Посмотрите также другие разделы нашего сайта!!!

Литература
много книг по нефти и газу

Программы нефтегазового комплекса

Медиафайлы про нефть

Анекдоты про нефтяников

Знакомства для буровиков

Всё про нефть и газ / Литература(каталог книг)

ВНИМАНИЕ

В текстах книг представленных на сайте в интернет формате очень много ошибок, не читаются рисунки, графики разбиты, это связанно с некачественной перекодировкой конвекторов из PDF формата и HTML.

Если Вам необходимы качественный текст с рисунками и графиками - то скачиваите книги с нашего сайта в формате PDF.

ссылка для скачивания книги или главы в формате PDF находится внизу страницы.

анекдоты

программы

истории

ВВЕДЕНИЕ

Добыча нефти на месторождениях России осуществляется с искусственным поддержанием пластового давления путем нагнетания в разрабатываемый пласт воды. В 1988 г. в стране был достигнут ее максимальный уровень. На 1994 г. в России извлекалось нефти из продуктивных коллекторов около 12 % от мирового уровня. Бурное падение добычи нефти после достижения ее максимума составляло в среднем по 7,38 % в год. Средняя обводненность добываемой жидкости по стране превышает 81,3 %, самая высокая - свыше 90 % - в АНК “Башнефть”. Большинство уникальных и крупных месторождений в нефтяных регионах России находятся в поздней и конечной стадиях разработки. При самом высоком в мире запроектированном конечном коэффициенте нефтеотдачи в выработанных пластах старых месторождений остается нефти до 50 % и более [128].

Для снижения темпов падения добычи нефти в отрасли наряду с традиционными мероприятиями наращиваются объемы применения физико-химических методов повышения нефтеотдачи пластов. В нагнетаемую в пласт для поддержания пластового давления воду добавляются в небольших количествах химические соединения: поверхностно-активные вещества, щелочи, полимеры синтетического и биологического происхождения; композиции этих реагентов и др. Основная доля дополнительно добытой нефти по России - 76,9 % обеспечивается этими методами. В США ситуация другая -большая часть дополнительно добытой нефти (70 %) приходится на долю тепловых методов.

Исследование, разработка и практическое использование физико-химических методов повышения нефтеотдачи в нашей стране начато в начале 60-х годов прошлого века и связано с именами профессора Г.А. Бабаляна и его учеников. После 80-х годов была подвергнута научному сомнению состоятельность заводнения с реагентами этих методов, т.е. эффективность воздействия данных реагентов на запасы нефти в продуктивном коллекторе от точки нагнетания в пласт больших

5

оторочек водных растворов реагентов до точки отбора жидкости. До сих пор окончательно не установлена целесообразность применения больших оторочек водных растворов композиций реагентов (модификация метода), в частности, композиций на основе неионогенных поверхностно-активных веществ. В модифицированном методе подход к вытеснению нефти основан на механизме максимально возможного снижения межфазного натяжения между нефтью и водой.

В отличие от рассмотренных методов, направленных на увеличение коэффициента вытеснения нефти, в последнее десятилетие на приоритетные позиции выдвинулись методы, связанные с использованием реагентов осадкогелеобразующего действия, теоретически обеспечивающие увеличение охвата пласта заводнением, т.е. вытеснение нефти водой из менее проницаемых участков пласта (потокоотклоняющие технологии). В этом направлении активно работает школа академика РАЕН А.Т. Горбунова. Получены положительные результаты на ряде месторождений России от обработок призабойной зоны пласта по различным технологиям с использованием осадкогелеобразующих реагентов.

Применение таких реагентов за пределами призабойной зоны в межскважинном пространстве пласта представляется проблематичным. Этот вопрос находится в стадии изучения. Абстрагируясь от научной стороны данной проблемы, можно предположить, что после использования больших оторочек водных растворов осадкогелеобразующих реагентов в межскважинном пространстве нефтеносного пласта неизвлеченная из него нефть окажется заблокированной (погребенной) коллоидными осадками типа CaSi03| Al(OH)3|, сшитого полимерного состава (вязкоупругого состава) и др. В будущем -это может стать непреодолимым препятствием при дораз-работке данных пластов с целью полного извлечения из них нефти. Этому аспекту проблемы не уделяется должного внимания.

К настоящему времени физико-химические основы применения активных химических агентов в целях вытеснения остаточной нефти слабо разработаны. По сравнению с начальным периодом практического применения физико-химических методов прогресс в этом направлении незначительный. Основные принципы применения реагентов этих методов остаются неизменными - для реагентов, направленных на увеличение коэффициента вытеснения нефти, - максимально возможное снижение межфазного натяжения на границе раздела нефти с водой; увеличение соотношения подвижностей нефти и воды -

для реагентов, предназначенных обеспечить увеличение охвата пласта заводнением. При существующем состоянии научной стороны проблемы - возможность реализации этих принципов в условиях природного нефтеносного коллектора не подвергается сомнению, хотя результаты опытно-промышленных испытаний больших оторочек водных растворов нефтевытес-няющих реагентов свидетельствуют об обратном. Положение осложняется отсутствием общепринятой теории, позволяющей строго оценить возможный эффект от применения названных реагентов в конкретных геолого-физических условиях нефтяных месторождений.

