Остаточная нефть

 Виды остаточных запасов  нефти и её свойства

 
В настоящее время не существует общепринятого представления о  характере распределения остаточной нефти в заводненных пластах. Эта проблема чисто фундаментальная. Однако остаточные запасы нефти в  недренируемых пластах и неохваченных водой пропластках хорошо изучены. 
 
По данным экспертных оценок остаточные запасы нефти (100%) по видам количественно распределены следующим образом: 

1.  
   нефть, оставшаяся в слабопроницаемых пропластках и участках, не охваченных водой – 27%;
2.  
   нефть в застойных зонах однородных пластов – 19%;
3.  
   нефть оставшаяся в линзах и у непроницаемых экранов, не вскрытых скважинами – 24%;
4.  
   капиллярно-удержанная и пленочная нефть – 30%

Остаточная нефть (п.п. 1-3), которая не охвачена процессом заводнения вследствии высокой макронеоднородности разрабатываемых пластов и застойных зон, образуемых потоками жидкости в пластах, составляют 70% всех остаточных запасов, представляя основной резерв для увеличения нефтеотдачи. Повысить нефтеотдачу пласта за счет этой части нефти можно в результате совершенствования существующих систем и технологий разработки и так называемых гидродинамических методов увеличения нефтеотдачи пластов. 
 
Остальная часть остается в обводненых коллекторах вследствии их микронеоднородности и может извлекатся только в результате воздействия на нее различных физических и физико-химических процессов и явлений. 
 
О составе остаточной нефти. Изменение свойств нефти в процессе разработки может происходить как в сторону утяжеления, так и в сторону облегчения добываемой нефти. Утяжеление нефти связано с уменьшением пластового давления в процессе разработки и потерей легких фракций нефти при дегозации, а также окислением нефти при взаимодействии с закачиваемой водой, за счет перемещения в глубь залежи утяжеленных нефтей из периферии приконтурных зон. Свойства нефти даже сильно изменяются в пределах небольших участков одного и того же продуктивного пласта.  
 
За 20 лет заводнения Туймазинского месторождения в девонские пласты вместе с водой закачено около 4700 тонн кислорода. Анализ вод из добывающих скважин показал, что кислород в нем отсутствует т.е. полностью расходуется на окисление нефти в процессе фильтрации воды по пласту. 
 
Силы, удерживающие остаточную нефть, и возможности их преодолевания. Остаточные запасы нефти ввиду макронеоднородности пластов, обусловлены малой или нулевой скоростью фильтрации нефти в слабопроницаемых зонах, слоях, пропластках и линзах, причем, это в большей степени вызвано загрязнением, кольматацией призабойных зон при бурении и нагнетании воды. 
 
Главные силы, действующие в пласте, насыщенном двумя или более подвижными фазами – поверхностные, вязкостные, гравитационные и упругие силы. 
 
Поверхностные или капиллярные силы создают на границе жидких фаз давление порядка 0,01 – 0,3 МПа. Величина поверхностных сил определяется смачиваемостью породы и микронеоднородностью пористой среды, размером пор и поровых каналов. 
 
Вязкостные силы (гидродинамическое сопротивление) пропорционально вязкости нефти. В очень медленных процессах переформирования насыщенности пластов нефти и водой незначительно (т.к. нет отклонений от закона Дарси). 
 
Гравитационные силы создают постоянно действующий градиент давления, численно равный разности плотностей нефти, газа и воды. Величина этого градиента может составлять 0,1 – 10 МПа/м. Его действие приводит к всплытию воды в нефти или газа в нефти. 
 
Упругие силы пластов, проявляющиеся при снижении пластового давления, вызывают уменьшение трещин и, следовательно, способствуют остаточной нефтенасыщенности. 

1.4. Классификация  методов и факторы, определяющие  их эффективность

 
 
Методы разработки нефтяных месторождений  принято делить на традиционные (естественные режимы, заводнение, искуственное поддержание пластового давления закачкой воды или газа) и методы увеличения нефтеотдачи пластов, которые в разное время называли новыми методами или третичными. 
 
