покрити от дренаж в съществуващата производствена система. Изглежда абсолютно безспорно, че при такова голямо разнообразие от остатъчни запаси, както и при голяма разлика в свойствата на нефта, водата, газа и пропускливостта на нефтонаситените зони на резервоарите, не може да има един универсален метод за увеличаване на добива на нефт.

Известните методи за повишаване на добива на нефт се характеризират главно с насочен ефект и засягат максимум един или два фактора, които влияят върху състоянието на остатъчните запаси.

2. Класификация на методите за повишаване на нефтения добив.

I. Термични методи:

• паротермично въздействие върху водоема;

• изместване на нефта с гореща вода;

• парен цикъл на обработка на кладенци.

II. Газови методи:

• нагнетяване на въздух в резервоара; • въздействие върху резервоара от въглеводороден газ (включително NGL); • въздействие върху образуването с въглероден диоксид; • въздействие върху образуванието с азот, димни газове и др.

III. Химични методи:

• изместване на маслотоводни разтвори на повърхностноактивни вещества (включително пенести системи); • изместване на масло от полимерни разтвори; • изместване на нефта от алкални разтвори; • изместване на масло от киселини; • изместване на масло от състави на химически реагенти (включително мицеларни разтвори и др.); • микробиологично въздействие.

IV. Хидродинамични методи:

• интегрирани технологии; • участие в разработването на неизточени залежи; • бариерно наводняване в находища на нефт и газ; • нестационарно (циклично) наводняване; • принудително отнемане на течности; • стъпаловидно топлинно наводняване.

V. Група комбинирани методи.

От гледна точка на въздействието върху резервоарната система в повечето случаи се прилага комбинираният принцип на въздействие, който комбинира хидродинамични и термични методи, хидродинамични и физико-химични методи, термични и физико-химични методи и др.

VI. Методи за увеличаване на дебита на кладенците.

Отделно трябва да се каже за така наречените физически методи за увеличаване на дебита на кладенците. Комбинирането им с подобрени методи за нефтен добив не е напълно правилно поради факта, че използването на подобрени методи за нефтен добив се характеризира с повишен потенциал на изместващия агент, а при физическите методи потенциалът на изместващия нефт агент се реализира чрез използване на естествена резервоарна енергия. В допълнение, физическите методи най-често не увеличават крайния нефтен добив на резервоара, а само водят до временно увеличение на производството, тоест увеличаване на текущото нефтено добив на резервоара.

Най-често използваните физични методи включват:

• хидравлично разбиване; • хоризонтални кладенци; • електромагнитно въздействие; • вълново въздействие върху формацията; • други подобни методи.

3.1. Термичен EOR

Термичните EOR са методи за интензифициране на притока на нефт и увеличаване на производителността на добивните кладенци, базирани на изкуствено повишаване на температурата в тяхната сондажна и дънна зона. Термичните EOR се използват главно при производството на парафинови и смолисти масла с висок вискозитет. Нагряването води до втечняване на маслото, топене на парафин и смолисти вещества, които са се утаили по време на експлоатацията на кладенците по стените, повдигащите тръби и в зоната на дъното.

Парно-термичен ефект върху формацията. Изместването на масло с пара е метод за подобрено възстановяване на маслото, най-често срещаният при изместването на масла с висок вискозитет. При този процес парата се инжектира от повърхността във формации с ниска температура и висок вискозитет на нефта чрез специални кладенци за впръскване на пара, разположени вътре в нефтоносния контур. Парата, която има висок топлинен капацитет, въвежда значително количество топлинна енергия в резервоара, която се изразходва за нагряване на резервоара и намаляване на относителната пропускливост, вискозитет и разширение на всички агенти, които насищат резервоара - нефт, вода, газ. В резервоара се формират следните три зони, различни по температура, степен и характер на насищане:

1) Зоната на пара около инжекционния кладенец с температура, варираща от температурата на парата до температурата на началото на кондензацията (400–200 ° C), в която се извършва извличането на леки фракции от нефт (дестилация на нефт) и тяхното прехвърляне (изместване) с пара през резервоара, т.е. съвместно филтриране на пара и леки фракции от нефт. 2) Зона на горещ кондензат, където температурата се променя от температурата на началото на кондензацията (200°C) до температурата на образуване, а горещият кондензат (вода) измества леките фракции и маслото в неизотермични условия. 3) Зона с начална температура на резервоара, непокрита от термичновъздействие, при което маслото се измества от пластова вода.

Когато резервоарът се нагрява, нефтът се дестилира, вискозитетът намалява и обемното разширение на всички агенти на резервоара, промяната във фазовата пропускливост, омокряемостта на скалата и подвижността на нефта, водата и др.

Горене на място. Методът за добив на нефт чрез изгаряне на място се основава на способността на въглеводородите (нефта) в резервоара да влизат в окислителна реакция с атмосферния кислород, придружена от отделяне на голямо количество топлина. Различава се от изгарянето на повърхността. Генерирането на топлина директно в резервоара е основното предимство на този метод.

Процесът на изгаряне на нефт в резервоара започва близо до дъното на инжекционния кладенец, обикновено чрез нагряване и инжектиране на въздух. Топлината, която трябва да се достави на формацията, за да започне горенето, се получава с помощта на електрически нагревател в дупки, газова горелка или окислителни реакции.

След като центърът на горене е създаден на дъното на кладенците, непрекъснатото инжектиране на въздух в резервоара и отстраняването на продуктите от горенето (N2, CO2 и др.) От източника (отпред) осигуряват поддържането на процеса на горене на място и движението на фронта на изместване на маслото по протежение на резервоара.

Част от нефта, останал в резервоара след изместването му от горивни газове, водни пари, вода и фракции на изпарено масло преди фронта на горене, се използва като гориво за горене. В резултат на това се изгарят най-тежките нефтени фракции.

В случай на конвенционално (сухо) изгаряне на място, извършено чрез инжектиране само на въздух в резервоара, поради ниския му топлинен капацитет в сравнение със скалата на резервоара, фронтът на нагряване на скалата изостава от движещия се фронт на горене. В резултат на това по-голямата част от топлината, генерирана в резервоара (до 80% иповече) остава зад фронта на горене, практически не се използва и до голяма степен се разпръсква в околните скали. Тази топлина има известен положителен ефект върху процеса на последващо изместване на нефта с вода от съседни части на резервоара, които не са обхванати от изгаряне. Очевидно е обаче, че използването на по-голямата част от топлината в зоната пред фронта на горене, тоест приближаването на генерираната в резервоара топлина към фронта на изместване на маслото, значително повишава ефективността на процеса.

Предаването на топлина от зоната преди фронта на горене към зоната зад фронта на горене е възможно чрез подобряване на преноса на топлина в резервоара чрез добавяне на агент с по-висок топлинен капацитет към инжектирания въздух, например вода. През последните години в световната практика все по-широко се използва методът на мокрото изгаряне.

Процесът на мокро горене на място се състои в това, че водата се изпомпва в резервоара заедно с въздух в определени количества, които при контакт със скалата, нагрята от движещия се фронт на горене, се изпаряват. Парата, увлечена от газовия поток, пренася топлина в областта пред фронта на горене, където в резултат се развиват обширни зони на нагряване, изразени главно от зони на наситена пара и кондензирана гореща вода.

---