Az olaj kiszorítása szén-dioxid által.
Az olaj viszkozitásának 10-15 mPas-nál kisebbnek kell lennie, mivel at
a nagyobb viszkozitás rontja a CO 2 olajjal való keverhetőségét. A szén-dioxiddal végzett összes ismert ipari kísérletet alacsonyabb olajviszkozitású területeken végezték.
A tartály nyomásának 8-9 MPa-nál nagyobbnak kell lennie, hogy biztosítsa a szén-dioxid és az olaj jobb elegyedését, amely a nyomás növekedésével növekszik.
A 25 m-nél nagyobb monolit formáció vastagsága csökkenti a hatékonyságot a gáz és az olaj gravitációs szétválásának megnyilvánulása és a sweep sweep csökkenése miatt.
2. Víz-gáz keverékek befecskendezése .
A 25 mPa·s feletti olajviszkozitás kedvezőtlen a módszer alkalmazásához. A hagyományos vízelöntéshez hasonlóan rendszertelen olajkiszorítás és bypass képződés lép fel.
A nagy képződményvastagság elősegíti a gáz és a víz gravitációs szétválását, és csökkenti a hatékonyságot a csökkentett söprés miatt.
3. Polimer elárasztás .
A 70 °C feletti tartály hőmérséklete a polimer molekulák pusztulásához és a hatékonyság csökkenéséhez vezet.
Ha a tartály permeabilitása kisebb, mint 0,1 µm 2, a polimer elárasztási folyamat nehezen kivitelezhető, mivel az oldat molekuláinak mérete nagyobb, mint a pórusméret, és vagy az alsó lyukzóna eltömődése, vagy a molekulák mechanikai tönkremenetele következik be.
A víz fokozott sótartalma, valamint a kalcium- és magnézium-só-tartalom mellett a poliakrilamid vizes oldatai instabillá válnak, szerkezetük felborul, és megszűnik a víz sűrűsödése (növekvő viszkozitása); a biológiai eredetű polimereknek nincs szükségük erre a korlátozásra.
4. Vízben oldódó felületaktív anyagok befecskendezése.
A 70 °C feletti képződési hőmérséklet elfogadhatatlan ugyanazon okok miatt, mint a polimer esetében.
A nagy víznedvesítő képességű (hidrofil) képződmények nem előnyösek a vízoldható felületaktív anyagok alkalmazására, mivel hatásuk a porózus közeg nedvesíthetőségének növelésére irányul.
Olajkiszorítás micellás oldatokkal.
A kőolaj-szulfonátokon alapuló, a tartályban magas kalcium- és magnézium-só-tartalmú micellás oldatok a sók nátriummal történő ioncseréje miatt a szulfonátban nagy viszkozitású emulziókká alakulnak, amelyek élesen csökkentik a tartályok vezetőképességét.
Az olaj viszkozitása legfeljebb 15 mPa s megengedett, mivel a mobilitás kiegyenlítése érdekében növelni kell a micellás oldat viszkozitását egy drága komponens (alkohol) miatt.
A produktív képződményeket csak homokkő képviselheti, mivel a karbonátos képződmények sok kalcium- és magnéziumiont tartalmaznak, amelyek elpusztítják a kőolaj-szulfonátokat és a micellás oldatokat.
6. Az olaj kiszorítása égetéssel.
Az olaj viszkozitása 10 mPa·s-nál nagyobb legyen, mivel elegendő koksz (aszfaltének) tartalom szükséges benne az olaj égési folyamatának fenntartásához a tartályban.
3 m-nél kisebb tározóvastagság és 0,1 μm 2 -nél kisebb áteresztőképesség esetén ez a módszer nem praktikus, mivel a lerakódás tetejét és alját éri nagy, nem termelődő hőveszteség.
150 m-nél nagyobb varratmélység szükséges ahhoz, hogy a fedőréteg elég vastag legyen az égési folyamat szabályozásához, és megakadályozza, hogy az égéstermékek a felszínre fújjanak.
7. Az olaj kiszorítása gőz hatására.
A 6 m-nél kisebb varratvastagság gazdasági okokból elfogadhatatlan. A gőzzel történő olajkiszorítás veszteségessé válik a lerakódás tetején és alján keresztül történő nagy hőveszteségek miatt.
A képződési mélység nem haladhatja meg az 1200 m-t a fúrólyuk hőveszteségei miatt, amelyek minden 100 m-es mélységben elérik a 3%-ot, valamint az oszlopok szilárdságának biztosításának műszaki nehézségei, különösen a kútfejnél.
Kívánatos, hogy a tartály áteresztőképessége nagyobb legyen, mint 0,2-0,3 µm2, és az olajkiszorítási sebesség elég magas legyen ahhoz, hogy csökkentse a lerakódás tetején és alján bekövetkező hőveszteséget.
A teljes hőveszteség a fúrólyukban és a formációban nem haladhatja meg a besajtolt kútfej 50%-át annak érdekében, hogy gazdasági hatás a folyamattól.
Az olaj kiszorítása lúgos oldattal.
Alkalmazásának hatékonysága elsősorban a tartályolaj összetételétől függ.
A módszer nem alkalmazható, ha a tározóolaj alacsony savassági indexű (a kálium-hidroxid-tartalom aránya az olaj tömegéhez viszonyítva) - kevesebb, mint 0,5 mg/g.
A lúgos oldatok használatát nem korlátozza a hőmérséklet és a kollektor típusa. Az összes többi fizikai és kémiai módszertől eltérően a lúgos oldatok egészen 150-200 °C hőmérsékletig, valamint karbonátképződményekben alkalmazhatók.
Mivel a lúgos oldatok növelik a képződmény kőzet vízzel való nedvesíthetőségét, előnyük van más, előnyösen hidrofób és hidrofób képződményekben való alkalmazásra szolgáló módszerekkel szemben.
A lúgos oldatok alkalmazása nem hatékony a magas agyagtartalmú (több mint 10%) tározókban, amelyekben az olajkiszorítási hatásfok megegyezik a közönséges vízével.
A fokozott olajkinyerési módszerek alkalmazhatóságának fenti kritériumai csak a módszerek elsődleges kiválasztásához használhatók, meghatározva azok megvalósításának kilátásait és lehetséges alkalmazási mértékét.
Egy adott olajmező fokozott olajkinyerésére szolgáló módszerek kiválasztásakor olyan helyzet adódhat, amikor a megadott kritériumok alapján két vagy három módszerre van szükség. Ebben az esetben a fokozott olajkinyerés egyik vagy másik módszerének alkalmazásáról szóló döntésnek részletes technológiai és gazdasági számításokon kell alapulnia, figyelembe véve az anyagi és technikai eszközök rendelkezésre állását és a tőkebefektetéseket, valamint az olajtermelési célokat.
Számos mező olajtartalékának egy része (nagyon repedezett képződményekkel) általában alkalmatlan az összes ismert fokozott olajkinyerési módszer alkalmazására, kivéve a ciklikus áradásokat. Az ilyen olajtartalékok esetében ismeretlen módszerek vagy módosítások célzott felkutatása, jól ismert, kifejlesztett módszerek kombinációja szükséges a meghatározott geológiai és fizikai tulajdonságokkal rendelkező tározók befolyásolására.
A továbbfejlesztett olajkinyerési módszerek hatékonysága
Az ipari tesztelés és a továbbfejlesztett olajkinyerési módszerek alkalmazása minden esetben szükségessé válik azok hatékonyságának helyszíni adatok alapján történő értékelése. A kísérleti munka szakaszában ez szükséges a módszer ipari alkalmazásának megvalósíthatóságának eldöntéséhez, az ipari megvalósítás szakaszában pedig az elköltött források hatékonyságának megállapításához. Ebben az esetben természetesen szükség van a módszer hatékonyságának objektív, megbízható értékelésére, hogy ne becsüljük túl vagy alábecsüljük potenciális képességeit. A módszerek hatékonyságának értékelése során meg kell különböztetni a hatékonyság következő fogalmait.
Ideál(I) - a módszer valódi, potenciális (elméleti) hatékonysága, amely a legkedvezőbb tározókörülmények között elérhető, a folyamat ideális lebonyolítása, minden energiáját és fizikai erejét felhasználva.
lehetőségeket.
Lehetséges(C) - a módszer tervezési hatékonysága a mechanizmusa összes jellemzőjének helyes tükrözésével és felhasználásával, valamint az optimális folyamattechnológiával egy megfelelő területen.
elérhető(E) - a módszer tényleges hatékonysága, a tározóban megvalósított gyakorlati feltételek mellett a folyamat megvalósításához, a tervezési technológiától való elkerülhetetlen eltérésekkel, az anyagi és műszaki eszközök minőségi következetlenségeivel stb.
Becsült(O) - terepi adatok szerint mérve vagy így vagy úgy meghatározva a módszer hatékonysága, a módszer pontosságától, a kiindulási adatok megbízhatóságától és a meghatározás objektivitásától függően.
A módszer lehetséges vagy tervezési hatékonysága a tervezés során kerül meghatározásra, és a számítási modellek folyamatra való megfelelőségétől és a kiindulási adatok megbízhatóságától függ. A projektek még a legjobb esetben is túlbecsülik a folyamat hatékonyságát, mivel a tározófejlődés valós körülményei sok instabil tényezőtől függnek, és mindig bonyolultabbak, mint a folyadékszűrés és az olajkiszorítás sematikus, leegyszerűsített számítási modelljei a hatóanyagokkal. A fokozott olajkinyerés módszerének ténylegesen elért hatékonysága (D) a tervezési hatékonyságnál általában alacsonyabb fajlagos, egyértelmű érték, amely az adott (optimális) technológiától való elkerülhetetlen eltérések miatt a folyamat megvalósítása során, a a munkaanyag tulajdonságainak jellemzői, injektálási körülményei, kút működése stb.
És végül, a módszer becsült hatékonysága (O) a terepi adatok alapján pontos méréssel és meghatározással alacsonyabb legyen a ténylegesen elértnél, mivel a munkaanyagnak kitett teljes tározótérfogat nem mérhető, és a hatás közvetett meghatározása a termelés révén. és a kútvizsgálatot torzítja a megnyilvánulási késedelem.
Ezért a megnövelt olajkinyerési módszerek hatékonyságának e fogalmai összefüggésben állnak egymással
I > B > D O
Ezt mindig szem előtt kell tartani, amikor a módszer alkalmazásáról döntünk.
A gyakorlatban azonban a fokozott olajkinyerési módszerek hatékonyságának helyszíni adatokon alapuló értékelése és meghatározása nem egyértelmű, és az elért hatékonysághoz képest alul- és túlbecsülhető a következő egyidejű okok miatt:
a halászati információk elégtelensége, nem reprezentatív jellege vagy a szükséges adatok hiánya;
hiba, információtorzulás (a telkek méretének hibái);
egyéb folyamatban lévő tevékenységek mellékhatásainak rákényszerítése (ciklikus hatás, kutak kezelése, fenékzónák szennyezése, kivonás kényszerítése stb.);
a hatás értékelésére alkalmazott módszer ellentmondása a módszer jellemzőivel;
a hatást meghatározó technológusok tapasztalatlansága vagy elfogultsága.
Ezen okokból kifolyólag időnként nagy ellentmondások adódhatnak a módszerek – különösen az alacsony potenciálúak – hatékonyságának, sőt lehetőségeinek megítélésében. Például az OP-10-hez hasonló felületaktív anyagokkal történő vízelöntés hatékonyságára vonatkozó becslések, amelyeket különböző szakemberek végeztek azonos körülmények között, 3-4-szeresek (a végső olaj mennyiségének növekedésének 2-4-10-12%-a). a tározók visszanyerése). A fokozott olajkinyerési módszerek hatékonyságának megbízható értékelése érdekében az ipari kísérletek végzése során törekedni kell mindezen bonyolító okok kiküszöbölésére.
