вар. Полимерное и мицеллярнополимерное заводнение нефтяных пластов
 Скачать 152.28 Kb.
|
|
Министерство науки и высшего образования РФ ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине: «Нетрадиционные источники углеводородов» на тему: «Полимерное и мицеллярно-полимерное заводнение нефтяных пластов» Выполнил: студент гр. БЗ-НФГДозипу-32 очно-заочной сокращенной формы обучения Дудаев Ризван Рамзанович _____________________________ (подпись) Проверил: доцент Наумова О.В. _____________________________ (подпись) САРАТОВ 2022 Содержание Введение ............................................................................................................... 3 Полимерное и мицеллярно-полимерное заводнение нефтяных пластов…….4 Полимерное заводнение для увеличения нефтеотдачи на месторождениях легкой и тяжелой нефти…………………………………………………………6 Концепция и основы технологии полимерного заводнения………………….7 Заключение ............................................................................................................9 Список литературы ............................................................................................ 10 Введение Актуальность проблемы. Ежегодно во всем мире в условиях стремительного истощения запасов углеводородов возрастает интерес к технологиям, направленным на повышение степени их извлечения. Все больше работ и исследований посвящено проблеме создания научно обоснованного метода по эффективной разработке месторождений. Необходимость внедрения инновационных технологий объясняется следующими факторами: • общемировой тренд увеличения потребления углеводородов; • увеличение доли трудноизвлекаемых запасов и падение коэффициента извлечения нефти (КИН); • высокая степень выработанности месторождений; • высокая обводненность скважин. Целью нашей работы является изучение полимерного и мицеллярно-полимерного заводнения нефтяных пластов. Для достижения поставленной нами цели необходимо рассмотреть такие задачи: полимерное и мицеллярно-полимерное заводнение нефтяных пластов; полимерное заводнение для увеличения нефтеотдачи на месторождениях легкой и тяжелой нефти; концепция и основы технологии полимерного заводнения. Полимерное и мицеллярно-полимерное заводнение нефтяных пластов При вытеснении из пластов нефтей обычной водой нефтеотдача снижается с увеличением отношения вязкостей нефти и воды. Для уменьшения этого отношения и, следовательно, увеличения нефтеотдачи закачивают в нефтяные пласты водные растворы полимеров (чаще применяют полиакриламид ПАА). Молекулы ПАА схематично можно представить в виде длинных цепочек, состоящих из атомов углерода, водорода и азота. В определенных условиях молекула полимера представляет собой цепочку, длина которой соизмерима с размерами пор пласта. Молекулы полимера в водном растворе, продвигаясь в пористой среде, сорбируются на зернах поверхности пород, (как бы «цепляются» за зерна этой среды), создавая дополнительное фильтрационное сопротивление.  Рисунок 1 Зависимость скоростей фильтрации воды и дилатантной жидкости от градиента давления grad р. При фильтрация водного раствора полимеров с увеличением градиента давления скорость его движения возрастает все медленнее по сравнению со скоростью воды по закону Дарси. Жидкость, скорость фильтрации которой нелинейно зависит от градиента давления и, притом, с каждым приращением градиента давления она возрастает на все меньшую величину, называется дилатантной. На рисунке 1 показана зависимость скорости фильтрации от градиента давления для обычной воды (кривая 1) и для водного раствора полимера (кривая 2). Формулу закона фильтрации водного раствора ПАА можно представить при n<1в виде:  ,где мвп - вязкость водного раствора полимера. Если прокачивать водный раствор ПАА через пористую среду, то перепад давления возрастает более существенно, чем это следует из закона Дарси. Фильтрация водного раствора ПАА сопровождается его сорбцией пористой средой. При незначительных концентрациях полимера можно с определенным приближением пользоваться изотермой Генри. Полиакриламид выпускают в виде геля, твердых гранул или порошка. Вследствие высокой сорбции ПАА доводят его концентрацию до значения, при котором вязкость водного раствора этого полимера была бы в 5 больше вязкости обычной воды). Считается, что водный раствор ПАА целесообразно использовать для вытеснения нефти из пластов при ее вязкости от 10 до 30 мПа*с. В результате сорбции ПАА пористой средой в процессе вытеснения нефти образуется фронт сорбции. Впереди фронта сорбции полиакриламида в пласте движется вода, практически очищенная от него. Картина вытеснения нефти из пласта водным раствором ПАА аналогична таковой при вытеснении нефти с помощью ПАВ (но механизмы вытеснения совершенно различны). Расчеты по вытеснению нефти водным раствором ПАА можно провести по методике, изложенной для вытеснения нефти с помощью ПАВ. Водный раствор ПАА можно применить для регулирования процесса вытеснения нефти водой, пользуясь его дилатантными свойствами. Для этого закачивают водный раствор ПАА в высокопроницаемые пропластки, снижая этим скорость движения по ним воды. Затем повышают давление нагнетания и увеличивают скорость вытеснения нефти из низкопроницаемых пропластков. В методе полимерно-мицеллярного заводнения стремятся при использовании небольшого количества углеводорода-растворителя (нефти, спирта, ПАВ) достичь на контакте нефть и комплексный раствор полного смешивания нефти с этим раствором, либо резко снизить на нем поверхностное натяжение (до 10-6 Н/м). При достижении нужного соотношения составляющих раствора образуются физико-химически связанные группы молекул мицеллы и раствор называют мицеллярным. Важно, что эффективная вязкость