Из краткого обзора состояния физико-химических методов следует, что механизм нефтеотдачи пластов с применением больших оторочек водных растворов нефтевытесняющих реагентов (композиций реагентов) недостаточно исследован и слабо обоснован. Из основных составляющих механизма нефтеотдачи при вытеснении нефти из пласта с использованием реагентов доминирующую роль играет физико-химический фактор. Гидродинамический и геологический факторы имеют второстепенное значение. Эти факторы влияют на величину эффекта по дополнительной добыче нефти, но если испытуемый реагент не способен вытеснять нефть в конкретных геолого-физических условиях нефтяного пласта, то не может быть и речи о каком-либо эффекте по дополнительной добыче нефти, разве только что об отрицательном.

Действующий комплекс лабораторных испытаний нефтевытесняющих реагентов включает в себя физико-химические исследования в условиях, далеких от пластовых, и гидродинамическое моделирование процесса вытеснения нефти на образцах горных пород из нефтеносного интервала пласта. При вытеснении нефти водой из моделей пласта (обычное заводнение) такие характеристики этого процесса, как коэффициент вытеснения нефти и кривые относительных фазовых прони-цаемостей нефти и воды для горной породы исследуемого пласта, как правило, подтверждаются практикой разработки месторождения в режиме заводнения. В пластовых условиях нефть и вода химически относительно инертные вещества. Поэтому при вытеснении нефти водой из горной породы основную роль в перестройке воды и нефти играют физические, а не химические процессы. Для подтверждения результатов лабораторных испытаний заводнения практикой разработки месторождения достаточно соблюдения гидродинамического подобия процесса вытеснения нефти водой в модели пласта и реальном продуктивном коллекторе, т.е. механизм нефте-

отдачи пласта при заводнении объясним в основном на уровне законов гидродинамики пористых сред.

При применении физико-химических методов повышения нефтеотдачи пластов установлено, что результаты прогнозирования по данным действующего комплекса лабораторных испытаний нефтевытесняющих реагентов - характеристик вытеснения нефти и возможности протекания в пласте физико-химических процессов типа адсорбции реагента на поверхности пор, внутрипластового эмульгирования нефти, солюбилизации нефти, химических реакций и других - часто не подтверждаются практикой разработки нефтяных месторождений. Можно заключить, что в общепринятой в настоящее время схеме механизма нефтеотдачи пластов с применением реагентов влияние на эффективность вытеснения нефти из пласта физико-химического фактора, т.е. физико-химического взаимодействия реагентов (композиций реагентов) во времени и пространстве с пластовой нефтью, связанной водой, поверхностью порового пространства и структурных изменений в вытесняющем агенте (водный раствор реагентов), происходящих в процессе вытеснения нефти, учитывается неадекватно по отношению к реальному процессу вытеснения нефти в реальном пласте.

В лабораторных условиях можно получить более надежные данные о механизме нефтеотдачи пластов при использовании нефтевытесняющих реагентов. Для этого необходимо реализовать подобие по степени структурирования насыщающих флюидов в модели нефтеносного пласта и в натуральном продуктивном коллекторе. Но эта задача относится к числу трудноразрешимых. В то же время, подсказывается путь экспериментального исследования механизма нефтеотдачи - использовать для этой цели коллоидно-дисперсное состояние насыщающих нефтяной коллектор флюидов (пластовая нефть и связанная вода), в том числе структурные изменения во времени вытесняющего нефть агента и подчинение законам неравновесной термодинамики флюидов в нефтеносном пласте (в частности, вблизи критического состояния вещества его физические свойства меняются скачкообразно). О подобных дисперсных системах имеется информация - определены изменения структуры и некоторые физические свойства, в том числе электрофизические, тонких прослоек и граничных слоев воды (Б.В. Дерягин с сотрудниками и др.); изучены структура и физико-механические свойства граничного слоя нефти (И.Л. Мархасин с сотрудниками). Из физических методов, входящих в комплекс петрофизических исследований, дают

8

информацию о надмолекулярных образованиях в дисперсных системах, физико-химических, релаксационных процессах и фазовых переходах в них методы радио- и электрорадиоспектроскопии и их разновидности. Диэлектрические свойства горных пород, насыщенных различными флюидами, в том числе с добавками нефтевытесняющих реагентов, других дисперсных систем успешно исследованы профессором Н.Н. Не-примеровым с учениками. Научные работы этой школы послужили одним из оснований для включения метода диэлектрической спектроскопии в число физических методов для исследования механизма нефтеотдачи пластов при применении нефтевытесняющих реагентов.

