Заводнення

Заводнення покладів: а — законтурне; б — приконтурне; в — з розрізанням на окремі площі; г — блокове; ґ– осьове; д — кільцеве; е — центральне; є — осередкове

Заводнення (рос. заводнение, англ. flooding, Water Injection, нім. Fluten n, Wasserfluten n) — спосіб впливу на пласт при розробці нафтових родовищ, при якому підтримка і відновлення пластового тиску і балансу енергії здійснюються закачуванням води.

Загальний опис

Заводнення забезпечує високі темпи видобутку нафти і порівняно високий ступінь видалення нафти (до 70 %). Як робочий аґент використовуються води водоймищ (річки, моря, озера), глибинних водоносних горизонтів, пластові води, а також розчини ПАР, полімерів, діоксиду вуглецю і лугів, що характеризуються підвищеними нафтовитіснювальними властивостями.

Заводнення — найінтенсивніший і економічно ефективний спосіб впливу на нафтовий пласт. Дозволяє зменшити число нафт. свердловин, підвищити їх дебіти, знизити собівартість нафтовидобутку.

У залежності від розташування нагнітальних свердловин розрізняють:

• позаконтурне заводнення (свердловини розташовують за межами нафтоносної частини продуктивного пласта по периметру покладу);
• приконтурне заводнення (свердловини бурять у водонафт. зоні пласта між внутр. і зовн. контурами нафтоносності);
• внутрішньоконтурне заводнення (воду закачують безпосередньо в нафтонасичену частину пласта);
• комбіноване заводнення, ASP-заводнення  — alkaline-surfactant-polymer flooding

Заводнення нафтового (газового) пласта

Заводнення нафтового (газового) пласта (рос. заводнение нефтяного (газового) пласта; англ. flooding of an oil (gas) reservoir; нім. Fluten n von Erdöl– und gasführenden Flözen n) — поступове заповнення нафтового (газового) пласта водою того ж пласта, що знаходиться за контуром нафтоносності (газоносності), внаслідок виснаження пласта в процесі розробки; заповнення нафтового (газового) пласта водою, що проникає з інших пластів внаслідок низької якості цементування свердловини під перепадом тиску. Штучне заводнення здійснюється для підтримування пластового тиску.

Коефіцієнт заводнення — відношення об'єму промитої частини пустотного простору продуктивного пласта, охопленого процесом витіснення, до загального об'єму пустот цього простору, початково насиченого нафтою.

Практичні аспекти застосування заводнення

Найчастіше застосовуються кілька систем заводнення нафтових покладів: позаконтурне, внутрішньоконтурне, вибіркове і комбіноване. Законтурне заводнення застосовується при закачуванні води в нагнітальні свердловини, розташовані у позаконтурній частині родовища. При внутрішньоконтурному заводненні родовище розділяється рядами нагнітальних свердловин на окремі блоки самостійної розробки, і нафта витісняється під впливом напору води, що нагнітається. Вибіркове (майданне) заводнення особливо ефективно при розробці малопроникних пластів. Поліпшення поточних показників розробки родовища і підвищення ефективності кінцевої нафтовіддачі пластів найбільшою мірою досягається при внутрішньоконтурному заводненні, що зумовило його широке застосування у всіх нафтовидобувних районах.

Шляхи підвищення ефективності заводнення

На нафтових родовищах широко застосовують заводнення як засіб підтримання пластового тиску і штучного відтворення найсприятливішого з точки зору нафтовіддачі водонапірного режиму витіснення. Заводнення дозволило значно підвищити нафтовіддачу покладів (порівняно з режимом розчиненого газу). Проте на сьогодні звичайне заводнення практично вичерпало свої можливості і для підвищення його ефективності застосовуються нові, більш досконалі його види. Теоретичні задачі видобування базуються на пошуках і обгрунтуванні найефективніших регульованих параметрів процесу заводнення. До них належать: швидкість (тиск) нагнітання води в поклад, поверхневий натяг води на межі з нафтою, її змочувальні властивості, в'язкість, густина і температура. Завдання полягає у виборі регульованих технологічних характеристик процесу заводнення з урахуванням особливостей специфіки геологічно-фізичних характеристик кожного покладу таким чином, щоб забезпечувались максимальні значення коефіцієнтів витіснення і охоплення пластів впливом. Конкретні заходи, які сприяють підвищенню ефективності заводнення, випливають з аналізу факторів, що впливають на коефіцієнти витіснення і охоплення. Зменшення капілярних сил і підвищення миючих властивостей води сприяють збільшенню коефіцієнта витіснення. Тому для поліпшення якості води, що нагнітається в неї добавляють водорозчинні поверхнево-активні речовини (ПАР), які сприяють зниженню поверхневого натягу (σ) води на межі з нафтою і поліпшують її змочувальні і миючі властивості. Якість їх як добавок до води характеризується кількома основними показниками — поверхневою активністю на межі розділу нафту — вода, ступенем граничної адсорбції на поверхні мінералів пласта, залишковим поверхневим натягом нафти на межі з водою при підвищених концентраціях ПАР у воді, швидкістю дифузії і деякими іншими (біорозкладання в аеробних умовах, здатність до десорбції, емульгуючі властивості і т. ін.). Добавка ПАР до води, що нагнітається може сприяти підвищенню коефіцієнта витіснення на 5 — 6 %.

