Файл: Курсовой проект по курсу Повышение нефтеотдачи пластов.docx

Рисунок 1.4 - Распределение действующего добывающего фонда скважин Ярактинского месторождения по интервалам обводненности продукции скважин по состоянию на 01.01.2019 г.

Накопленная добыча нефти по скважинам действующего фонда составляет 9388,6 тыс.т (87,0% всей добычи месторождения). Несмотря на непродолжительный период эксплуатации (бὀльшая часть скважин – 78%, введена в разработку в 2012-2014 гг.), высокая производительность добывающих скважин, предопределяет весьма значительные удельные отборы нефти - на одну действующую добывающую скважину в среднем приходится 98,8 тыс.т (диапазон изменения – от 0,06 до 667,4 тыс.т/скв), что свидетельствует об их высокой продуктивности.

В неработающем добывающем фонде по состоянию на 01.01.2019 г. находится 32 скважины (25,8% всего добывающего фонда), что не является критической величиной и свидетельствует об удовлетворительном состоянии фонда месторождения. При этом 14 скважин бездействуют, 17 скважин пребывают в ожидании освоения (все после бурения), одна скважина – в контрольно-пьезометрическом фонде (рисунок 1.5). Всего в отработке на нефть из этой категории скважин перебывало 26 ед.

Накопленная добыча нефти по неработающим скважинам составляет 860,9 тыс.т (8% добычи месторождения), в среднем на скважину, перебывавшую в отработке на нефть (20 ед.) – 26,4 тыс.т.



Рисунок 1.5 - Неработающий добывающий фонд скважин на 01.01.2019 г.

Основными причинами остановки добывающих скважин являются технические причины (46,7%) и их низкая продуктивность (46,7%) (рисунок 1.6).



Рисунок 1.6 - Распределение бездействующего добывающего фонда скважин Ярактинского месторождения по причинам простоя

2. 1   2   3   4   5   6   7

---

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

1. Основные типы технологий добычи нефти и повышения нефтеотдачи пластов с использованием СО₂

Вытеснение нефти диоксидом углерода это сложный процесс, включающий в себя массообмен, капиллярные и гравитационные эффекты. Частичная или полная смесимость углекислого газа с нефтью влечет за собой изменение ее реологических свойств и способствует вовлечению в разработку ранее не задействованной нефти. Значительное влияние на процесс вытеснения нефти диоксидом углерода влияют условия насыщения и предшествующее вытеснение.

Выделяют различные подходы к применению углекислого газа:

1. Закачка карбонизированной воды;

2. Непрерывное нагнетание CO₂;

3. Циклическая закачка углекислого газа в нагнетательные скважины

4. Закачка оторочки СО₂ с последующей закачкой воды;

5. Вытеснение нефти чередующейся закачкой СО₂ и воды;

6. Вытеснение нефти закачкой комбинированных оторочек химического реагентов и СО₂;

7. Газоциклическая закачка диоксида углерода (Huff-N-Puff process).

Закаченная в пласт вода, насыщенная двуокисью углерода, представляет из себя оторочку вытесняющего пластовые флюиды агента. Данный метод является более эффективным, по сравнению с методом заводнения пласта, благодаря способности углекислого газа увеличивать вязкость воды при растворении в ней.

Также известно, что использование карбонизированной воды как вытесняющего агента показывает меньшую эффективность, в сравнении с результатами при использовании комплексного воздействия на пласт диоксида углерода в газообразном или жидком состоянии затем карбонизированной воды в виде вытесняющего агента.

Данная особенность, возможно, связана с увеличением объема нефтяной пленки, а также тяжелых компонентов на стенках пор под действием CO₂. В результате чего уменьшается их площадь контакта со стенками пор, трещин и каверн, что в последствии позволяет эффективнее вымывать их из данных пустот при вытеснении пластовых флюидов карбонизированной или подтоварной водой.

---

2.2 Физические основы закачки углекислого газа как способа воздействия на пласты

В процессе добычи нефти встает вопрос о поддержании внутрипластового давления на заданном уровне. Соответственно, общий расход газа на нагнетание в пласт должен равняться сумме дебитов нефти, газа и воды, приведенных к пластовым условиям. Однако, резкое снижение эффективности процесса вытеснения и увеличение энергетических затрат может произойти ввиду преждевременного прорыва газа к добывающей скважине. Прорывы выявляются с помощью контроля за газовым фактором и химическим составом газа. С целью предупреждения прорывов газа в добывающие скважины необходимо уменьшить отбор жидкости из скважин, а также остановить скважины, в которых отмечается прорыв. Кроме того, возможно снизить объем нагнетаемого газа, продолжить закачку газа с жидкостью или проводить циклическую закачку газа.