Влияние различных видов связанной воды на эффективность вытеснения нефти из горной породы с применением реагентов - недостаточно изученный вопрос. Известно, что одной из главных причин низкого извлечения нефти являются специфичные гидрофобные взаимодействия на поверхности горной породы в присутствии воды. В этих условиях связь между гидрофобными соединениями может возрастать в 500 раз и это взаимодействие носит эндотермический характер [104]. Взаимодействие нефти с пористыми средами является гидрофобным и изменение гидрофобных взаимодействий регулирует активность вытеснения нефти. В связи с этим, представляют интерес исследования методами теоретической физики, направленные на получение связи между различными формами воды и нефти в порах, выявление их связи с параметрами среды и внешними воздействиями.

Тема книги - применение физических методов для исследования и обоснования механизма нефтеотдачи пластов (его физико-химического фактора) при использовании больших оторочек водных растворов реагентов (композиций реагентов), физико-химических методов повышения нефтеотдачи.

Теоретические и лабораторные научные исследования по теме книги были начаты и выполнены в значительном объеме авторами во время их работы в НПО “Союзнефтеотдача" (НИИнефтеотдача). Позднее они были продолжены в научно-производственной фирме “Ойл-Инжиниринг". Результаты проведенных исследований, относящиеся к определению неф-тевытесняющей способности реагента, физико-химических процессов и фазовых переходов, сопутствующих вытеснению нефти из пласта, сопоставлялись с подобными, полученными другими исследователями по данным действующего комплекса лабораторных испытаний нефтевытесняющих реагентов, и с данными опытно-промышленных испытаний реагентов (компо-

зиций реагентов) физико-химических методов на некоторых месторождениях России по эффективности извлечения нефти из пласта. Промысловые испытания и внедрение разработанных авторами книги технологических процессов осуществлялось успешно в ОАО “Татнефть”, АНК “Башнефть”, АО “Актобемунайгаз”. В настоящее время проводятся подготовительные работы еще в ряде нефтедобывающих регионов РФ.

Сформулированные в книге перспективы использования физических методов находятся в сфере идей основоположника техноэкогеофизики Президента РАЕН академика О.Л. Кузнецова по управляемому воздействию на геосреду (пласт) физическими полями с целью интенсификации добычи нефти и повышения нефтеотдачи.

За содействие в проведении всего комплекса работ авторы признательны и благодарны канд. геол.-минер. наук B.C. Ac-моловскому, Л.В. Базекиной, А.Б. Баймурзину, доктору физ.-мат. наук Р.З. Бахтизину, канд. хим. наук И.И. Букину, доктору техн. наук М.Д. Валееву, Е.Ш. Васильевой, К.Х. Гай-нуллину, канд. техн. наук И.М. Галлямову, канд. техн. наук О.Г. Гафурову, канд. физ.-мат. наук С.С. Гоц, канд. хим. наук Н.В. Давиденко, Р.А. Зайнутдинову, канд. физ.-мат. наук Ю.Ф. Зуеву, В.Я. Иванову, И.А. Исхакову, Н.Г. Камалову, Р.Н. Камалову, О.В. Каптелинину, М.Ш. Каюмову, канд. физ.-мат. наук И.П. Коломийцу, канд. техн. наук Р.С. Латы-пову, А.С. Левченко, доктору геол.-минер. наук Е.В. Лозину, Ю.В. Лукьянову, А.П. Лысенкову, канд. хим. наук Т.Н. Максимовой, доктору техн. наук Р.А. Максутову, доктору техн. наук Е.Ю. Марчукову, Д.Р. Мурзагуловой, доктору геол.-минер. наук Р.Х. Муслимову, доктору физ.-мат. наук Р.И. Ниг-матулину, канд. техн. наук А.Г. Нугайбекову, канд. техн. наук Р.А. Нугайбекову, С.Л. Орловскому, Н.Н. Панферовой, канд. техн. наук И.Ф. Рахимкулову, Д.Н. Репину, М.Б. Сафиной, доктору техн. наук Э.М. Симкину, канд. геол-минер. наук С.Н. Солоницину, М.М. Суфиярову, канд. физ.-мат. наук Б.К. Сушко, канд. техн. наук А.Ш. Сыртланову, канд. хим. наук А. Г. Телину, канд. техн. наук К. С. Фазлутдинову, доктору физ.-мат. наук В.Д. Федотову, канд. физ.-мат. наук Ю.Д. Фельдман, канд. физ.-мат. наук В.И. Фролову, доктору техн. наук А.Я. Хавкину, канд. техн. наук B.C. Хакимову, К.Г. Хакимуллину, доктору техн. наук М.М. Хасанову, доктору геол.-минер. наук Р.С. Хисамову, канд. техн. наук Р.Я. Шарифуллину, доктору техн. наук Д.М. Шейх-Али.

Скачать эту главу в формате PDF

Всё про нефть и газ / Литература(каталог книг)