мицеллярного раствора больше вязкостей веществ его составляющих. Если вблизи нагнетательных скважин этот раствор переходит в воду, то менее вязкая вода должна будет вытеснять более вязкий мицеллярный раствор при низком коэффициенте вытеснения раствора. Поэтому для продвижения оторочки мицеллярного раствора по пласту используют водный раствор полимера. Такое воздействие на пласт называют мицеллярно-полимерным заводнением. Полимерное заводнение для увеличения нефтеотдачи на месторождениях легкой и тяжелой нефти В условиях «старения» нефтяных месторождений и неустойчивых цен на нефть особую актуальность приобретают методы увеличения нефтеотдачи. На сегодняшний день средний мировой коэффициент извлечения нефти (КИН) на фоне применения вторичных методов повышения нефтеотдачи пласта, в основном закачки воды, составляет около 35 % от начальных запасов. При этом некоторые добывающие компании считают необходимым применять методы увеличения нефтеотдачи с самого начала разработки месторождений. К числу технологий, позволяющих увеличить КИН, относится полимерное заводнение, значимыми преимуществами которого по сравнению с другими химическими методами являются очень низкий риск и широкий диапазон применения. Технология заключается в закачке в пласт воды с добавлением полимера в целях повышения коэффициента охвата пласта благодаря увеличению вязкости, а также отношения подвижности воды и нефти. В настоящее время метод полимерного заводнения применяется на месторождениях как с легкой, так и с тяжелой нефтью. Использующиеся при этом полимеры способны выдерживать высокие температуры и высокий уровень минерализации в течение длительного периода времени. Как правило, полимерное заводнение применяется при неблагоприятном отношении мобильностей при заводнении водой либо при определенной степени неоднородности пласта, когда закачка полимера может помочь снизить подвижность воды в высокопроницаемых зонах, поддерживая вытеснение нефти из зон низкопроницаемых. Концепция и основы технологии полимерного заводнения Объем полимера, добавляемого к традиционному заводнению водой, может быть рассчитан в соответствии с уравнением отношения подвижности, которое определяется по формуле:  где, μ и k – подвижность, вязкость и эффективные конечные проницаемо- сти; w и o – обозначения воды и нефти, соответственно. Нефть остается в пласте либо из-за того, что она удерживается капиллярными силами, либо потому, что не была охвачена (обойдена). Закачка полимера в основном улучшает коэффициент охвата и помогает извлечь ≪незахваченную≫ нефть. Недавние исследования подтверждают гипотезу, что полимеры в определенных условиях могут также снижать остаточную нефтенасыщенность. Как правило, полимерное заводнение выполняется в двух случаях: • если отношение подвижности воды и нефти в процессе заводнения водой неблагоприятное. При этом непрерывная закачка полимера может улучшить коэффициент охвата; • если пласт, даже при благоприятном отношении подвижности воды и нефти, имеет некоторую степень неоднородности. В таком случае закачка полимера может помочь извлечь нефть из низкопроницаемых пропластков. В первом случае имеется неэффективное вытеснение, способствующее раннему прорыву воды (языки обводнения) с последующим длительным периодом двухфазной добычи с увеличивающимся обводнением.  Рис. 1. Сравнение результатов полимерного и водного заводнения  Таблица 1. Текущий диапазон применения полимерного заводнения На второй случай часто не обращают внимания. Выходит, что даже при отношении подвижности ≤1 наличие высокопроницаемых каналов либо крупных наслоений, а также неоднородностей может сильно ухудшить площадной и вертикальный коэффициенты охвата во время закачки воды. Заключение Стремительное падение уровня добычи нефти на многих месторождениях требует применения компенсирующих технологий. Закачка вязкой воды (либо полимерное заводнение) является экономически эффективной технологией, принцип которой достаточно прост: повышение вязкости закачиваемого флюида для повышения эффективности охвата пласта, замедления прорыва воды и максимального повышения уровня добычи нефти для данного порового закаченного объема. Множественные примеры реализации технологии на месторождениях по всему миру позволили свести к минимуму риски внедрения данной технологии и найти лучшие методы, которые должны способствовать внедрению технологии на месторождениях и минимизировать падение добычи нефти. Для ускорения коммерческого развертывания проекта необходимо найти баланс между лабораторными исследованиями и результатами пилотного проекта путем выбора наиболее подходящего полимера и параметров закачки и прогнозирования некоторых результатов внедрения технологии на месторождении. Этот подход успешно реализован в России и в Казахстане на достаточно сложных месторождениях, на которых технология полимерного заводнения уже позволила повысить уровень добычи нефти и открыть новые перспективы для увеличения КИН. Для достижения поставленной нами цели необходимо было рассмотреть такие задачи: полимерное и мицеллярно-полимерное заводнение нефтяных пластов; полимерное заводнение для увеличения нефтеотдачи на месторождениях легкой и тяжелой нефти; концепция и основы технологии полимерного заводнения. Таким образом, поставленная нами цель и задачи в данной работе были реализованы в полном объеме. Литература 1.Колганов, В.И. Обводнение нефтяных скважин и пластов / В.И. Колганов, М.Л. Сургучев, Б.Ф. Сазонов. – Москва: Недра, 1965. – 264 с. 2. Крэйг, Ф.Ф. Разработка нефтяных месторождений при заводнении / Ф.Ф. Крейг. – М.: Недра, 1974. – 192 с. 3. Ленченкова, Л.Е. Повышение нефтеотдачи пластов физико- химическими методами / Л.Е. Ленченкова. – М.: Недра, 1998. – 393 с. |