Одним из наиболее перспективных методов увеличения нефтеотдачи является использованием CO₂ для заводнения. Углекислый газ (CO₂, диоксид углерода, двуокись углерода) – бесцветный газ, тяжелее воздуха. При нормальных условиях имеет плотность 1,98 кг/м³. Углекислый газ не токсичен, запаха не имеет. Диоксид углерода обладает уникальным и крайне полезным для увеличения нефтеотдачи свойством, а именно способностью увеличивать вязкость воды при растворении в ней (при t = 20°С и p = 11,7 МПа вязкость карбонизированной воды составляет 1,21 мПа·с). Вязкость воды возрастает с увеличением в ней концентрации CO₂. При увеличении давления углекислый газ начинает активнее растворяться в воде. Однако растворимость СО₂ уменьшается при повышении температуры до 80°С и минерализации воды.

В случае же с растворением CO₂ в нефти вязкость последней наоборот существенно уменьшается. Следовательно, уменьшается поверхностное натяжение нефти на границе с водой.

В добавление к уже описанным свойствам нельзя не отметить свойство углекислого газа увеличивать объем нефти при растворении в ней, что позволяет существенно увеличить нефтеотдачу.

Однако, несмотря на все положительные стороны применения углекислого газа для увеличения нефтеотдачи,

---

данные технологии имеют свои ограничения, значительно понижающие возможность использования CO₂ как агента для газовых МУН.

Одним из самых серьезных недостатков является высокая коррозионная активность двуокиси углерода, что приводит к необходимости использовать особое коррозионностойкое оборудование для хранения, транспортировки и нагнетания в пласт диоксида углерода. Соответственно, себестоимость нефти, добытой с помощью данных методов, резко возрастает. Также недостатком применения двуокиси углерода является его способность при неполном смешивании с нефтью экстрагировать из неё легкие углеводороды. В результате чего нефть становится малоподвижной и, соответственно, возрастают затраты на её извлечение. Существенной особенностью применения углекислого газа в процессах повышения нефтеотдачи может являться свойство CO₂ при насыщении парами воды образовывать кристаллогидраты.

Применение данного метода позволяет не только увеличивать нефтеотдачу сравнительно дешевым и простым в осуществлении методом, но и окажет значительное положительное влияние на концентрацию углекислого газа в атмосфере, так как данный МУН является также экономически выгодным способом по утилизации газа путем закачки его в нефтенасыщенные пласты.

3. 1   2   3   4   5   6   7

---

Анализ источников СО₂

Для того чтобы получить одну тонну дополнительной нефти, необходимо приблизительно 1000 м³ чистого CO₂. Использование диоксида углерода позволяет увеличить КИН в широком диапазоне геолого-физических свойств нефтяных пластов. Таким образом возникает серьезная необходимость значительных объемов углекислого газа, что является основным фактором, который ограничивает возможность реализации данной технологии. Этот фактор влияет и на рентабельность применения технологий, которые связаны с использованием диоксида углерода.



Рисунок 2.1 - Классификация источников диоксида углерода

Выделяют два источника углекислого газа техногенные источники и природные. Из техногенных источников, на которых может улавливаться углекислый газ можно выделить несколько основных, к ним относятся:

- Цементные заводы;

 Электростанции;

 Предприятия, относящиеся к черной металлургии;

 Нефтеперерабатывающие заводы;

 Газоперерабатывающие заводы;

 Предприятия, относящиеся к химическому производству (производство этанола, этилена, аммиака и т.д.).

Согласно статистике, наибольшее количество выбросов диоксида углерода происходит энергетическим сектором, который включает в себя производство тепла, энергии, нефтепереработку и газопереработку, производство твердых топлив и другие виды энергетической промышленности.

К природным источникам CO₂ принято относить месторождения, которые содержат углекислый газ. Технологии увеличения нефтеотдачи основанные на использовании углекислого газа наиболее популярны в США, в России на данный момент не зарегистрировано месторождений природного диоксида углерода. Основная его часть существует в виде попутного компонента при добыче углеводородных газов. Чаще всего его содержание не превышает 1 %, существуют месторождения, где содержание углекислого газа достигает 97 %, но такие проявления локальны

---