Ehhez a következőkre van szükség. Minden kutakból maximális adatot nyerhet ki a tározók tulajdonságairól, a folyadékokról, az olajkiszorítás körülményeiről és az olajbeáramlásról, azaz biztosíthatja a mag teljes eltávolítását, mintát vehet az olajból, gázból és vízből elemzés céljából, geofizikai és hidrodinamikai vizsgálatokat végezhet, az olajáramlás pontos mérése sebességek, áramlási sebességek és víztermelés, gáztényezők, hőmérséklet stb.
A kísérleti parcellák méretei és a kutak elhelyezkedése olyan legyen, hogy kizárják a munkaközegnek kitett zóna határvonalának megrajzolásánál felmerülő hibát. Minden mennyiség és paraméter mérésének a lehető legpontosabbnak kell lennie.
A képződmények befolyásolásának új folyamata során biztosítani kell a kutak fenéklyuk zónáinak tisztaságát (ne szennyezzék), a kutak működési feltételeit változatlannak kell tartani nemcsak a kísérleti területeken belül, hanem a szomszédos területeken is. zónák. Ha elkerülhetetlen a lerakódási feltételek változása (ciklikus hatás, a folyadékáramlás irányának változása, a kutak alsó lyukzónáinak kezelése, a tározó levételének növekedése stb.), akkor a hatások elkülönítése az újtól módszerre és egyéb intézkedésekre van szükség. A fenéklyuk zónáinak szennyeződése torzíthatja a módszer valódi hatékonyságát.
A különböző geológiai és fizikai körülmények között alkalmazott fokozott olajkinyerési módszerek hatékonyságát a hatás megnyilvánulási jellegétől és a legreprezentatívabb mutatóktól függően többféleképpen kell meghatározni.
A fokozott olajkinyerés módszereinek hatékonyságát olyan szakembereknek kell meghatározniuk, akik ismerik a folyamatok mechanizmusát, a fizikai-kémiai és hidrodinamikai folyamatokat, valamint az olajtározó geológiai szerkezetét.
A technológiai hatás értékelése a fejlődés késői szakaszában
Az olajtermelési mutatók és a lelőhely, terület alakulását jelző egyéb mutatók objektív extrapolációja a technológiai hatás meghatározásának fő és legpontosabb módja a kísérleti munka vagy a fokozott olajkinyerési módszer ipari megvalósításának tényleges eredményei alapján. A fokozott olajkinyerési módszerek hatékonyságának grafikus-analitikai vagy statisztikai elemzésére különféle módszerek léteznek, amelyek az alapeset fejlődési mutatóinak a módszer alkalmazása előtti időszakban bekövetkezett változásának empirikus függésének megállapításán és ennek a módszer alkalmazását megelőző időszakra történő extrapolálásán alapulnak. alkalmazásának jövőbeli időszaka.
Az olaj visszanyerésének függősége η a kumulatív folyadékkivonásból, az egyensúlyi tartalékokra vonatkoztatva τ : η = f(τ).
A kumulatív olajtermelés függősége K n K ban ben vagy folyékony K és : K n = f(lgK ban ben ) vagy K n = f(lgQ és ).
A teljes víz-olaj arány logaritmusának függősége w a kumulatív vízkivétel logaritmusából K ban ben : lgw = f(lgK ban ben ).
Az aktuális olaj-víz arány logaritmusának függősége w kumulatív olajtermelésből K n : lgw = f (K n).
A kitermelt olaj részesedésének logaritmusának függősége n n a kumulatív folyadékkivonás logaritmusából K és : lgn n = f(lgQ és ).
Rizs. 4. ábra A kumulatív olajtermelés és olajvisszanyerés η függése a τ dimenzió nélküli időtől (1) és (2) módszerekkel
az olajkitermelés növekedése.
∆
K, ∆η
- a kumulatív olajtermelés és az olajkitermelés növekedése a fokozott olajkinyerés (EOR) módszerének köszönhetően; τ
b , τ
m- a dimenzió nélküli idő korlátozása a vízözön és az alkalmazott MPOR esetében
Rizs. 5. ábra: A tényleges (1) és a várható (2) kumulatív olajtermelés Q n függése a kumulatív víz (folyadék) termelés lgQ in (lgQ l) logaritmusától.
∆Q n, ∆η - a kumulatív olajtermelés és az olajkinyerés növekedése
illetőleg; ∆Q in - víztakarékosság (folyadék)
Rizs. 6. Az aktuális (1) és előrejelzett (2) logaritmus függése
ban ben 
olajtényező lg w a kumulatív víztermelés logaritmusából lg Q in
Rizs. 7. Az aktuális (1) és előrejelzett (2) logaritmus függése
olaj-víz tényező lg w kumulatív olajtermelésből Q n
Jelenleg több tucat közelítés készült az objektumok vízáradás közbeni fejlődésének tényleges mutatóiról. Nagy sokszínűségük a következő, mindegyikükben rejlő hátrányok csökkentésére tett kísérletekkel függ össze.
Rizs. 8. ábra Az olajhányad logaritmusának tényleges (1) és előrejelzett (2) függése
az lg n n áramlásban a kumulatív folyadéktermelés lg Q l logaritmusából
Rizs. 9. A tényleges (1) és a várható (2) változások függése
Jelenlegi olajtermelés q a t idő függvényében
q 0 - kezdeti áramlási sebesség (termelés)
Az elöntés során a fejlődés fő technológiai mutatóinak előrejelzésére szolgáló módszerek alkalmazása csak akkor lehetséges, ha az előállított kúttermék öntözése 30-90%. Az összes rendelkezésre álló módszer nem veszi figyelembe az objektum fejlesztésének technológiai változásait (további kutak fúrása, a kutak működési módjának megváltoztatása stb.). Hiány univerzális módokon bármely objektumra alkalmazható, és ennek eredményeként speciális körülmények között szükséges előzetes tesztelés.
A jövőre vonatkozó előrejelzés időszaka nem lehet hosszabb, mint az öntözést megelőző időszak. A vízözön korai szakaszában ez korlátozza használatukat, az előrejelzés pontossága nagyon alacsony lesz.
E hiányosságok ellenére a legmegbízhatóbb és legegyértelműbb az objektum fejlesztésének tényleges mutatóinak a fokozott olajkinyerés módszerével történő összehasonlítása a módszer alkalmazása előtt kapott előrejelzésekkel (4. ábra).
Nagy gyakorlati tapasztalatok A különböző objektumok fejlettségi mutatóinak összehasonlítására, a terepfejlődés kilátásainak előrejelzésére, a terepeken végzett különböző technológiai tevékenységek technológiai hatékonyságának értékelésére a különböző objektumok fejlettségi mutatóinak összehasonlítására szolgáló grafikus-analitikai módszerek alkalmazása lehetővé teszi, hogy öt előnyös módszert javasoljunk (1. 5-9), amelynek fő előnyei a következők:
a kapott eredmények kellően magas megbízhatósága;
könnyű használat és láthatóság;
a tározószerkezet geológiai jellemzőinek integrált elszámolásának lehetősége;
a módszer alkalmazásán keresztül a hatékonyság és az olajtermelés különféle mutatóinak meghatározásának lehetősége, a víztermelés csökkentése, a fejlődés ütemének növelése stb.
A módszerek technológiai hatékonyságának értékelésének pontossága nagymértékben függ az objektum fejlesztési technológiájának betartásától a módszer alkalmazása során (ugyanúgy, mint az alkalmazás előtt), valamint attól az időszaktól, amelyre az extrapolációt elvégzik. .
Ezeknek a módszereknek a felhasználása a módszerek eredményességének értékelésére minden konkrét esetben megköveteli azok előzetes jóváhagyását egy adott lelőhelyre vagy területre vonatkozóan. Ennek alapján a tényleges és számított adatok szórása alapján értékeljük alkalmazásuk pontosságát.
Ha a kimerítési mód szolgál kiindulási fejlesztési lehetőségként, akkor extrapoláljon tényleges számok aktuális olajtermelés az időben (lásd 9. ábra). Ebben az esetben az olajtermelés a módszer alkalmazása előtt exponenciális, hiperbolikus vagy harmonikus függvénnyel közelíthető. Az elfogadható függvény kiválasztását az előző esetekhez hasonlóan a tényleges és számított adatok legkisebb szórása határozza meg.
A módszer alkalmazásából adódó olajtermelést az alapmódszerre vonatkozó tényleges és számított mutatók különbségeként definiáljuk, amelyet extrapolálással kapunk azonos mennyiségű előállított folyadékra vagy időre.
A módszer késői alkalmazása nem zárja ki a hatékonyság értékelésének további módjaként a kísérleti és kontrollparcellák technológiai mutatóinak összehasonlítását.
A technológiai hatás értékelése nagyítási módszerek alkalmazásakor
olajkinyerés a fejlesztés kezdetétől
A technológiai hatás legnehezebb és legbizonytalanabb felmérése azok az esetek, amikor a fokozott olajkinyerés módszerét már a fejlesztés kezdetétől alkalmazzák, mint például a felületaktív anyagok felhasználása a szántóföldi fejlesztésben. Nyugat-Szibéria, termikus módszerek alkalmazása Karazhanbas, Usinsk és más területek fejlesztésére.
Ennek bonyolultsága abból adódik, hogy az alapesetben a lelőhely alakulására vonatkozó tényleges adatokat nem lehet összehasonlítani a módszer kísérleti helyén található adatokkal. Ezért a módszer alkalmazásából származó technológiai hatás értékelése vagy egy kísérleti terület fejlesztésének számított mutatóira, vagy egy másik terület fejlesztésének tényleges eredményeire, az ún.
Az első esetben a kezdeti információk vagy a számítási módszerek pontatlanságával kapcsolatos hibák lehetnek. A második esetben a nehézség a szabályozási terület megválasztásában rejlik, amelynek geológiai és fizikai tulajdonságait és fejlődési feltételeit tekintve is azonosnak kell lennie a kísérleti területtel. A kísérleti és kontrollparcellák azonosságát szinte soha nem lehet minden tekintetben fenntartani. Emiatt a technológiai hatás meghatározásában félreérthetőek lehetnek. És mivel ennek a mutatónak nemcsak elméleti, hanem gyakorlati jelentősége is van, egyes szakemberek érdeklődni kezdenek a hatás iránt, míg mások bizalmatlanok a meghatározás eredményeiben. Ez különösen nyilvánvaló olyan vizsgálati módszereknél, amelyeket az olajvisszanyerés enyhe növekedése jellemez (például felületaktív anyagokkal, kénsavval való elárasztás), és hosszú idő elteltével a termelő kutak észrevehető reakciójának kezdete előtt, különösen az alkalmazás kezdeti időszakában. a módszereket.
Ebből a helyzetből kétféleképpen lehet kijutni. Az egyik az, hogy a hatásbecslések bizonytalansága leküzdhető statisztikailag, azaz nagyszámú kísérleti vizsgálattal és azok megfelelő feldolgozásával többváltozós elemzési módszerekkel. Ehhez szükséges a kísérleti munka összes eredményének gondos elemzése, a laboratóriumi és terepi eredmények összehasonlítása, a módszer alkalmazásának tapasztalatainak általánosítása számos területen, valamint a statisztikai feldolgozáshoz szükséges adatok felhalmozása. Idővel biztosak leszünk abban, hogy a megnövelt olajkinyerési módszerek technológiai hatását pontosan meghatározzák. Ez egy biztos út, de hosszú út.
Egy másik, véleményünk szerint legmegbízhatóbb módszer, ha egy kis kísérleti terület fejlesztésének tényleges eredményeit egy szigorúan konzisztens technológiával összehasonlítjuk ugyanazon terület megfelelő fejlesztési mutatóival. matematikai modell. A matematikai modellnek a kísérleti terület tényleges adataihoz való teljes adaptációja után a módszer alkalmazásának hatása az alapesettel összehasonlító számítással meghatározható.