Недоліком ПАР як засобів підвищення нафтовіддачі є їх значна адсорбція на поверхні мінералів. Для ПАР типу ОП-10 гранична адсорбція на кварцевому піску досягає 0,69 мг на 1 г породи. Тому при нагнітанні, наприклад, в розрізаючий ряд свердловин навіть з підвищеною концентрацією ПАР вони осідають на стінках порових каналів позаду фронту витіснення і нафта вимивається водою, яка практично не містить поверхнево-активних компонентів.

Якість води, що використовується для заводнення

Вимоги до води, що використовується для закачування в нафтовий поклад, щодо хімічної сумісності з пластовою водою і стабільності складу; відсутності мікроорганізмів; підвищеної нафтовитіснювальної здатності; мінімального вмісту нафтопродуктів і механічних домішок, які знижують приймальність нагнітальних свердловин; корозійної пасивності; мінімальних витрат на очищення і підготовку води.

Дослідження води, яку використовують для заводнення включає: — визначення загального вмісту завислих частинок і їх гранулометричний склад; — визначення температури; — аналіз складу і кількості бактерій; — визначення вмісту вуглеводнів; — дослідження корозійного складу води; — визначення електропровідності; — дослідження можливості сумісного використання морської і пластової води для закачування, і характеру хімічних реакцій, які приводять до утворення осадків (іонів Са⁺⁺, Mg⁺⁺, Sr⁺⁺ і S0₄).

Значення рН води, яку закачують повинна бути в межах 4,5-8,5.

Використання пін і емульсій

При введенні в пласт облямівок з пін і емульсій скорочується рухливість води, що нагнітається, зменшується водопроникність неоднорідного пласта, зростає коефіцієнт охоплення його впливом ηох. Піни, приготовлені із застосуванням ПАР-піноутворювачів, при нагнітанні в неоднорідне пористе середовище в початковий період рухаються в найбільш проникних напрямках, знижуючи провідність порід і вирівнюючи її з провідністю в інших напрямках. У результаті цього збільшується коефіцієнт охоплення пластів впливом. Затиснутий у порах газ сприяє зниженню фазової проникності пористого середовища для води. Аналогічний механізм збільшення нафтовіддачі у процесі нагнітання в пласт емульсій нафти в розчинах лугів і ПАР.

Див. також

Метод заводнення Блокове заводнення Бар'єрне заводнення Вибіркове заводнення Внутрішньоконтурне заводнення Законтурне заводнення Міцелярне заводнення Полімерне заводнення Потоковідхилюючі методи заводнення

Метод циклічного заводнення Заводнення з розрізанням на окремі площі Заводнення кільцеве Заводнення осередкове Заводнення осьове Склепінне заводнення Площове заводнення

Міжпластові перетоки Лужне заводнення Витіснення нафти діоксидом вуглецю Витіснення нафти розчинниками і газами високого тиску Витіснення нафти гарячою водою і паром Гідродинамічні методи підвищення нафтовилучення

Література

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
• Качмар Ю. Д. Інтенсифікація припливу вуглеводнів у свердловину / Ю. Д. Качмар, В. М. Світлицький, Б. Б. Синюк, Р. С. Яремійчук. — Львів: Центр Європи, 2004. — 352 с. — Кн. І.
• Качмар Ю. Д. Інтенсифікація припливу вуглеводнів у свердловину / Ю. Д. Качмар, В. М. Світлицький, Б. Б. Синюк, Р. С. Яремійчук. — Львів: Центр Європи, 2004. — 414 с. — Кн. ІІ.
• Білецький В. С. Основи нафтогазової справи / В. С. Білецький, В. М. Орловський, В. І. Дмитренко, А. М. Похилко. — Полтава; Київ : ПолтНТУ; ФОП Халіков Р. Х, 2017. — 312 с. — ISBN 978-617-7565-05-4.
• Українська нафтогазова енциклопедія / за загальною редакцією В. С. Іванишина. — Львів : Сполом, 2016. — 603 с. : іл., табл. — ISBN 9789669191403.
• Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу: у 2-х томах. — Київ : Міжнародна економічна фундація, 2004. — Т. 1: А–К. — 560 с.
• Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу: у 2-х томах. — Львів : Апріорі, 2006. — Т. 2: Л–Я. — 800 с.