Внутрипластовое горение

Процесс внутрипластового горения (ВГ) - способ разработки и метод повышения нефтеотдачи продуктивных пластов, основанный на использовании энергии, полученной при частичном сжигании тяжелых фракций нефти (кокса) в пластовых условиях при нагнетании окислителя (воздуха) с поверхности. Это сложное, быстро протекающее превращение, сопровождаемое выделением теплоты, используется для интенсификации добычи нефти и увеличения нефтеотдачи в основном на залежах нефти с вязкостью более 30 мПахс.

Основа горения - экзотермическая окислительно-восстановительная реакция органического вещества с окислителем. Для начала реакции необходим первичный энергетический импульс, чаще всего нагревание нефти. Поэтому процесс ВГ начинается с поджога некоторого количества нефти с помощью забойного нагревающего устройства. После образования устойчивого очага горения в пласт закачивают через нагнетательную скважину окислитель или смесь окислителя и воды. Кислород соединяется с топливом (нефтью), образуя С02 и воду с выделением тепла. Предварительно разогретая порода далее нагревает движущийся через нее окислитель до температуры выше воспламенения кокса и нефти. При нагнетании окислителя разогретая зона (очаг горения), температура которого поддерживается высокой за счет сгорания части нефтепродуктов, продвигается вглубь пласта. При этом часть пластовой нефти (10-15%) сгорает и выделяющиеся в результате горения газы, пар и другие горючие продукты сгорания, продвигаясь по пласту, эффективно вытесняют нефть из пласта. Процесс автотермический, т. е. продолжается непрерывно за счет образования продуктов для горения.

Различают два основных варианта внутрипластового горения - прямоточное и противоточное.

Прямоточное внутрипластовое горение - это процесс теплового воздействия на пласт, при котором фильтрация окислителя и распространение фронта горения происходит в направлении вытеснения нефти - от нагнетательной скважины к добывающей. Скорость движения фронта горения регулируется типом и количеством сгоревшей нефти и скоростью нагнетания воздуха.

Если же повышают температуру призабойной зоны добывающей скважины и очаг горения возникает в ее окрестности, то фронт горения распространяется к нагнетательной скважине, т. е. в направлении, противоположном направлению вытеснения нефти. Такой процесс называется противоточным горением. Он используется, как правило, только в том случае, если невозможно осуществить прямоточный процесс горения, например на залежах с неподвижной нефтью или битумом.

В процессе прямоточного горения температура и профиль насыщения флюидами в пласте развиваются согласно характерным зонам. Прямоточный процесс ВГ включает: выжженную зону, содержащую окислитель (воздух); зону горения, содержащую кокс; зону испарения (многофазную зону), содержащую пар, газы, воду, легкие углеводороды: зону конденсации, или трехфазную зону, содержащую нефть и газ; зону пласта, не охваченную воздействием (рис. 3.10).

ЗАО. Схема процесса прямоточного внутри пластового горения

Рис. ЗАО. Схема процесса прямоточного внутри пластового горения: а - температурные зоны в пласте, б - зоны распространения процесса;

  • 1 - нагнетательная скважина, 2 - добывающая скважина, 3 - выжженная зона, 4 - зона испарения, 5 - легкие углеводороды, 6 - нефтяной вал,
  • 7- зона конденсации, 8 - зона пара; 9 - фронт горения

При паротепловом воздействии нефтеотдача зависит от различных факторов (рис. 3.11)

Зависимость нефтеотдачи от различных факторов при паротепловом воздействии

Рис. 3.11. Зависимость нефтеотдачи от различных факторов при паротепловом воздействии: 1 -режим при естественной (пластовой) температуре;

  • 2 - снижение вязкости; 3 - термическое расширение; 4 - дистилляция;
  • 5 - газонапорный режим; 6 - изменение подвижности

Недостатки метода теплового воздействия заключаются в следующем:

  • • долговременность 2-3 недели;
  • • максимальное число воздействий паром составляет 3-5 циклов;
  • • эффект прогрева держится примерно 3^4 месяца;
  • • эффективность метода около 30-50 %.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >