Дипломная работа (бакалавр/специалист) на тему Проблемы и перспективы применения физико-химических методов увлечения нефтеотдачи пластов.

Содержание:

Список используемых сокращений 5
Введение 6
Глава 1. Теоретические аспекты применения, проблем и перспектив развития физико-химических методов увеличения нефтеотдачи пластов 10
1.1 Обработка призабойной зоны: методы влияния на рост добычи нефти, дебиты добывающих скважин 10
1.2 Сущность, назначение, эффективность, достоинства и недостатки физико-химических методов увеличения нефтеотдачи пластов 22
1.2.1 Обработка соляной кислотой 22
1.2.2 Глино-кислотная обработка 24
1.2.3 Обработка кислотными эмульсиями 25
1.2.4 Обработка кислотными пенами-аэрированными кислотами с добавками ПАВ 25
1.3 Основные проблемы и перспектив развития физико-химических методов увеличения нефтеотдачи пластов 26
1.4 Использование технологий колтюбинга при увеличения нефтеотдачи пластов с помощью физико-химических методов 27
Выводы по первой главе 31
Глава 2. Перспективные направления увеличения нефтеотдачи пластов с помощью физико-химических методов 32
2.1. Применение и анализ эффективности использования химических реагентов для повышения эффективности обработок пластов 32
2.1.1. Замена соляной кислоты в глиноглинокислотных составах 32
2.1.2. Замена плавиковой кислоты в глиноглинокислотных составах 32
2.1.3. Последовательное закачивание нескольких глинокислотных составов 33
2.1.4. Использование гранулированного магния 34
2.1.5. Применение фторсодержащих кислотогенерирующих составов 35
2.1.6. Использование поверхностно-активных веществ 35
2.1.7. Употребление химических реагентов, стабилизирующих катионы трехвалентного железа 37
2.2. Использование колтюбинговых установок, как один из наиболее прогрессивных методов обработки пластов 37
Глава 3. Оценка эффективности физико-химических методов увеличения нефтеотдачи пластов 41
3.1 Оценка эффективности глиноглинокислотных обработок, проводимых на месторождении 41
3.2 Оценка технологической эффективности кислотной обработки с помощью колтюбинга 47
3.3 Расчет экономической эффективности 51
Выводы по третьей главе 58
Заключение 59
Список использованных источников 60

Введение:

В решении задач развития топливно-энергетической базы Российской Федерации, как нефтедобывающей страны, ведущее место отводится нефтяной промышленности. С каждым годом нефтедобывающая промышленность оснащается новым, более современным оборудованием. Основным направлением технического перевооружения является широкое внедрение в производство современных достижений науки и техники.
Особенностью нефтедобывающей промышленности является то, что наращивание объемов добычи нефти происходит за счет введения в эксплуатацию зарезервированных скважин и восстановления недействующего фонда скважин.
Также дальнейшее развитие нефтегазодобывающей промышленности связано с новым этапом, главными особенностями которого является необходимость вовлечения в разработку новых месторождений [1].
Постоянное совершенствование и внедрение новой техники и технологии в производство является основным фактором повышения эффективности производства. Ускорение научно-технического прогресса является главным рычагом улучшения всех показателей эффективности, таких как:
— производительность труда;
— материалоемкость;
— фондоотдача;
— уменьшение затрат на производство.
Все это позволяет достичь наибольшей экономии. Совершенствование технической основы производства выражается в масштабах и темпах технического прогресса, в применении новых, более эффективных орудий труда, создания высокопроизводительных машин и аппаратов, комплексной механизации и автоматизации производства.
В настоящее время в мире имеет место проблема увеличения нефтеотдачи пластов. Основная часть нефти извлекается из неоднородных, с высокой степенью расчлененности коллекторов. Часть нефти относится к так называемой «тяжелой» нефти, с высокой вязкостью и с высоким содержание различных нежелательных примесей. Наблюдается и рост обводненности продукции. Эти факторы предопределили низкий коэффициент извлечения нефти (КИН). Все это снижает рентабельность добычи нефти. Исходя из всего этого, поиск новых методов увеличения нефтеотдачи (МУН) является актуальной проблемой нефтегазовой отрасли.
Значимость методов по интенсификации добычи нефти кратно возрастает с вводом месторождений в разработку с малопродуктивными пластами. По опыту видно, что проблемы интенсификации возникают практически со вскрытия продуктивных пластов в процессе бурения скважин. Зачастую она решается применением качественных буровых растворов, соответствующих техник и технологических способов крепления скважин, обеспечивающих надежное разделение продуктивных пластов и исключающих вероятность их кольматации [3].
Другая, весьма важная проблема – это необходимость восстановления продуктивности скважин, которая, снижается в периоде их эксплуатации по самым различным причинам, например, отложение неорганических солей, высокомолекулярных компонентов нефти, образование стойких эмульсий и т.д.
Решение проблемы низкого коэффициента извлечения нефти представляется в применение методов повышения нефтеотдачи. Правильно подобранный метод под заданные условия месторожения, позволит вовлечь в разработку ранее не затронутые запасы.
Зачастую продуктивность скважин снижается в ходе нарушения технологий подземного ремонта скважин, а также при выполнении ремонтноизоляционных работ для ограничения притока воды из продуктивных пластов и т.п.
И, наконец, третья проблема – это увеличение коэффициента продуктивности скважины. Особую актуальность эта проблема получила в связи с необходимостью вовлечения в разработку месторождений с трудноизвлекаемыми запасами нефти. Решается она за счет применения гидропескоструйной перфораци, гидравлического разрыва пласта, и, с помощью различных вариаций глинокислотных обработок забоя скважины. Развиваются и другие способы воздействия на призабойную зону пласта с целью повышения коэффициента продуктивности скважин.
Тема настоящей выпускной квалификационной работы – «Проблемы и перспективы применения физико-химических методов увлечения нефтеотдачи пластов».
Цель настоящей работы – исследование основных сложностей и перспективных методов увлечения нефтеотдачи пластов с помощью физико-химических методов.
Исходя из сформулированной цели работы, в процессе ее выполнения необходимо решить следующие задачи:
– исследовать теоретические аспекты применения, проблем и перспектив развития физико-химических методов увеличения нефтеотдачи пластов;
– исследовать сущность, назначение, эффективность, достоинства и недостатки физико-химических методов увеличения нефтеотдачи пластов;
– произвести анализ использования технологий колтюбинга при увеличения нефтеотдачи пластов с помощью физико-химических методов;
– исследовать перспективные направления увеличения нефтеотдачи пластов с помощью физико-химических методов;
– рассмотреть особенности применения колтюбинговых установок, как один из наиболее прогрессивных методов обработки пластов;
– произвести оценку эффективности физико-химических методов увеличения нефтеотдачи пластов;
– оценить экономическую эффективность применяемых решений

Заключение:

Одной из важных задач нефтедобывающей промышленности в настоящее время является увеличение коэффициента нефтеотдачи и темпов разработки нефтяных залежей.
Для увеличения добычи нефти в скважинах исследуемого месторождения применяются соляно-кислотные, пенокислотные, термопенокислотные и гивпано-кислотные обработки.
Из проведённого анализа соляно-кислотных обработок установлено, что простые соляно-кислотные обработки наиболее эффективны в интервале обводнённости от 0 до 30%, пенокислотные до 40%, термопенокислотные до 25%, глинокислотные от 50 и до полного обводнения.
В результате применения ГКО достигается:
1) уменьшение отборов попутно добываемой воды;
2) увеличение дебита нефти – соляная кислота воздействует на низко- проницаемые нефтенасыщенные пропластки, создавая в них новые каналы дренирования и увеличивает размеры старых.
Проведён анализ успешности ГКО.
Перспективным направлением по повышению эффективности разработки коллекторов месторождений является проведение ГКО.
В экономической части посчитан экономический эффект от проведения соляно-кислотной обработки и получены следующие результаты: экономический эффект составил 3893476,4 долл. США, снижение себестоимости добычи 1 т нефти – 0,015 долл. США, прирост балансовой прибыли – 1085700 долл. США.
Таким образом, проведение ГКО можно рекомендовать как мероприятие, позволяющее улучшить технико-экономические показатели.

Фрагмент текста работы:

Нефтяные пласты – это сложные гидродинамические системы, которые насыщены несмешивающимися флюидами и неоднородны по структуре и , пористости.
Большинство современных методов увеличения нефтеотдачи направлены на устранение одной из причин снижения эффективности вытеснения нефтяных флюидов, а именно:
— капиллярное удержание нефти в порах;
— неблагоприятное соотношение подвижности вытесняющего агента и нефти;
— неоднородности продуктивных коллекторов.
Данные методы направлены на:
— повышение степени вытеснения нефтяных флюидов (применение газов, щелочи, ПАВ);
— повышение охвата пластов при вытеснении (применение полимерных растворов, различных газовых смесей, микробиологическое воздействие, гидродинамическое воздействие).
Основные факторы, которые влияют на степень охвата пластов при вытеснении, – это отношение вязкости нефти и воды, а так же степень неоднородности пластов.
Низкое соотношение вязкости и значительная степень неоднородности пластов могут приводить к возникновению неравномерностей продвижения фронтов воды по отдельным подпласткам. Как следствие, большие зоны могут оставаться не затронутыми процессами вытеснения.
Современными экспериментальными исследованиями определено и доказано, что степень эффективности нефтевытеснения водой в значительной степени зависит от отношения капиллярных и гидродинамических взаимодействий в обрабатываемой области вытеснения.
Стоит отметить, что на извлечение нефти ток же значительно влияют поверхностные явления – взаимодействие нефти и пористой среды в областях их контакта. Данный аспект приводит к тому, что в пласта, которые были промыты водой, еще содержится большое количество нефтяных флюидов. При этом коэффициент нефтеизвлечения составляет примерно 70-75%.
В соответствие с принятой в настоящее время классификацией методы повышения нефтеотдачи пластов подразделяют на несколько групп [2]:
— тепловые;
— газовые;
— физико-химические;
— гидродинамические.
Тепловые методы воздействия:
— паротепловые воздействия;
— внутрипластовые горения;
— вытеснение нефтяных флюидов нагретой водой;
— пароциклическая обработка скважины.
Газовые методы воздействия:
— применение двуокиси углерода;
— применение углеводородного газа;
— применение азота, дымовых газов и так далее.
Химические методы воздействия:
— использование водных растворов ПАВ;
— извлечение нефти с помощью растворов полимеров и других загущающих агентов;
— применение щелочных растворов;
— применение различных кислот;
— применение различных композиций химических реагентов;
— использование микробиологического воздействия на пласт.
Гидродинамические методов включают [6]:
— применение барьерного заводнения на газовых залежах;
— нестационарные заводнения;
— форсированный отбор жидкостей;
— применение ступенчато-термального заводнение.
Рассмотрим более подробно указанную классификацию.
Под газовыми методами понимаются такие методы повышения нефтеотдачи пласта, при которых при воздействии на пласт применяются углеводородный, углекислый, инертный либо дымовой газ, как в чистом виде, так и в сочетании с заводнением; растворители в комбинации с закачкой газа и воды.
Закачка углеводородного газа высокого давления и углеводородных растворителей. При закачке углеводородного газа в продуктивные пласты процесс вытеснения нефти может осуществляется в одном из следующих основных режимов: газовой репрессии, ограниченной и неограниченной взаимной растворимости [8].
Режим газовой репрессии характеризуется практически полным отсутствием массообмена между жидкой и газовой фазами. Вытеснение нефти осуществляется под действием гидродинамических сил при наличии области двухфазного потока. Коэффициент вытеснения нефтегазом из пористых сред при этом режиме, как правило, ниже коэффициента вытеснения нефти водой. Он реализуется, например, при вытеснении тяжелых, вязких нефтей метаном, когда давление вытеснения и газонасыщения нефти равны между собой.
Режим ограниченной взаимной растворимости характеризуется массобменом между жидкой и газовой фазами. Особенностью этого режима является наличие массопереноса, в результате чего образуется переходная зона. Состав и свойства жидкой и газообразной фаз в переходной зоне изменяются по длине при наличии двухфазного потока. Коэффициент вытеснения нефти при режиме ограниченной растворимости, как правило, превосходит коэффициент вытеснения нефти водой. Режим может быть реализован при вытеснении легких маловязких нефтей из глубоко залегающих залежей сухим и попутным газами.