A görbéket összehasonlítjuk Σ K n . b=f (τ) és Σ K n . m =f (τ) vagy η b = f (τ) és η m = f (τ ) . Szükség esetén korrekcióra kerül sor a fejlesztési ütem különbsége miatt, vagy a tervezett és a tényleges mutatók közötti eltérés miatt.
A termikus módszerek alkalmazása a nagy viszkozitású olajok kifejlesztésére általában az olajvisszanyerés és a jelenlegi olajarányok jelentős növekedéséhez vezet a kimerüléshez képest. Ebben az esetben a technológiai hatás meghatározásakor javasolt az úgynevezett "részvételi együtthatók" módszerét alkalmazni, amely a végső olajkinyerés növekedésének a teljes olajkinyeréshez viszonyított aránya. A módszer alkalmazásából adódó olajtermelést úgy határozzuk meg, hogy a teljes olajtermelést megszorozzuk a módszer saját tőke arányával. A „részegyütthatós” módszer termikus módszerekre való alkalmazhatósága a Kenkiyak és Khorasan mezőkön igazolódott.
Azokban az esetekben, amikor gazdaságosan nem kivitelezhető a lelőhelyek kialakítása fokozott olajkinyerési módszerek alkalmazása nélkül, minden olajat úgy kell tekinteni, mint amelyet módszerek alkalmazásával állítottak elő. Példa erre a nagyon magas viszkozitású Yaregskoye olajmező fejlesztése, ahol az olajtermelés termikus befolyásolási módszerek nélkül gyakorlatilag lehetetlen.
A kezdeti időszakban a tározókból történő olajkinyerés jelentéktelen növekedése esetén az olajtermelést a befecskendezett reagens térfogatának (tömegének) a számítással vagy tapasztalattal megállapított fajlagos olajtermeléssel való szorzásával javasolt módszerrel kell meghatározni, azaz az elhasznált reagens egységnyi térfogatára (tömegére) jutó termelés. Ezt a módszert a Romashkinskoye mezőben végzett kénsav-injektálás hatásának értékelésére használják.
Ha a módszert olyan területen alkalmazzuk, amelynek fejlődési adatai jól illeszkednek a meglévő geológiai korrelációs függőségekbe fizikai tulajdonságok tározó, akkor ezekből bizonyos esetekben meghatározhatók az alapeset mutatói.
Szén-dioxid A CO2 (szén-dioxid) jól keveredik az olajjal. A CO2 forrásai természetes lerakódások, amelyek gyakran szén-dioxid és szénhidrogén keveréket tartalmaznak, vegyiparból származó hulladékok, villamosenergia- és kohászati létesítmények füstgázai.
A szén-dioxid 105 Pa légköri nyomáson és 273,2 K hőmérsékleten gáz halmazállapotú, viszkozitása és sűrűsége kg/m3. A CO2 kritikus nyomása 7,38 MPa, a kritikus hőmérséklete pedig 304,15 K. Ez normális körülmények között meglehetősen alacsony hőmérséklet. olajmezők. Ha tehát 1500–2000 m mélységben, 310–350 K hőmérsékleten, körülbelül 10–20 MPa nyomáson CO2-t fecskendeznek be, akkor a szén-dioxid kritikus állapotba kerül. Folyékony halmazállapotba kerülve a szén-dioxid viszkozitása körülbelül 3-szorosára nő, nyomásnövekedéssel szintén nő, a hőmérséklet emelkedésével pedig csökken (13.1. ábra).
13.1. ábra A szén-dioxid viszkozitásának a nyomástól való függésének görbéi hőmérsékleten: 1 - T = 303,2 K-en; 2 - T=333,2 K-nál
Ha CO2-t keverünk az olaj szénhidrogén részével, a gyanták és aszfaltének enyhén oldódnak CO2 és könnyű szénhidrogének keverékében, és kicsapódhatnak. Az olajban oldódó CO2 csökkenti annak viszkozitását.
Az olaj nehéz komponenseiben a CO2 rosszul oldódik, de hozzájárul a szénhidrogének duzzadásához, kilazulásához és a kőzetszemcsékről való leváláshoz, ha szénhidrogének adszorbeálódnak rajtuk. 10 MPa nyomáson és 300-310 K hőmérsékleten 1 m3 olajban (normál körülmények között mérve) 250-300 m3 CO2 oldódhat fel. A szénhidrogénben való oldhatósága alapján a CO2 hasonló a propánhoz. A szén-dioxid körülbelül 10-szer kevésbé oldódik vízben, mint az olajban.
Így a szén-dioxid folyékony, gáz halmazállapotú vagy szuperkritikus halmazállapotban felhasználható olaj oldószereként a belekből való kinyerésére.
13.2. ábra: Az olaj kiszorítása egy egyenes képződményből a víz által tolt szén-dioxid csap által: 1 - víz; 2 - nehéz maradék; 3 - CO2 és víz keverési területe; 4 - a CO2-koncentráció eloszlása a vízben; 5 - felni CO2; 6 - a CO2-koncentráció eloszlása az olajban (nehéz maradék nélkül); 7 - CO2 és olaj keverési területe; 8 - olaj; 9 - kötött víz
Tekintsük a tározóból való olajkiszorítás leghatékonyabb modelljét, amelyben szén-dioxidot fecskendeznek be a tározóba csigák formájában, amit a tározóba fecskendezett víz hajt a tározó mentén (13.2. ábra). A képződmény elárasztott részében nehéz olajfrakciók maradnak, amelyeket nem fogunk víz által kiszorítottnak tekinteni. Az х = х* határon konvektív, beleértve a különböző viszkozitású diffúziót is létrejön, és kialakul a CO2 és az olaj keveredésének tartománya. Az olajból azonban csak a könnyű szénhidrogének jutnak át a CO2-csigába, és már a keveredési tartományban kis mobilitású olajmaradvány képződik, amely főleg gyantákból és aszfalténekből áll. Az olaj és a CO2 keverési tartományának méretét a különböző viszkozitású konvektív diffúzió egyenlete írja le:
és az L1 \u003d 2l1 hosszának kiszámítása a jól ismert képlet szerint történik:
A víz által előidézett CO2-csigák befecskendezésével egy olajtározó fejlesztési folyamatának paramétereinek kiszámításának legfontosabb célja a szükséges meztelen méret meghatározása. Ebben az esetben figyelembe kell venni azokat a tényezőket, amelyek végül az eltűnéséhez vezetnek. Az egyik tényező az olajban való oldódás. A második tényező a CO2 feloldódása a vele érintkező vízben, vagyis a szén-dioxid vízbe történő diffúziója, ami elősegíti a CO2-csigát. A szén-dioxid viszkozitása kisebb, mint a víz viszkozitása. Ezért, ellentétben a kevésbé viszkozitású CO2 eltérő viszkozitású konvektív diffúziójával viszkózusabb olajba a CO2 és az olajkeverés tartományában, a víz és a CO2 érintkezésénél a keverék viszkozitási gradiense az áramlás és a konvektív ellen irányul. a víz CO2-be való behatolása kisebb lesz. Ezért feltételezzük, hogy a víz és a CO2 érintkezésekor egyirányú konvektív diffúzió lép fel, amely a tározóban mozgó anyagok áramlása ellen irányul. Elhanyagoljuk a különböző viszkozitású diffúzió hatását, feltételezve, hogy a konvektív diffúzió közönséges.
Az x = xb határon (13.2. ábra) a víz CO2-koncentrációja megegyezik a víz CO2 határérték-egyensúlyi koncentrációjával az adott tározónyomáson és hőmérsékleten. Az x = xb - l2 keveredési tartomány határán a víz CO2 fajlagos koncentrációja c2 = 0.
A CO2 keverési tartomány és az olaj szénhidrogén részének méretének kiszámításakor mozgó koordinátát vezetünk be
a A víz és a CO2 keveredési területének kiszámításához mozgó koordinátát használunk. Itt az x* koordináta mozgási sebessége, ahol a CO2 koncentrációja az olajban 0,5, a az x = xv koordináta mozgási sebessége.
A c2 víz szén-dioxid-koncentrációjának eloszlását a következő formában fogjuk keresni:
ahol a szén-dioxid koncentrációja a vízben a szén-dioxid határán.
A szén-dioxid vízbe való konvektív diffúziójának egyenlete:
A származékok utolsó kifejezéseit behelyettesítve a szén-dioxid vízbe való konvektív diffúziójának egyenletébe, és ennek az egyenletnek a bal és jobb oldalát n2-ről 0-ra integrálva o2-ben, így kapjuk:
A t időpontra vízbe diffundált szén-dioxidban lévő Vy teljes térfogatát a következő kifejezés határozza meg:
ahol s a víztelítettség a formáció öntözött területén.
13.1. példa. Az egyenes vonalú varrat hossza l = 500 m, szélessége b = 250 m, teljes vastagsága h0 = 15 m állítólag úgy jön létre, hogy az olajat egy víz által meghajtott szén-dioxid-csomóval helyettesítik. A képződési folyamat seprési hatékonysága h2 = 0,8. A képződmény porozitása m = 0,25, a képződményt telítő olaj viszkozitása mN = 4 10-3 Pa s, a szén-dioxid viszkozitása a tározó körülményei között mu = 0,05 10-3 Pa s, a kötött víz telítettsége sCB = 0,05 . Az olaj 20 térfogatszázalék gyantát és aszfalténeket tartalmaz. Amikor az olajat egy szén-dioxid kiszorítja, a gyanták és az aszfaltének körülbelül a fele kiszorulnak a tartályból, míg a többi porózus közegben leüleped, és nem mozdul el. Feltételezhető tehát, hogy a tározó vízzel telített részében a maradék olaj telítettség (gyantákkal és aszfalténekkel való telítés)
sH = 0,l és ennek következtében a vízzel való telítettség s = 0,9.
A tározóba besajtolt szén-dioxid, majd vízfogyasztás tározói állapotokra redukálva q=400 m3/nap, Km=2,45 105 m/(Pa s).
Meg kell határozni a szén-dioxid mezõ VOT térfogatát azzal a feltétellel, hogy mire x = l a CO2 és olaj keveredési terület közepe a tározó végéhez ér, már nem marad tiszta szén-dioxid a tározóban. A szűrési sebesség a tartályban:
A valódi mozgási sebesség az olaj és a CO2 keverésének területén:
Innen megtaláljuk a t* időt, a c=0,5 koncentrációjú szakasz megközelítését a tározó végéig:
Határozzuk meg a paraméter értékét:
és a konvektív diffúzió együtthatója:
Kis l-vel az in-hez képest, a következő képlet szerint:
A teljes képlettel finomítva m-t kapunk.
Meghatározzuk a CO2 átlagos mennyiségét az olajjal való keverék zónájában:
A tározó pórustérfogata, amelyet a szén-dioxidnak való kitettség folyamata lefed:
VOP \u003d bhml \u003d 0,25 250 12 500 \u003d 375 103 m3.
Figyelembe véve a CO2 csekély vízoldhatóságát az olajban való oldhatóságához képest, úgy gondoljuk, hogy az o2 = 0 keresztmetszetben 5% CO2 oldódik vízben. Ezért b2 = 0,05. A t = t* időre a vízben oldott szén-dioxid térfogatát a következő képlet határozza meg:
VUB =1,0607 0,25 250 12 0,9 0,05 (7,271 10-7 6,886 107)1/2=253,3 m3.
VU \u003d 42 390 + 253,3 \u003d 42,65 103 m3.
A tározó pórustérfogatához viszonyítva ez 11,4%.
100 r első rendelési bónusz
Válassza ki a munka típusát Diplomás munka Tanfolyami munka Absztrakt Mesterdolgozat Jelentés a gyakorlatról Cikk Jelentés áttekintése Teszt Monográfia Problémamegoldás Üzleti terv Kérdések megválaszolása Kreatív munka Esszé Rajz Kompozíciók Fordítás Előadások Gépírás Egyéb A szöveg egyediségének növelése Kandidátusi szakdolgozat Laboratóriumi munka Segítség online
Kérjen árat
KIALAKÍTÁSI ENERGIA FORRÁSAI
A folyadék és a gáz beáramlása a tározóból a kutakba olyan erők hatására történik, amelyek természetét és nagyságát a tározó energia fajtái és készletei befolyásolják. A terület és a lelőhely geológiai szerkezetétől függően az olaj, víz és gáz áramlását a kutakba a következők határozzák meg:
1) a regionális vizek nyomása;
2) gázsapkában sűrített gáz nyomása;
3) az olajban és vízben oldott és azokból a nyomás csökkentésével felszabaduló gáz energiája;
4) az összenyomott kőzetek rugalmassága;
5) gravitációs energia.
A túlnyomórészt megnyilvánuló energia típusától függően bevezetjük a tározó üzemmódok fogalmait: víznyomás, gázsapka (gáznyomás), oldott gáz, rugalmas vagy rugalmas víznyomás, gravitáció és vegyes.
A gázmezők, valamint az olajlelőhelyek vízvezérelt rezsimje aktív peremvizek jelenlétében vagy a tározók mesterséges elárasztásakor lép fel. A tározó gázállapota (vagy a táguló gáz rezsimje) akkor jön létre, ha az egyetlen forrás a sűrített gáz energiája, vagyis amikor a képződő vizek nem aktívak.
A tározó energiatartalékait a viszkózus súrlódási erők leküzdésére fordítják, amikor folyadékokat és gázokat visznek a kútfenékre, valamint a kapilláris és adhéziós erők leküzdésére.
ERŐK A TARTALÉKBAN
A folyadék porózus közegben való mozgása során a hidraulikus ellenállás arányos a folyadékok áramlási sebességével és viszkozitásával. Ezek az ellenállások hasonlóak a súrlódási ellenálláshoz a folyadék csövekben történő mozgása során. De ellentétben a folyadék csövekben történő mozgásával, a mikroinhomogén porózus közegben való áramlásának sajátosságai vannak. A víz és az olaj porózus közegben való mozgásának megfigyelései alapján azt találták, hogy a víz és az olaj keveréke mozog a víz-olaj érintkezés területén a fázisok külön frontális mozgása helyett. A kapilláris csatornákban lévő folyadékok oszlopokra és golyókra oszlanak, amelyek átmenetileg eltömítik a képződmény pórusait a kapilláris erők megnyilvánulása miatt. Hasonló keverékképződést figyeltek meg az egyes kapillárisokban is.
Ahhoz, hogy elképzeljük a kapilláris erők megnyilvánulásának mechanizmusát az olaj-víz érintkezés mögött maradó olaj-víz keverék mozgása során, vegyük figyelembe az olajoszlop mozgásának feltételeit egy vízzel töltött és nedvesített hengeres kapillárisban (6.1. ábra). ).
Rizs. 6.1. Az olajcsepp kapillárisban történő nyírás közbeni deformációjának vázlata.
A kapilláris erők hatására az olajoszlop gömb alakú lesz, miközben P nyomást gyakorol a kapilláris és az olajoszlop falai közötti vízrétegre:
(6.1)
hol a felületi feszültség az olaj-víz határfelületen;
R az olajoszlop gömbfelületének sugara;
r a hengeres felületének sugara.
A meniszkuszok által kifejtett nyomás hatására az olajoszlopot a kapilláris falaitól elválasztó rétegből folyadék áramlik ki, ami addig folytatódik, amíg a film egyensúlyi állapotba nem kerül. Ezeknek a filmeknek rendellenes tulajdonságaik vannak, különösen megnövekedett viszkozitásuk van, ezért mozdulatlanok. Következésképpen a kapillárisban az olajoszlop mozgásának kezdetével súrlódási erő keletkezik az olaj nyomása miatt a kapilláris falaira. Ezenkívül az olajoszlop elmozdulása előtt a fázishatárokon lévő meniszkuszok deformálódnak, és a szaggatott vonalak által mutatott helyzetbe kerülnek.
A meniszkuszok által létrehozott nyomáskülönbség olyan erőt hoz létre, amely ellentétes a külső nyomáskülönbséggel:
(6.2)l
A leírt jelenséget, amelyet a gázbuborékok és nem elegyedő folyadékok kapilláriscsatornákban történő mozgása során fellépő további ellenállások kísérnek, először Jamin tanulmányozta, és róla nevezte el. A gáz-víz-olaj keverékek porózus közegben történő mozgása során számos Jamin hatás is fellép. A további ellenállás és a kapilláris nyomás az egyes oszlopoknál kicsi lehet. Porózus közegben azonban nagy mennyiségben képződnek oszlopok, és a tartály energiájának jelentős részét a kapilláris erők leküzdésére fordítják. A kapilláris erők hozzájárulnak a fázisok permeabilitásának csökkenéséhez.
Porózus közegben a víz-olaj keverék változó keresztmetszetű kapillárisokban mozog, a cseppek deformálódnak. A gömbök és olaj-, víz- vagy gázgolyók átmenete során a csatorna széles részéből a szűkültbe, a meniszkuszok görbületi sugarainak egyenlőtlensége miatt további ellennyomás keletkezik.
A KIALAKÍTÁSI FOLYADÉKOK SZŰRÉSE KÖZBEN A FELÜLETI JELENSÉGEK ÉS A DARCY TÖRVÉNY MEGÉSÉSÉNEK OKAI
A folyadékok és gázok porózus közegben történő szűrésének mintázatát nemcsak az olaj, gáz és víz határfelülete befolyásolja, hanem a szilárd-folyadék határfelületeken fellépő felületi jelenségek is. A szűrési sebesség csökkenését okozhatja az olaj felületaktív komponenseinek, például savas típusú adszorpciós rétegeinek kémiai rögzítése az ásványi szemcsék felületén lévő aktív helyeken.
Ilyen esetekben a szűrés időbeli folyamatos lassulása figyelhető meg a perianális csatornák teljes elzáródásáig a kolloid filmek vastagságának növekedése miatt.
Megállapítást nyert, hogy az olajszűrés csillapító hatása a nyomásesések növekedésével és a hőmérséklet 60-65 °C-ra való emelkedésével megszűnik. A depresszió egy bizonyos határig történő növekedésével a korábban kialakult adszorpciós-szolvatációs rétegek lebomlása (kimosódása) következik be. Ez az egyik oka a Darcy-törvény megsértésének (az áramlási sebesség függésének nemlineáris jellege a levételtől) a szénhidrogén folyadékok porózus közegben történő szűrési rendszerének megváltoztatásakor.
A tározóban kátrány-paraffin lerakódások képződése miatt a kút áramlási sebessége esetenként csökken, ennek leküzdésére a fenéklyuk zónáját felfűtik, vagy a fenéklyukat bármilyen módon kezelik.
A Darcy-törvény megsértésének másik oka lehet a folyadékok anomáliás tulajdonságai, amelyek a Newton-féle súrlódási törvénytől való eltéréshez kapcsolódnak.
A TARTÁLYBÓL VÍZ ÉS GÁZ ÁLTALÁNOS OLAJKISZORÍTÁSÁNAK ÁLTALÁNOS vázlata
Természetes körülmények között a legelterjedtebb lerakódásokat nyomásos üzemmódban alakítják ki (vagy ezeket a működési módokat mesterségesen reprodukálják és tartják fenn úgy, hogy vizet vagy gázt fecskendeznek a telepbe). Az ilyen lerakódásokból az olajat külső szerek - marginális vagy befecskendezett víz, a gázsapkából szabad gáz, vagy a felszínről a tartályba fecskendezett gáz - kiszorítják. A folyamat egyes részleteiben mutatkozó jelentős különbségek ellenére a víz és gáz általi olajkiszorítás általános minőségi sémája sok közös vonást tartalmaz.
Az olaj és az azt kiszorító szer egyszerre mozog porózus közegben.
Az olaj helyettesítő anyagokkal történő teljes kiszorítása azonban soha nem történik meg, mivel sem gáz, sem víz nem hat "dugattyúként" az olajra. A kiszorítási folyamat során a pórusméretek egyenetlensége miatt az alacsonyabb viszkozitású kiszorító folyadék vagy gáz elkerülhetetlenül meghaladja az olajat. Ebben az esetben a kőzet különböző fázisokkal való telítettsége, és ennek következtében az olaj és kiszorítószerek hatékony áteresztőképessége folyamatosan változik. A víztelítettség növekedésével például 50-60% -kal az áramlásban lévő víz mennyisége nő a kőzet hatékony vízáteresztő képességének növekedése miatt. Ebben az esetben az olaj már nem szorul ki a pórusokból, hanem a vízsugár elviszi. Így több különböző víz- és olajtelítettségű zóna alakul ki a tározó mentén. ábra a víztelítettség változásának tipikus képe a tározó hosszában az egyik időpontban, amikor az olajat víz kiszorítja. 6.2. A folyamat ezen sémáját minden kutató a kapilláris és hidrodinamikai erők megnyilvánulásának összesített eredményeként mutatja be.
A képződmény víztelítettsége a maximális Smax értékről csökken,
megfelel az olaj végső visszanyerésének a kezdeti vízbefecskendező vezetéknél, az eltemetett víz Sn telítési értékéig. Ebben az esetben három zóna jelölhető meg a tározóban. Az elsőben, ahol a víztelítettség Smax-tól Sf-ig változik, a feltételes kiszorítási kontúron fokozatosan csökken a tározó olajjal telített része felé. Ez a szakasz a víz-olaj keverék zónáját jellemzi, amelyben az olaj fokozatosan kimosódik.
Rizs. 6.2. Az olaj-víz telítettség változása a képződmény hossza mentén, amikor az olajat víz kiszorítja.
A második szakasz (II. zóna) a görbe nagy lejtésével egy átmeneti zóna az olajkimosásból (I. zóna) a tiszta olajmozgás III. zónájába. Ezt a zónát stabilizált zónának nevezzük. Hosszúsága természetes körülmények között elérheti a több métert is.
A gáz és az olaj hasonló eloszlása a tartályban akkor jön létre, amikor az olajat gáz kiszorítja. A különbség elsősorban mennyiségi a víz és a gáz eltérő viszkozitása miatt.
A gázsapka szabad gáza mellett a tartályból az olajat az oldatból felszabaduló gáz is kiszorítja. Néha az oldott gáz az egyetlen energiaforrás a lerakódásban. Az olajban oldott gáz energiája olyan esetekben nyilvánul meg, amikor a tartályban a nyomás az olaj gázzal való telítési nyomása alá esik.
A szabad gáz először szilárd felületen szabadul fel nyomáscsökkenés mellett, mivel a fal melletti buborékképződéshez szükséges ráfordított munka (kivéve a szilárd test felületének folyadékkal való teljes nedvesítését) kisebb. mint amennyi a folyadék szabad terében történő kialakulásához szükséges. Buborékképződés után a szerkezet gáztelítettsége nő.
Kezdetben a gázbuborékok távol helyezkednek el egymástól, de fokozatosan bővülve a gázzal telített területek összekapcsolódnak egymással. A gázbuborékok képződése után kiszorítják az olajat a tartályból abban a térfogatban, amelyet a pórustérben elfoglalnak. Ilyen hatékony folyamat az elmozdulás mindaddig folytatódik, amíg a gázzal telített területeket olajjal tarkítják (azaz a folyamatos gázzal telített területek kialakulásáig). Ettől kezdve a képződmény pórusainak gáztelítettségének növekedésével csökken az olaj gáz általi kiszorításának hatékonysága, mivel a gáz alacsony viszkozitása lehetővé teszi, hogy gyorsabban haladjon, mint az olaj a kutakba, az alacsony nyomású zónákba (a fenéklyukakba), gázzal telített területekre.
OLAJ VISSZANYERÉS KÜLÖNBÖZŐ ELVEZETÉSI FELTÉTELEK KÖZÖTT
Az olajvisszanyerési tényezőt általában a kezdeti és a maradék (végső) olajtelítettség különbségének nevezik, amelyre a kezdeti telítettségre hivatkozunk.
A technológia és az olajtermelés technológiájának jelenlegi fejlettsége mellett a fizikailag lehetséges olajvisszanyerési tényező sokkal kisebb, mint az egység. Még ha a kúthelyi rács sűrű, és a víztényezők jelentősek, az olajkitermelés ritkán éri el a 70-80%-ot
Az olaj visszanyerése a felhasznált energia típusától függ. Legnagyobb értéke víz általi olajkiszorítás körülményei között figyelhető meg, amihez általában társul nagy tartalékok a peremvizek energiája, ami a gázkupakban sűrített és olajban oldott szabad gáz energiatartalékaihoz képest akár korlátlan is lehet. Ez a pórusok vízzel történő átmosásának nagy hatékonyságával is magyarázható, hiszen az olaj és a víz viszkozitásának aránya kedvezőbb, ha az olajat víz kiszorítja, mint gáz. Végül, az olaj kinyerésének növekedését, amikor az olajat víz kiszorítja, kedvezheti a víz kőzetekkel és olajjal való fizikai-kémiai kölcsönhatása. A víznek jobb mosó- és kiszorító ereje van, mint a gáznak.
Az oldatból felszabaduló gázzal történő olajkiszorítás hatékonysága alacsonyabb, mint más tározói energiaforrások hatékonysága. Ennek oka a tározóban rendelkezésre álló korlátozott gázmennyiség, valamint a gáz és az olaj viszkozitásának alacsony aránya, ami nagy mobilitása miatt hozzájárul a gáz gyors kutakba való áttöréséhez. Ezenkívül a gáz egy olyan fázis, amely nem nedvesíti a tározó kőzeteit, ami hozzájárul a maradék olaj mennyiségének növekedéséhez.
A gázsapkából származó gáz energiája sokkal hatékonyabban nyilvánul meg. A gáz expanziója során az olaj az alsó lyukba kerül, és kezdetben az olaj hatékony kiszorítása történik a tartályból viszonylag alacsony gáztelítettség mellett. A gázsapka tágulási hatékonyságának további csökkenése elsősorban a szilárd fázis gáz általi nem nedvesíthetőségének és alacsony viszkozitásának köszönhető, ami a gáz nagy csatornákon és áteresztőbb képződési zónákon keresztül a kutakba való áttöréséhez vezet.
A gázsapkával ellátott lerakódások olajkinyerésére jelentős hatást gyakorol a rétegek dőlésszöge. Meredek dőlésszögeknél javulnak a gáz és az olaj gravitációs elválásának feltételei, és nő a gáz általi olajkiszorítás hatékonysága.
A természetes tározók alacsony olajkitermelését szerkezetük mikro- és makroheterogén jellege magyarázza. A pórustér szerkezetének mikroheterogén és összetett jellege az oka annak, hogy a víz és a gáz az egyes csatornákon keresztül áttör, és porózus közegben víz és gáz keverékek képződnek. A különböző nem elegyedő fázisok együttes mozgása a tározóban egy összetett folyamat, amelyben a kapilláris erők sokszorosa nagyobbak, mint az olaj víz általi "dugattyús" kiszorítása esetén.
Ismeretes, hogy a kölcsönösen oldódó folyadékok kiszorítását magas, közel 95-100%-os olajvisszanyerés jellemzi.
Az olaj magas viszkozitása a víz viszkozitásához képest hozzájárul az olaj visszanyerésének csökkenéséhez. A vizsgálatok eredményei szerint az olaj viszkozitásának növekedésével a kőzetek fizikai tulajdonságainak különböző lokális heterogenitásai jelentősebben megnyilvánulnak, ami kicsi, de számos terület megjelenéséhez vezet, amelyeket a vízfront megkerül, és rosszul mos.
A kőzetek fajlagos felülete nagyban befolyásolja a tározók olajkinyerését. Az olaj hidrofóbizálja a szilárd fázis felületét, és a filmes állapotban lévő olaj egy része csak speciális ütési módszerekkel távolítható el a tartályból.
A tározók makro-heterogén szerkezete a legjelentősebb oka annak, hogy a tározóból az olaj nem teljesül. A kőzetek szerkezetének, tulajdonságainak és összetételének heterogenitása magyarázza a víz által ki nem mosott és a gáz által rosszul elvezetett zónák megjelenését. Kiderült az is, hogy az olaj visszanyerése a porózus közeg tulajdonságaitól, valamint az olaj víz és gáz általi kiszorításának feltételeitől (a megkötött víz mennyiségétől és összetételétől, az olaj és a kőzetek összetételétől és fizikai-kémiai tulajdonságaitól, az elmozdulás sebességétől, stb.).
Azon okok alapján, amelyek az olajnak a tartályból történő hiányos visszanyerését okozzák, a maradék olaj létezésének következő tartályformái figyelhetők meg:
1) kapillárisban visszatartott olaj;
2) olaj filmállapotban, amely befedi a szilárd fázis felületét;
3) szűk helyeken maradt olaj, megkerülve és vízzel rosszul mosva;
4) olaj a lencsékben, amelyeket át nem eresztő hidak választanak el a tartálytól, és nem hatolnak át kutak;
5) olaj megrekedt a helyi át nem eresztő szűrőkön (szellőzőnyílások és egyéb át nem eresztő akadályok).
A filmolaj a formáció szilárd fázisának felületét vékony nedvesítő filmmel borítja. Ennek az olajnak a mennyiségét a szilárd és folyékony fázis molekuláris erőinek hatássugara, az ásvány felületének szerkezete, valamint a kőzetek fajlagos felületének nagysága határozza meg.
A vékony folyadékrétegek mérése, valamint a porózus közegben a maradék víz eloszlásának vizsgálata azt mutatja, hogy a filmállapotban visszamaradt olaj térfogata sokszorosa a valós körülmények között a kapillárisban visszatartott olajénak.
A filmben és kapillárisban visszatartott olajon kívül jelentős mennyiség maradhat meg a kikerült és rosszul mosott területeken, valamint az izolált lencsékben, zsákutcákban és a helyi át nem eresztő ernyőkben és áthidalókban.
A természetes tározók olajkinyerési együtthatóinak kis értékei a kőzetek és tározók szerkezetének heterogenitása miatt jelentős mennyiségű olajat jeleznek a tározóban kis és nagy pillérek formájában.
Mint már említettük, a vízvezérelt rezsim a leghatékonyabb, ezért a tározókból történő olajkitermelés fokozása érdekében az olajlelőhelyek kialakításánál törekedni kell a természetes olajkiszorítási rendszer megőrzésére vagy a mesterséges vízkiszorítási rendszer reprodukálására. A vízelöntés technológiája javítható a megfelelő folyamatparaméterek kiválasztásával legjobb körülmények között az olaj víz általi kiszorítása. A lerakódások elárasztásakor módosítható a tározóba történő víz befecskendezésének módja (sebessége), felületi feszültsége a határon olaj- és nedvesítő tulajdonságokkal (vízkezelés speciális anyagokkal), viszkozitása és hőmérséklete.
A KAPILLÁRIS FOLYAMATOK SZEREPE AZ OLAJ VÍZ KIHELYEZÉSE PÓZUSOS KÖZEGBŐL
Az olajtartalmú kőzetek pórustere kapilláris csatornák hatalmas halmozódása, amelyben nem elegyedő folyadékok mozognak, és a fázisszétváláskor meniszkuszokat képeznek. Ezért a kapilláris erők befolyásolják az olajkiszorítási folyamatokat.
Az olaj-víz érintkezés mögött a meniszkuszok számos Jamin-effektust hoznak létre, és megakadályozzák az olaj kiszorítását. Ha a közeg hidrofil, a víz-olaj érintkezés területén a meniszkuszok által kifejtett nyomás hozzájárul a kapilláris impregnáláshoz és a folyadékok újraeloszlásához. Ennek oka a pórusméretek heterogenitása. A kis keresztmetszetű csatornákban kialakuló kapilláris nyomás nagyobb, mint a nagy pórusokban. Ennek eredményeként a víz-olaj érintkezésnél ellenáramú kapilláris impregnálási folyamatok mennek végbe - a víz kis pórusokon keresztül behatol a képződmény olajos részébe, az olaj nagy pórusokon keresztül kiszorul a víztartóba. Ezért el kell dönteni, hogy milyen vizeket válasszunk a tározók elárasztásához: azokat, amelyek kapilláris erők hatására intenzíven szívódnak fel a tározó olajos részébe, vagy gyengén hatolnak be a képződménybe. A tározóba injektált víz minőségének változtatásával a határfelületi feszültséget az olajjal, a nedvesítési jellemzőkkel és a viszkozitási tulajdonságokkal lehet befolyásolni.
Meg kell jegyezni, hogy a kapilláris erők növelésének vagy csökkentésének kérdésére, valamint sok más problémára a víz általi olajkiszorítás fizikájában nincs egyértelmű megoldás. Szemcsés heterogén tározók körülményei között az olaj és a víz kapilláriserők hatására bekövetkező újraelosztási folyamatai hozzájárulhatnak az olaj idő előtti megszakadásához a kapillárisok olajellátó rendszereiben az olaj és a víz együttes mozgásának zónájában, elősegítve a víz képződését. -olajkeverékek a pórustérben, ami az olajvisszanyerés jelentős csökkenésével jár együtt. A repedezett tározókban a tömbök olajkinyerése megnövekszik, ha a lerakódásba vizet injektálnak, amely kapilláris erők hatására intenzíven felszívódhat a kőzetbe.
AZ OLAJ VISSZANYERÉSÉNEK FÜGGÉSE A VÍZ ÁLTAL TÖRTÉNŐ OLAJ KIHELYEZÉSÉTŐL
Az e problémával foglalkozó számos tanulmány eredményeinek elemzése arra enged következtetni, hogy összefüggés van a tározórendszer kapilláris tulajdonságai és az olajvisszanyerésnek a víz általi olajkiszorítás sebességétől való függősége között. Minden esetben, amikor a képződés hidrofób, és a kapilláris erők ellensúlyozzák az olajnak a porózus közegből történő víz általi kiszorítását, az olaj-visszanyerés az olaj-víz érintkezés előrehaladási sebességének növekedésével nő (azaz növekszik a nyomásgradiensek növekedésével). . Ha a kapilláris erők gyengülnek (az alacsony felületi feszültség, a kőzet áteresztőképessége > 1-2 µm2 stb. miatt), a víz általi olajkiszorítás sebessége nem befolyásolja az olaj visszanyerését.
A gyakorlatban gyakran vannak olyan olajlelőhelyek, amelyek a kőzetheterogenitás mértékét és a rétegek szerkezetét tekintve rendkívül változatosak. Ebben az esetben az olaj visszanyerésének a nyomáseséstől (az elmozdulás mértékétől) való függőségét a tározórendszer fizikai-kémiai tulajdonságain túl sok egyéb tényező is befolyásolja. Például számos esetben vannak olyan tények, hogy további közbenső rétegeket vonnak be a munkába a lehúzás növekedésével, amelyek korábban (kisebb nyomásesések esetén) nem vettek részt az olaj beáramlásában. Az elszívás növekedésével a tartályban lévő nyomás újraeloszlik az áramlás geometriájának megfelelő változásaival, lefedve a tartály további szakaszait, amelyek korábban kevés olajat adtak. Vannak más tényezők is, amelyek befolyásolják a természetes tározókból származó víz általi olajkiszorítás eredményét és az olajvisszanyerés függését a lehívási értéktől. Ezért valós körülmények között különféle olajvisszanyerési tényezők lehetségesek, függetlenül a tározó fizikai és kémiai tulajdonságaitól.