Названная группа методов, входящая в традиционные, не отражает сущьность всех методов. Так тепловые виды воздействия на пласт трудно назвать новыми, их использовали еще с 30-х годов, как и традиционное заводнение. В том случае, когда тепловой метод реализуется на объектах, нефть которых по причине сверхвысокой вязкости не может быть извлечена другими способами разработки, он не является методом увеличения нефтеотдачи, а единственно возможным способом извлечения нефти. 
 
Нетрадиционные методы разработки нефтяных месторождений, называются в дальнейшем методами увеличения нефтеотдачи пластов, делят в зависимости от того, каким образом достигаются эффекты, обеспечивающие улучшение условий вытеснения нефти на четыре группы: 

1.  
   физико-химические;
2.  
   газовые;
3.  
   тепловые;
4.  
   другие, основанные на использовании неординарных технических явлениях и сложных рабочих агентов.

 
К физико-химическим видам воздействия относят заводнение с применением мицеллярных, щелочных и полимерных растворов, растворов ПАВ, серной и соляной кислот, а также других реагентов. В этой группе, в настоящий момент, можно выделить метод системной обработки призабойных зон. В зарубежной практике в физико-химическим видам воздействия выделяют первые три группы – полимерное, щелочное и мицеллярное заводнение. 
 
^ Газовые методы включают использование диаксида углерода и углеводородных газов, азота и дымовых газов. 
 
Среди тепловых или термических методов разработки различают закачку пара (непрерывную в виде оторочек и для обработок призабойных зон), внутрипластовое горение, нагнетание горячей воды. 
 
^ Другие методы пока не получили широкого распространения, однако интенсивно изучаются и исследуются в промысловых условиях. К ним относятся микробиологические, волновые, электромагнитное воздействие, ядерные взрывы. 
 
Методы увеличения нефтеотдачи основаны на следующих изменениях характеристик и условий нахождения нефти в пласте: 

•  
  снижение межфазного натяжения на границе нефть – вытесняющий 

 
агент; 

•  
  снижение отношения подвижностей вытесняемого и вытесняющего флюидов (за счет уменьшения вязкости нефти или подвижности вытесняющего агента);
•  
  перераспределение находящихся в пласте нефти, воды и газ с целью консолидации запасов нефти.

 
Степень проявления этих эффектов, т.е. эффективность методов увеличения нефтеотдачи пластов, определяется прежде всего геолого-физическими условиями их применения. 
 
 
 
 
 
ЩР – щелочное заводнение, СК – закачка серной кислоты, 
 
ПАВ-поверхностно-активные вещества, МР- мицеллярно-полимерное заводнение, 
 
СТОПЗ – системная технология обработки призабойных зон скважин. 
 
 

Метод извлечения остаточной нефти

Существует еще один метод  извлечения остаточной нефти. Он основан  на том, что при контакте нефти  с большим количеством углеводородного  газа при определенных давлениях  и температуре газ растворяет нефть и все углеводороды переходят  в однофазное состояние. Н. И. Стрижов предложил использовать это явление для промышленной добычи остаточной нефти путем растворения ее в нагнетательном газе и последующего извлечения из газа в виде конденсата. Практически этот метод трудно применять, поскольку требуются большие количества газа и компрессоры высокого давления.

К методам интенсификации добычи нефти относятся методы воздействия  на пласт, повышающие нефтеотдачу пласта за счет ослабления капиллярных сил, снижения вязкости нефти и увеличения ее подвижности, повышения проницаемости пластов-коллекторов и др.

Одним из наиболее перспективных  методов увеличения нефтеотдачи пласта является метод смешивающегося вытеснения. В принципе этот метод заключается в следующем. В нагнетательную скважину закачивается так называемая оторочка, состоящая из смешивающейся с нефтью жидкости: из жидкого пропана, бутана, ацетона, органического спирта или сжиженного углеводородного газа. Эта оторочка затем проталкивается либо водой, либо углеводородным газом.

Таким образом, могут быть два варианта: нефть — растворитель (спирт, ацетон и др.) — вода; нефть  — сжиженный углеводородный газ  — углеводородный газ. Последний вариант получил название вытеснения газом высокого давления, поскольку для создания оторочки из сжиженного газа необходимо нагнетать в пласт углеводородный газ под давлением, на 70—100 кгс/см2 превыщающим давления насыщения.