Нагнітання газу в нафтовий пласт

Вперше в промисловому масштабі цей метод був застосований в США в 1903 р. біля м. Маріета, штат Огайо, більш широко починаючи з 1941 р. Але цей метод був запропонований І.Н. Стрижовим ще в 1900 р.

Метод полягає в нагнітанні робочого агента через рівномірно розташовані нагнітальні свердловини і витісненні залишкової нафти в експлуатаційні свердловини. Таким чином, кожна нагнітальна свердловина є центром підвищеного тиску в оточуючому її полі нагнітання.

На даний час застосовують головним чином два основних методи:

1) закачку газу або повітря в підвищену частину пласта;

2) площадну закачку газу або повітря в пласт через рівномірно розташовані по площі пласта нагнітальні свердловини.

Закачку газу (повітря) в підвищені зони пласта проводять при наступних умовах:

- високій проникності колектора;

-слабкому надходженню в пласт контурної води і значному зниженні пластового тиску, коли неможливо здійснити законтурне заводнення;

-недостатньому надходженні в пласт контурної води, коли можна проводити одночасно закачку газу в головну частину і води в законтурну частину пласта;

- низькій газонасиченості нафтової частини пласта;

- кутах падіння пластів більше 10º;

-великій глинистості пласта, коли закачка води протипоказана.

Площадну закачку газу застосовують:

1) для пластів з пониженою проникністю з метою посилення дії нагнітальних свердловин на експлуатаційні;

2) для пластів з низькою газонасиченістю при неефективному напорі крайових вод;

Здійснюючи технологічну схему закачки газу, виконують наступне:

1) при закачці робочого агента в підвищені зони пласта, нагнітальні свердловини розташовують в найбільш припіднятій частині пласта. Кількість газу, який закачують в пласт, визначають відповідно відбору нафти і газу з пласта, а також швидкості просування контурної води, якщо вона спостерігається. Кількість агента, який закачується в пласт, повинна бути не менша, ніж відбір рідини і газу з свердловин. Всі розрахунки об’єму агента, який закачується і об’єму видобувної нафтової суміші приводять до пластових умов.

2) при площадній закачці робочого агента, нагнітальні свердловини розміщують рівномірно по площі пласта, в центрах розташування груп експлуатаційних свердловин. Число нагнітальних свердловин визначають в залежності від проникності пласта і поглинальної здатності свердловин. Зазвичай, на одну нагнітальну свердловину повинно припадати від трьох до восьми експлуатаційних свердловин.

Одним з показників ефективності процесу є величина газового фактора. При газовому факторі більше 3000 м³/т ефективність процесу значно знижується. Закачка газу дозволяє збільшити нафтовіддачу з пласта на 5-25%, по відношенню до нафтовіддачі при первинних методах.

Для нагнітання може бути використане також повітря, але при цьому можуть протікати наступні процеси:

1) змішуючись з пластовим газом повітря погіршує його якості;

2) в суміші з пластовим газом повітря може утворити вибухову суміш, яка є небезпечною при вмісті газу в повітрі від 4 до 14%. Крім цього, повітря погіршує якість нафти, окислюючи її та підвищуючи її в’язкість і густину. Погіршуються також умови руху нафти в пласті. При наявності повітря можлива корозія підземного обладнання, особливо якщо в пласті міститься сірководень.

Не дивлячись на ці негативні причини повітря як робочий агент застосовується успішно.

Закачку газу в свердловину починають з невеликих об’ємів, щоб тиск нагнітання не перевищував пластового тиску більше, ніж на 20–25%. В подальшому кількість газу можна поступово збільшувати, в залежності від умов протікання процесу і дослідним шляхом встановлювати раціональний об’єм закачки. Робочий агент направляється в нагнітальні свердловини через розподільні будки, в яких встановлюють розходоміри для заміру об'єму закачки.

Нагнітання газу і повітря широко розповсюджене на багатьох промислах США, Західної України, Азербайджану.

Запаси залишкової нафти у виснажених пластах величезні. Цим і пояснюються пошуки і розробка нових вторинних методів дії на пласт, які могли б забезпечити повне вилучення нафти з надр.

За останні роки широкого поширення набули методи теплової дії на пласт. До їх числа відносяться: нагнітання в пласт гарячої води, перегрітої пари, а також створення і переміщення джерела згорання пластової нафти.

В Оклахомі (родовище Локо, США) з успіхом застосували підземне спалювання нафти в пластах, які містять дуже в'язку нафту (біля сотень і навіть тисяч сантипуазів), при цьому біля 15% нафти згорало і коксувалось, а біля 85% видобувалося. Метод підземного спалювання нафти в пластах застосовувався також на родовищах Кубанської западини і в інших нафтогазоносних областях Росії.

В США і в Росії були успішно використані в якості робочого агента піни, приготовані на воді і водних розчинах солі з використанням (від 0,2 до 1%) піноутворюючих поверхнево активних речовин. Внаслідок того, що піни мають високу в'язкість (більшу від нафти), вони показали високу ефективність у витісненні нафт різної в’язкості.

Цікаві експериментальні дані отримані по впливу мікроорганізмів на поклад нафти. В зонах контакту нафти з водою мікроорганізми, засвоюючи вуглець з нафти, руйнують її і в процесі життєдіяльності виділяють газ (проходить газифікація покладу нафти).