Показатели эффективности извлечения нефти из пластов при их заводнении

Опыт применения различных методов увеличения нефтеотдачи пластов показывает, что эффективность процессов зависит от того, насколько выбранный метод, запроектированная система размещения скважин и реализованная технология процесса учитывали реальное состояние остаточных запасов нефти, а также детерминированное распределение нефтенасыщенности и свойств нефти по всему объему залежи. Многие проекты применения методов увеличения нефтеотдачи пластов были безуспешными или с низким показателем эффективности потому, что перед их началом были неправильные представления о состоянии остаточной нефтенасыщенности, т.е. неправильные представления о том, как остаточная нефть рассредоточена в пласте и каковы ее свойства.

Для заводненных пластов эта проблема приобретает очень большое значение, в связи с тем, что нефть и вода в пластах, как несмешивающиеся жидкости по-разному взаимодействуют с породой, с активными рабочими агентами и между собой в зависимости от насыщенности, компонентного состава нефти, минералогического состава воды, вещественного состава пород и структуры пористой среды. Заводнение нефтяных залежей при разработке может быть естественным, когда извлекаемая из пластов нефть замещается пластовой водой – контурной или подошвенной, подпирающей нефть, и искусственным, когда нефть из пластов вытесняют водой нагнетаемой с поверхности или других водоносных пластов через специальные скважины. Различие между этими видами заводнения нефтяных скважин могут быть очень большими, но выражаются они одними и теми же показателями:

– коэффициент дренирования залежей (η_др.),

– коэффициент охвата пластов заводнением (η_охв.),

– коэффициент вытеснения нефти водой из пористой среды (η_выт.).

Этих трех показателей достаточно для полной характеристики эффективности заводнения любого нефтеносного пласта, в целом – нефтеотдачи пласта, как произведения трех указанных коэффициентов и отдельных элементов ее при детальном изучении. При этом в каждый коэффициент вкладывается следующий физический и гидродинамический содержательный смысл.

Коэффициент дренирования залежей (η_др.) – определяет долю их общего нефтенасыщенного объема, в котором обеспечена фильтрация жидкостей данной системой скважин (V_дрен.), и выражается отношением:

Коэффициент охвата пластов заводнением (η_охв.) определяет долю объема дренируемого нефтенасыщенного пласта, охваченного (занятого) водой (V_зав.) и выражается отношением:

Коэффициент вытеснения нефти водой из пористой среды (η_выт.) определяет степень замещения нефти водой в пористой среде и выражается отношением:

где σ_св – начальная насышенность пористой среды водой,

σ_н.ост – остаточная нефтенасыщенность пористой среды в зоне, занятой водой.

На показатели эффективности заводнения влияют следующие факторы:

I на коэффициент дренирования залежей:

1. Расчлененность, прерывистость, сбросы пластов.

2. Условия залегания нефти, газа и воды в пластах.

3. Размещение добывающих и нагнетательных скважин относительно границ выклинивания пластов.

4. Состояние призабойных зон пластов, как следствие качества вскрытия и изменения при эксплуатации.

II на коэффициент охвата пластов заводнением:

1. Макро неоднородность пластов (слоистость, зональная изменчивость свойств).

2. Трещиноватость, кавернозность (тип коллектора).

3. Соотношение вязкостей нефти и вытесняющего рабочего агента.

III на коэффициент вытеснения нефти водой:

1. Микро неоднородность пористой среды по размеру пор и каналов (средняя проницаемость).

2. Смачиваемость поверхности пор, степень гидрофильности и гидрофобности среды.

3. Межфазное натяжение между нефтью и вытесняющей водой.

Знание всех перечисленных факторов и степень их влияния на эффективность заводнения месторождения, очень важно на стадии прогноза заводнения, для обоснования методов повышения нефтеотдачи, систем размещения скважин и технологий извлечения остаточных запасов нефти.

Для успешного применения того или иного метода извлечения остаточных запасов следует точно знать, за счет какого показателя, в какой мере и за счет какого фактора снизилась эффективность заводнения.

Универсальных методов увеличения нефтеотдачи пластов вообще нет, и, по-видимому, не будет и в будущем. Поэтому методы увеличения извлечения остаточных запасов нефти из заводненных пластов должны подбираться и обосновываться (с точки зрения системы и технологии) исходя из основных факторов, снижающих показатели эффективности заводнения.

Большая часть из этих факторов относится к категории управляемых.

К числу управляемых факторов относятся:

– размещение добывающих и нагнетательных скважин относительно границ выклинивания;

– состояние призабойных зон пластов вследствие качества вскрытия и изменения при эксплуатации;

– соотношение вязкостей нефтей и вытесняющей воды;

– межфазное натяжение между нефтью и вытесняющей водой;

– смачиваемость поверхности пор (гидрофильность, гидрофобность).

К неуправляемым факторам, влияющим на показатели эффективности заводнения, относятся:

– расчлененность, прерывистость, сбросы пластов;

– условия залегания нефти, газа и воды в пластах;

– микронеоднородность пластов (слоистость, зональная изменчиваемость свойств);

– тип коллектора;

– микро неоднородность пористой среды по размеру пор и каналов, средняя проницаемость.