Számos kutató megfigyelése szerint a tározó nyomásgradiensének növekedése jótékony hatással van a heterogén tározókra korlátozódó olajlerakódások visszanyerésére.
Igény fekete arany változatlan marad, és a könnyen elérhető készletek egyre kevesebbek. Ezért a modern olajtermelés elképzelhetetlen az olajkinyerést fokozó módszerek nélkül. Lehetővé teszik, hogy a régi lelőhelyekből a maximumot hozhassa ki, és olyan kényelmetlen újak fejlesztését vállalja, amelyek előállítása még néhány éve még kivitelezhetetlennek tűnt.
Sikerarány
A terepi fejlesztés eredményességét az ORF - olajvisszanyerési tényező (vagy olajvisszanyerés) segítségével lehet értékelni. Az ORF-et a kitermelhető készletek és a kezdeti geológiai készletek arányaként számítják ki, és a mezőfejlesztés minden szakaszában számítják ki. Először is egy projekt, amely a lehetséges tartalékok geológiai feltárási adatain alapul. Ez figyelembe veszi a kollektor szerkezetét és modern szinten olyan technológiák, amelyek lehetővé teszik vagy nem teszik lehetővé a hatékony munkát a meglévő tározóval. A tervezési olajvisszanyerési tényező lehetővé teszi a fejlesztés gazdasági megvalósíthatóságának felmérését.
Az olajkitermelés során a mező geológiai modelljét aktualizálják, és ezzel együtt a tervezési olajkitermelési tényezőt is újraszámítják. Emellett rendszeresen ellenőrzik az aktuális olajkitermelési tényezőt, amely megegyezik az adott ponton kitermelt olaj geológiai készletekhez viszonyított részarányával. Ez lehetővé teszi a valóság és a tervek közötti összefüggést, és időben megváltoztathatja a terület fejlesztési stratégiáját. A mező kimerülése és a termelés leállítása után kiszámítják a végső olajvisszanyerési tényezőt, és összehasonlítják a tervezettel. A tervezési olajvisszanyerési tényező elérése esetén azt mondhatjuk, hogy a fejlesztés eredményes volt.
A hagyományos termelési módszerek olajkinyerési tényezőjének átlagos értéke nem sokat változott az elmúlt évtizedekben. Ennek okát láthatóan abban kell keresni, hogy a technológia fejlődése ellenére az olajosoknak meg kell küzdeniük a tározók romló tulajdonságaival. Az általánosított visszanyerési tényező adatai szerint az elsődleges fejlesztési módszerekre (a tározó energiapotenciálját használva) átlagosan nem haladja meg a 10%-ot, a másodlagos módszereknél (elárasztás és gázbefecskendezés a tározó energiájának fenntartásához) pedig körülbelül 35%. Ezek globális átlagok. Oroszországban az olaj visszanyerési tényezője általában nem haladja meg a 20%-ot. A Gazprom Neftnél ez a szám eléri a 25%-ot, ami a vállalat legtöbb területén a késői fejlődésnek köszönhető.
Bár nyilvánvaló, hogy minél magasabb az olaj visszanyerési tényezője, annál jobban, az olajtermelés még nagyon kis együttható mellett is jövedelmező lehet. De ebben az esetben nagy mennyiségű vissza nem nyert olaj marad a tározóban, és ez elmaradt haszon. Változik a helyzet, ha modern módszerek fokozott olajkinyerés (EOR). Alkalmazásuk lehetővé teszi a visszanyerési tényező átlagosan 7-15%-os növelését és a már feltárt lelőhelyeken a kitermelhető olajkészletek jelentős növelését.
Kiszorító ügynökök
A továbbfejlesztett olajkinyerési módszerek több kategóriába sorolhatók, de ezek mindegyike két célból áll: az olaj jobb kiszorítása a tározóból és a leereszthető zóna növelése további kutak fúrása nélkül. A legegyszerűbb EOR-nek nevezhetjük a már általánossá vált vízelöntési eljárást. Az „olcsó és vidám” sorozat egyik módszere az olajvisszanyerés növelése víz befecskendezésével a tározóba. Sajnos a víz nem egyenletesen szorítja ki az olajat. A víz és az olaj eltérő viszkozitása és felületi feszültsége, a tározó kőzeteinek egyenetlen szerkezete, eltérő pórusmérete miatt a víz gyorsabban tud mozogni, mint az olaj a tározó egyes szakaszain. Ennek eredményeként az olaj egy része a pórusokban marad.
Az olaj kiszorítása a tartályból
Az olaj hatékonyabb kiszorítása érdekében víz helyett különféle oldatokat használnak kiszorítószerként. Így például a felületaktív anyagok (felületaktív anyagok) oldatai csökkentik az olaj „ragadósságát” a kőzethez, hozzájárulva annak könnyebb kimosásához a pórusokból. Ezenkívül a felületaktív anyagok csökkentik a felületi feszültséget az olaj-víz határfelületen, ami hozzájárul az olaj-a-vízben emulzió kialakulásához, amely kevesebb nyomásesést igényel a tartályban való mozgáshoz. A felületaktív anyagok jelentős hátránya a magas költségük. Ezért alternatívaként gyakran alkalmaznak lúgos oldatokat, amelyek az olajos nafténsavakkal kölcsönhatásba lépve közvetlenül a tartályban képeznek felületaktív anyagokat. A lúgos oldatok hatókörét korlátozza a kalciumionok jelenléte a képződő vizekben - lúggal reagálva flokkuláló csapadékot képeznek.
Egy másik hatékony szer a polimerek vizes oldata, vagy más néven sűrítőszerek. A polimerek növelik a befecskendezett víz viszkozitását, közelebb hozva azt az olaj viszkozitásához. Ennek eredményeként a kiszorítási front szintbe kerül - a víz nem haladja meg az olajat a tározó áteresztőbb részein. A poliakrilamidokat gyakran használják sűrítőanyagként. Vízben jól oldódnak, és már 0,01-0,05% koncentrációban viszkoelasztikus tulajdonságokat adnak. Jelenleg a Gazprom Neft tanulmányozza a komplex alkáli-felületaktív anyag-polimer elárasztás technológiájának bevezetésének lehetőségét (lásd a mellékelt részt).
Ha a polimerek sűrítik a vizet, akkor különféle gázokat terveztek az olaj hígítására. Az olaj viszkozitásának csökkentése és mobilitásának növelése érdekében oldószereket pumpálnak a formációba - cseppfolyósított földgázok: bután, propán és ezek keveréke. Egy másik oldószeres lehetőség a szén-dioxid (szén-dioxid CO2), amely olajban is jól oldódik.
A kénsav elárasztás a fokozott olajkinyerés egyik összetett módszere. A kénsav feloldja a tározó kőzeteinek ásványait, ezáltal növeli áteresztőképességüket. Így növekszik a leeresztett zóna, vagyis a tározó azon részének a lefedettsége, amely aktívan kibocsátja az olajat. Ugyanakkor, amikor a kénsav kölcsönhatásba lép az olajban lévő aromás szénhidrogénekkel, felületaktív szulfonsavak képződnek. Az olajkiszorításban betöltött szerepük hasonló a felületről a képződménybe speciálisan injektált felületaktív anyagok hatásához.
A hagyományos vízbefecskendezéssel ellentétben a különféle vegyszerekkel történő vízelárasztás nem olcsó. A pénzügyi kockázatok mellett egyéb tényezők is ellenjavallatok lehetnek, mint például a tározó sajátos szerkezete, az azt alkotó kőzetek jellemzői, az olaj kémiai tulajdonságai. Ezért bizonyos esetekben az olajkitermelés növelésének más módszerei hatékonyabbak. Például a tározóra gyakorolt hőhatás.
Meleg fogadtatás
A formációra gyakorolt hőhatásra vonatkozó első kísérletek a múlt század 30-as éveiben kezdődtek a Szovjetunióban. Azóta jelentős mennyiségű laboratóriumi és terepi vizsgálati adat halmozódott fel, hogy ezeknek a módszereknek az alkalmazása értelmesebb és eredményesebb legyen.
A legegyszerűbb módja a forró víz befecskendezése a tartályba. A hűtőfolyadék kezdeti hőmérséklete több száz fok. Ez lehetővé teszi az olaj viszkozitásának jelentős csökkentését és mobilitásának növelését. A tározó mentén haladva azonban a víz lehűl, ami azt jelenti, hogy az olajat először hideg, majd forró víz szorítja ki. Ennek eredményeként az olajkitermelés növekedése görcsös lesz. A melegvíz-kiszorítás jól működik homogén képződményekben és magas hőmérsékleten. Amint a víz hőmérséklete 80-90 °C-ra csökken, fordított reakció érhető el: az olaj viszkozitása elegendő lesz a kőzet hajszálereinek további telítéséhez, de nem elegendő ahhoz, hogy elhagyja azokat.
A víz forró gőzzel helyettesíthető. Ezt a módszert hatékonyabbnak tartják, mivel a gőz hőkapacitása, ceteris paribus, nagyobb, mint a vízé. Gőz befecskendezésekor az olaj viszkozitása megnő, a könnyű olajfrakciók egy része elpárolog, és gőz formájában kiszűrődik. A hideg zónában ezek a gőzök lecsapódnak, könnyű komponensekkel gazdagítva az olajat és oldószerként működnek.
Termikus olajvisszanyerési módszerek
A hőhatás másik változata a helyben történő égés. Ez a gyújtási módszer az olaj, mint tüzelőanyag természetes tulajdonságain alapul. A befecskendező (gyújtó) kút alján az olajat elektromos égők vagy kémiai reakció segítségével meggyújtják. Mint tudják, a tűz fenntartásához oxigénre van szükség, tehát levegőre vagy levegő keverékére földgáz. Ennek eredményeként az égésfront elmozdul a tartályban, felmelegítve az olajat, csökkentve annak viszkozitását és intenzívebb mozgásra kényszerítve az alacsony nyomású terület, vagyis a termelő kutak felé. Az eljárás sikeres végrehajtásához az szükséges, hogy az olaj meglehetősen egyenletesen oszlik el a tartályban, és maga a tartály magas permeabilitással és porozitással rendelkezzen. Stabilabb égésközpontok keletkeznek nehézolaj-lerakódásokban, amelyekben magas a jól égő kokszmaradvány.
Általánosságban elmondható, hogy a termikus EOR-t leggyakrabban nehéz, nagy viszkozitású olajjal rendelkező mezők fejlesztésekor használják. Amikor a hőmérséklet csökken a tartályban, aszfaltének, gyanták és paraffinok válnak ki, amelyek akadályozzák a szűrést. Nehézolaj termelés esetén a tározó szűrési tulajdonságainak ilyen mértékű csökkenése kritikussá válhat a fejlesztés hatékonysága szempontjából, ezért egyszerűen szükséges a képződmény további fűtése.
Alkáli-felületaktív-polimer elárasztás
Az integrált kémiai elárasztást, amely magában foglalja a felületaktív anyagok és polimerek váltakozó befecskendezését a formációba, először a múlt század 80-as éveiben tesztelték. Ugyanakkor felmerült az ötlet, hogy a drága felületaktív anyagokat olcsóbb lúggal hígítsák. Az ilyen hármas alkáli-felületaktív anyag-polimer elárasztási kísérletek azt mutatták, hogy a módszerek kombinációja 15-20%-kal növelheti a visszanyerési tényezőt. Magát a technológiát ASP-flloodingnak hívták - az angol alkáli-felületaktív-polimer - alkáli-felületaktív-polimer szóból. Az ASP elárasztások széles körű alkalmazása felé nyugati cégek csak a 2000-es évek elején tért vissza.
A Gazprom Neftnél a Salym Petroleum Development és a Shell vegyesvállalat szakemberei az alkáli-felületaktív anyag-polimer elárasztás bevezetésének lehetőségét vizsgálják. Az egyetlen kúton végzett tesztek első eredményei biztató eredményeket adtak: a vegyszeres elöntés a maradék olaj 90%-át mozgósította. Jelenleg kalkulálva gazdasági mutatók tanulmányozzák a technológia használatát, hatékony alkalmazásának feltételeit.
Törés
A fokozott olajkinyerés egyik legnépszerűbb módszere napjainkban a hidraulikus rétegrepesztés, amely szintén a múlt század közepére nyúlik vissza. Nehéz megmondani, kinek jutott először eszébe a kút és a tározó közötti kapcsolat javítása repesztéssel. Itt a szovjet és amerikai tudósok vitatják a fölényt. De ez a módszer sokáig inkább elméletben létezett, mint a gyakorlatban: a könnyűolaj idejében nem volt rá különösebb szükség. A helyzet a múlt század végén változott meg, amikor a hidraulikus rétegrepesztést elkezdték aktívan alkalmazni a rendkívül alacsony tározó tulajdonságokkal rendelkező mezők, köztük a karbonáttárolók fejlesztésére. Szembetűnő példa erre az amerikai palalelőhelyek kialakulása, amelyek sikerüket teljes mértékben a hidraulikus rétegrepesztés alkalmazásának köszönhetik.
A hidraulikus repesztési folyamat lényege a folyadék nagy nyomású (legfeljebb 60 MPa) befecskendezése a formációba. A hidraulikus repesztőfolyadék alapjául a tározó tulajdonságaitól és az alkalmazott technológiáktól függően friss vagy ásványos víz, szénhidrogén folyadékok ("holt" olaj, gázolaj), nitrogén, szén-dioxid és sav hozzáadásával készült keverékek szolgálnak. használt. Annak megakadályozására, hogy a repedések a nyomás megszüntetése után azonnal bezáródjanak, támasztóanyagot (proppant) pumpálnak beléjük. A támasztóanyag sokszor változott a hidraulikus rétegrepesztési technológia fejlődésének története során. Eleinte őrölt dióhéjat, majd kvarchomokot, később üveg vagy műanyag golyókat használtak.
A hidraulikus rétegrepesztés után kialakuló repedések hossza elérheti a több száz métert, átlagosan akár 5 mm szélességgel. Új olajvezetővé válnak, jelentősen javítva a kút érintkezését a képződéssel és kiterjesztve a kútba beáramlási területet. Átlagosan egyetlen hidraulikus repesztés lehetővé teszi az áramlási sebesség növelését olajkutak kétszer-háromszor. Egy vízszintes kútban egyszerre több hidraulikus törés is elvégezhető. Ebben az esetben többlépcsős hidraulikus repesztésről (MSHF) beszélünk. Az agyagpala lelőhelyekben a szakasz számít vízszintes kutak ah megy már a tízeseken. Általában a szakaszok számát az alapján határozzák meg gazdasági megvalósíthatóságés a tározó geológiai jellemzői.
Jelenleg a többlépcsős hidraulikus rétegrepesztés talán az egyetlen bevált módszer a nehezen visszanyerhető tartalékok (TRIZ) kialakítására. Ide tartoznak azok a mezők, ahol a képződmények szűrési tulajdonságai nem tudnak jövedelmező beáramlást biztosítani hagyományos fejlesztési módszerekkel – az MSHF ezt tudja biztosítani új élet, és olyan még kísérleti lehetőségeket, mint a Bazhenov formáció. A TRIZ-lerakódások fejlesztése vált lendületet a többlépcsős hidraulikus rétegrepesztés aktív bevezetéséhez a Gazprom Neftnél (lásd a beillesztést).
Többlépcsős hidraulikus rétegrepesztés a Gazprom Neftnél
A Gazprom Neft első négyfokozatú hidraulikus rétegrepesztéses vízszintes kútját 2011-ben helyezték üzembe a Vyngapurovskoye mezőn. Három évvel később a vállalat összes termelőeszközében az MSHF-vel ellátott vízszintes kutak száma elérte a 168-at. Nemcsak a csúcstechnológiás kutak száma változik, hanem a technológia minőségi jellemzői is.
A cég egészen a közelmúltig az úgynevezett golyós többlépcsős hidraulikus repesztést alkalmazta. Itt minden új hidraulikus repesztési zónát a kútban egy kompozit vagy fémgolyó választ el az előzőtől. A golyók átmérője zónáról zónára növekszik, és a kút tervezési jellemzői miatt nem tesz lehetővé 10-nél több hidraulikus repesztési műveletet. 2015-ben a Gazpromneft-Khantos szakemberei sikeresen tesztelték a többlépcsős hidraulikus rétegrepesztés új változatát: a Priobskoye mezőn nem golyókat használtak szigetelőként, hanem egy speciális szerszámot egy újrafelhasználható tömörítő alátéttel (csomagolóval), amely megduzzasztja és elválasztja a zónákat. amelyben már elvégezték a hidraulikus rétegrepesztést. Ezt követően a duzzadó tömörítő visszatér eredeti méret, amely lehetővé teszi a berendezés szállítását a következő törési helyre a kút belsejében (a golyókat speciálisan megsemmisítik a hidraulikus repesztés befejezése után). Ebben az esetben a hidraulikus rétegrepesztési lépések számát csak műszaki és gazdasági számítások korlátozzák. A cég történetében először 11 szakaszból álló hidraulikus repesztést hajtottak végre a Priobszkoje mezőn.
Többlépcsős hidraulikus rétegrepesztés
Alsó lyuk tisztítása
Az olajkitermelés növekedését nemcsak a termelőképződményre gyakorolt nagymértékű hatás segíti elő, hanem a fenéklyuk zónával való munka is - a formáció azon részével, amelyen keresztül az olaj a termelő kútba kerül. Az olajtermelés során paraffinok és gyanták ülepednek a kutak fenéklyukban és a kutak fenékzónájában, a perforációs csatornákban homokdugók halmozódnak fel. Azokat a módszereket, amelyek lehetővé teszik a fenéklyuk zóna áteresztőképességének növelését és a törmeléktől való megtisztítását, stimulációs módszereknek nevezzük.
Egyébként a hidraulikus rétegrepesztést eredetileg ilyen módszereknek tulajdonították, és az irányított kutak alján végezték, hogy növeljék a fenék közelében lévő képződmény áteresztőképességét. A fenék közelében lévő kőzet póruscsatornáinak mechanikus kiterjesztésének és mikrorepedések létrehozásának másik módja a fenék vibrációs kezelése. Ebben az esetben egy vibrátort rögzítenek a csőhöz, amely a rajta átpumpált folyadék különböző frekvenciájú és amplitúdójú rezgéseit hozza létre. Ezek a hullámok mossák az alsó lyuk terét.
A beáramlási intenzitás növelése a fenéklyuk zóna savas vagy hőkezelésével is lehetséges. Ezt a két módszert gyakran kombinálják, és a fémes magnézium sósavoldattal való exoterm reakciójának hőhatása miatt meleg savval hatnak a képződésre.
- 786,00 KbBEVEZETÉS
A fokozott olajkinyerés összetett probléma, amelynek megoldására az olajmező üzletág minden területén felhalmozott tapasztalatot használják fel. A kitermelhető olaj- és gázkészletek a kutak megfelelő elhelyezésével a tározók földtani szerkezetének figyelembevételével növelhetők. Jó eredmények érhetők el a vízhordozó kontúrok szigorítási folyamatának szabályozásával a lerakódások különböző részeinek fejlődésének egyenletesebbé tétele érdekében. A tározók működésének hatékonyságát a kutak fenéklyukának befolyásolása javítja a termelési sebesség növelése, az olaj- és gázbeáramlási profil kiegyenlítése stb.
Az olajmezők fejlesztésének sokéves gyakorlata során számos módszert és technológiai módszert javasoltak az olaj kőzetekből történő kitermelésének fokozására. Ezután megvizsgálunk néhány módszert a fokozott olajkinyerésre bizonyos fizikai jelenségek alapján.
Az olajkitermelés növelése mesterségesen érhető el a lelőhelyen olyan kedvező fizikai feltételek kialakításával és fenntartásával, amelyek biztosítják az olaj leghatékonyabb kiszorítását a tározóból.
Mint ismeretes, a víz sokkal jobban kiszorítja az olajat a porózus közegből, mint a gáz. Ezért ahol ez geológiai adottságok és gazdasági okok miatt célszerű, ott természetes vagy mesterséges vízvezérelt kiszorítási rendszert kell kialakítani. A lelőhelyben mesterségesen fenntartott vízvezérelt rezsim úgy jön létre, hogy a felszínről vizet fecskendeznek be az olajtartó kontúron túli tározóba vagy a tározó olajos részébe. A vízelöntés hatékonyságát tovább növeli, ha a tározóba besajtolt vízhez speciális anyagokat adnak, aminek eredményeként olajkiszorító tulajdonságai javulnak.
A tározó nyomásának fenntartására szolgáló módszerek víz vagy szabad gáz befecskendezésével a tározóba, valamint a kimerült erőforrásokkal rendelkező mezők energia-utánpótlásának módszerei (az úgynevezett másodlagos olajkinyerési módszerek) nem teszik lehetővé az összes olajtartalék kitermelését. Ezért folytatódik az intenzív kutatás az olajkinyerés növelésének új módszerei után. Ezek mindig a megfelelő fizikai törvényeken alapulnak.
Például az alacsony viszkozitású olajok jobban kiszorulnak a formációból. Ezért a fokozott olaj-visszanyerés egyes módszerei a hő- és hűtőfolyadékok mesterséges bevezetésén alapulnak a tartályba, hogy csökkentsék a tartályban lévő olaj viszkozitását.
Mint ismeretes, még a nehéz bitumen is jól oldódik egyes könnyű szénhidrogén oldószerekben. Például a benzin vagy a folyékony propán szinte az összes olajat eltávolíthatja egy porózus közegből. Az oldószerek ezen tulajdonságát olyan módszerek kidolgozására használják, amelyek az olaj visszanyerését növelik cseppfolyósított gázok képződménybe injektálásával.
A munka egyik fejezetében a nehéz szénhidrogének nagynyomású gáz-halmazállapotú közegben történő fordított párolgási és kondenzációs jelenségeivel foglalkozunk. A gázoknak ezt a tulajdonságát használják olyan módszerek kidolgozására, amelyek csökkentik a maradék olaj telítettségét, a tartályban lévő olajfrakciók egy részét mesterségesen a gőzfázisba juttatva, amikor nagynyomású gázokat injektálnak a lerakódásba. Ezután a termelő kutakból származó gázt a gőzfázisba került olajtermékekkel együtt a felszínre vonják ki.
A tározófolyadékok fizikai tulajdonságainak, a tározó fizikai kémiájának és a porózus közegben történő folyadékmozgás törvényeinek további tanulmányozása kétségtelenül a jövőben új, új fizikai elveken alapuló módszerek kidolgozásához vezet az olaj tározókból történő kinyerésének növelésére.
Példaként az olajtározófizika elméleti alapjainak az olajmezők gyakorlatában való alkalmazására, tekintsük meg a fokozott olajkinyerés egyes módszereinek fizikai alapjait.
1. OLAJ VISSZANYERÉS NAGYNYOMÁSÚ GÁZAL
Ez a fejezet az olaj- és gázkeverékek tulajdonságait, és különösen a fordított vagy retrográd párolgás jelenségeit tárgyalja. A sűrített gázok ezen tulajdonságai felhasználhatók az olajvisszanyerés fokozására. Ugyanakkor a nyomás növelése érdekében gázt kell befecskendezni a lerakódásba, amely az olaj folyékony összetevőinek oldószerévé válik. Kísérleti adatok szerint egyes nagyon magas nyomásokon az olaj szinte minden komponense feloldódik a gázban, kivéve a gyantás és más nehéz komponenseket. Ezután ezt az olajgőzt vagy annak összetevőit tartalmazó gázt kivonva kondenzátum képződik a felületen, amely a nyomás csökkenésekor kicsapódik. Így ennek a módszernek a lényege a mező mesterséges átalakítása gázkondenzátummá. A gyakorlatban ezt nehéz megvalósítani, mivel nagyon nagy nyomás szükséges az összes olaj feloldásához ( 70-100 MPa) és hatalmas mennyiségű gáz (akár 3000 m 3 normál körülmények között az oldódáshoz 1 m 3 olaj). A visszacsapó nyomás jelentősen csökken, ha a befecskendezett gáz nehéz szénhidrogén gázokat, például etánt, propánt vagy szén-dioxidot tartalmaz. De a szükséges gázmennyiség továbbra is magas.
Az eljárás nagymértékben leegyszerűsíthető és olcsóbbá tehető, ha csak az olaj legértékesebb illékony frakcióit nyerik vissza a bepárlási eljárással. Ehhez kisebb térfogatú száraz gázt kell befecskendezni kisebb nyomáson, mint az olaj gázban való teljes feloldásához szükséges nyomásokhoz képest. A folyamat többi része változatlan marad.
Kísérletek kimutatták, hogy a nagynyomású gázok könnyűolajokat tartalmazó tartálymodellbe való befecskendezése során az olaj visszanyerése nagyobb a kelleténél, csak az olajfrakciók fordított elpárologtatásával. A képződményen áthaladó gáz fokozatosan feldúsul etánban és nehezebb szénhidrogénekben, és a metán friss olajadagokkal találkozva, amelyek telítési nyomása a befecskendezett gáz nyomása alatt van, feloldódik az olajban. A jelentős mennyiségű nehéz szénhidrogént tartalmazó gáz viszonylag alacsony nyomáson és hőmérsékleten is teljesen keveredik az olajjal. Ebben az esetben az olaj visszanyerése magas, mivel a folyamat megközelíti az olaj folyékony oldószerrel történő kiszorítása során megfigyelt folyamatot.
Az olaj gázzal történő kiszorítása során fellépő különböző fázisátalakulási folyamatok mérlegelésekor és értelmezésekor diagramokat (1.1. ábra) használunk a szénhidrogénrendszer fizikai állapotáról adott hőmérsékleten és nyomáson. Ezen a diagramon a szénhidrogén rendszer tetszőlegesen három komponenscsoportként van ábrázolva - a diagramon belül bármely pont a szénhidrogénrendszer összetételét a három komponenscsoport mindegyikének arányaként jellemzi: metán TÓL TŐL 1 szénhidrogének etánból TÓL TŐL 2 hexánra TÓL TŐL 6 és heptán TÓL TŐL 7 . A háromszögek csúcsai megfelelnek 100%- a rendszer megfelelő komponenscsoportjainak tartalma. folytonos vonal 1 (hurok formájában) a diagramon a fázisszétválasztási görbe. Ez korlátozza a kétfázisú régiót. A fázisszétválasztási görbe azon rendszerek összetételében lévő pontok helye, amelyek adott hőmérsékleten adott telítési nyomással rendelkeznek. A görbe alsó része a folyadékfázisra, a felső része a gázfázisra vonatkozik. Egy ponton csatlakoznak 8 , amely kritikus nyomással és hőmérséklettel jellemzi a keverék összetételét. Vonal 2 (összekötő vonal) a telített gőz és gázzal telített olaj összetételi görbéjének azon pontjainál végződik, amelyek egyensúlyban vannak az adott hőmérsékleten és nyomáson, amelyre a diagramot megrajzoljuk.
A fenti és a telített gőzgörbe jobb oldalán lévő pontoknak megfelelő keverékek egy gázt (a terület 5 ), és a gázzal telített folyadék görbe alatti és bal oldali pontjainak megfelelő keverékek olaj (régió 6 ). A fázisszétválasztási görbe jobb oldali és alatti tartományában lévő keverékek a kritikus keverékek tartományába tartoznak, és gáz- vagy folyadékfázisúak. Ennek a tartománynak a fázisszétválasztási görbe feletti és jobb oldali szakaszában (régió 10 ) a keverék kisebb mennyiségű nehéz komponenst tartalmaz C 1+ . Ezek a szénhidrogének elegyednek a gázterület pontjai által képviselt keverékekkel. A keverékek kritikus tartományának egy másik része a kétfázisú régió alatt és attól jobbra található (régió 9 ). Az itt található keverékek kevesebb metánt tartalmaznak TÓL TŐL 1 és az olajmezőben pontok által képviselt szénhidrogénekkel keverednek.
Már említettük, hogy a tartály körülményeitől (nyomás és hőmérséklet), az olaj és a befecskendezett gáz összetételétől függően különféle lehetőségek lehetségesek az olaj gázzal történő kiszorítására. Ha száraz gázokat (például metánt) fecskendeznek be a tartályba alacsony tartálynyomás mellett, akkor viszonylag kis mennyiségű köztes komponens kerül végrehajtásra ( TÓL TŐL 2 - TÓL TŐL 6 ).
Bonyolultabb kölcsönhatás az olaj és a gáz között, ha jelentős mennyiségű komponenst tartalmazó zsíros gázokat fecskendeznek a tartályba ( TÓL TŐL 2 - TÓL TŐL 6 ). A tározóban való mozgás során az olaj és a nedves gáz jelentős változásokon mehet keresztül az olajban lévő gázkomponensek kondenzációja és párolgási jelenségek miatt. A tartály körülményeitől és a rendszer kezdeti összetételétől függően az olaj kritikus és nem kritikus körülmények között is kiszorítható. A szénhidrogén-rendszer fizikai állapotát ábrázoló diagramok adott hőmérsékleten és nyomáson lehetővé teszik az említett gázstimulálási típusok közötti részletes különbségek nyomon követését a tartályon, például az olaj gázkondenzátummá történő átalakulási folyamatai közötti különbségeket. állapot és gáz befecskendezése nagy nyomás alatt, az olajkomponensek részleges átvitelével a gázfázisba. Példaként vegyük figyelembe az olajkeverékek tulajdonságainak változását a nedves gázzal történő olajkiszorítás során, amelynek nehéz komponensei a tartály körülményei között kondenzálódhatnak, és kritikus kiszorítási körülmények esetén olajfázisba kerülhetnek. Az olaj- és gázzóna közötti kritikus elmozdulás során szénhidrogének keveréke képződik, amelyek adott körülmények között a kritikus feletti területen vannak a tározóban (1.2. ábra). Ebben az esetben az olajat gáz kiszorítja olyan körülmények között, ahol nincsenek meniszkuszok a fázisszétválasztásnál, és az olaj visszanyerése a közeli értékekre növelhető. 100 %.
Hagyja gázt a zsírban (pont 5 ) kiszorítja az olajat a tartályból (pont 4 ). Amikor ezek érintkeznek, a gáz elveszíti néhány nehéz komponensét, és egyensúlyba kerül az új komponensekben dúsított olajjal (pontok 1-1 telített gőz és telített folyadék összetételi görbéjén). Ezt követően a kezdeti összetételű gáz új részeivel érintkezve ez az olaj egyre inkább szénhidrogénekben gazdagodik. TÓL TŐL 2 - TÓL TŐL 6 , összetételét pedig pontok jellemzik 2 , 3 stb. Ez a folyamat addig folytatódik, amíg az olaj összetétele olyanná nem válik, hogy adott körülmények között kritikus ponthoz nem ér. Ekkor a kétfázisú áramlás egyfázisúvá válik, és a keverék összetétele a tartály mentén változik a kiszorító gáz területéről az interfész nélküli kiszorított olaj területére. Így a nedves gáz tartályába való befecskendezési folyamat során az olajat egy olyan közeg kiszorítja, amely olajjal keveredik.
Egy ilyen folyamat gyakorlati körülmények között csak nagy nyomáson lehetséges. ábrán. Az 1.3 ábra a metán-n-bután-dekán háromkomponensű rendszer diagramját mutatja hőmérsékleten 71 °Cés különféle nyomások. Amint az ábrából következik, kölcsönösen oldható átmeneti zóna kialakulása a vizsgált rendszerben csak a feletti nyomáson lehetséges. 14 MPa. Ha feltételezzük, hogy a dekán olajat szimulál, és a metán és az n-bután keveréke dúsított sűrített gáz, akkor a kölcsönösen oldható kiszorítás a tartály nyomásán lesz. R pl =14,06 MPaés t=71°С, azaz amikor az n-bután tömeghányada a metánban meghaladja 25% (pont E 1 ). A tartály nyomásának növekedésével ezek a feltételek alacsonyabb n-bután-koncentráció mellett érhetők el a metánban (a kiszorítási nyomásnál 28,1 MPa a gázban lévő n-bután mólfrakciója redukálható 7% (pont E 2 ).
Az olajok összetételének összetettsége és a gázzal történő kiszorítási folyamat bonyolultsága megnehezíti a számítási módszerek kidolgozását a különféle olajok és gázok keverési feltételeinek meghatározására. Keveredésük körülményeinek meghatározására hozzávetőleges módszereket javasolnak, amelyek csak közelítő számításokhoz használhatók. Benham, Dowden és Kunzman közelítő módszert javasoltak az etán+magasabb komponensek minimálisan szükséges koncentrációjának becslésére a gázban, hogy biztosítsák a kritikus olajkiszorítást. Módszerük azon a feltételezésen alapul, hogy az érintő párhuzamos ABábrán. 1.2 a határgörbéhez a háromszög oldalának kritikus pontjában C 1 - TÓL TŐL 7+ . Ezután a komponensek koncentrációja TÓL TŐL 2 - TÓL TŐL 6 kritikus rendszerben és a nyomógázban DE, amely a minimális számú összetevőt tartalmazza TÓL TŐL 2 - TÓL TŐL 6 A kritikus olajkiszorítás reprodukálásához szükséges érték egyenlő lesz. Ez azt jelenti, hogy ha egy feltételesen hármas rendszer összetételét határozzuk meg, amelyhez az elmozdulási nyomás és a tartály hőmérséklete kritikus, akkor a gáz összetételét (vagyis a benne lévő minimális intermedier-tartalmat) is meghatározzuk. A metánhomológok minimálisan szükséges koncentrációjának megválasztásának nehézsége a befecskendezett gázban ezért abban rejlik, hogy az érintő AB, általában nem párhuzamos az oldallal C 1 - TÓL TŐL 7+ és ezen túlmenően az olyan összetett keverékek kritikus paramétereinek meghatározására, mint az olaj-gáz, még mindig nincsenek kellően megbízható módszerek. Ezen a területen további kutatásokra van szükség.
A fokozott olajkinyerési módszer fejlesztése során fontos probléma a gázellátási források keresése. Figyelemre méltó a szovjet mérnökök által kifejlesztett gáztermelési módszer a kőolaj gázosításával közvetlenül az olajmezőn, nyomás alatt. 20 MPa. Az elegyedő anyagokkal történő kiszorítási nyomás csökkentése érdekében elsajátították a nagynyomású dúsított mesterséges gázok és folyékony oldószeres desztillátumok előállítását olajpirolízissel reaktorban.
Munka leírás
A tározó nyomásának fenntartására szolgáló módszerek víz vagy szabad gáz befecskendezésével a tározóba, valamint a kimerült erőforrásokkal rendelkező mezők energia-utánpótlásának módszerei (az úgynevezett másodlagos olajkinyerési módszerek) nem teszik lehetővé az összes olajtartalék kitermelését. Ezért folytatódik az intenzív kutatás az olajkinyerés növelésének új módszerei után. Ezek mindig a megfelelő fizikai törvényeken alapulnak.
Például az alacsony viszkozitású olajok jobban kiszorulnak a formációból. Ezért a fokozott olaj-visszanyerés egyes módszerei a hő- és hűtőfolyadékok mesterséges bevezetésén alapulnak a tartályba, hogy csökkentsék a tartályban lévő olaj viszkozitását.