Направления и фазы развития методов увеличения нефтеотдачи пластов

 

Развитие методов извлечения нефти из недр как и любого дру­гого технологического процесса происходит в двух направле­ниях — по горизонтали и по вертикали. Движение технологиче­ского процесса по горизонтали происходит за счет его усовершен­ствований, повышающих эффективность или улучшающих эконо­мические показатели, но не изменяющих основы, механизм процесса. Примером длительного движения технологического про­цесса разработки нефтяных месторождений по горизонтали слу­жит искусственное заводнение пластов. С момента появления этого процесса вытеснения нефти в 40-х годах до настоящего вре­мени, т. е. более 30 лет, происходит его развитие — усовершенствуется система размещения нагнетательных и добывающих сква­жин, улучшаются технология (режим) нагнетания воды в пласты, условия эксплуатации скважин, развиваются способы контроля и регулирования добычи нефти, заводнения пластов и др.

Все эти мероприятия существенно повышают эффективность заводнения нефтяных залежей без изменения его основы. Разви­тие технологии по горизонтали происходит на основе анализа опыта и результатов на протяжении всего периода применения от нововведения до инженерной практики, когда возникает необ­ходимость перехода на качественно новую технологию. Специ­альных теоретических и поисковых исследований для этого не тре­буется.

Научно-технический прогресс любой отрасли, в том числе и до­бычи нефти, определяется движением технологии по вертикали, которое характеризуется переходом технологии на качественно новую ступень, более высокую по эффективности и отличающуюся от предшествующей механизмом процесса. Большая часть извест­ных новых методов увеличения нефтеотдачи пластов по своему механизму принципиально отличается от обычного заводнения и действительно представляет собой движение технологии разра­ботки нефтяных месторождений по вертикали. Методы вытесне­ния нефти мицеллярными растворами, углекислым газом за счет внутрипластового горения, а также паром характеризуются совер­шенно иными, значительно более сложными и качественно более эффективными процессами, чем заводнение. Методы же вытеснения нефти водными растворами ПАВ, полимеров, щелочей и водогазо-выми смесями являются улучшенными модификациями заводнения нефтяных залежей, поскольку они основаны на простом улучшении вытесняющих свойств воды, хотя также сопровождаются сложными процессами адсорбции, деструкции молекул, изменением фазовых проницаемостей и пр.

Развитие технологии извлечения нефти по вертикали проходит следующие обязательные фазы — этапы.

 

 

Поиск	Изучение физико-химических, гидрогазотермодинамических явлений и микропроцессов
Воплощение	Определение условий вытеснения нефти, воздей­ствия на нефть и пористую среду
Научная демонстрация	Доказательство эффективности процесса вытесне­ния нефти на моделях пластов
Разработка	Изучение механизма процесса и влияния различ­ных факторов на его эффективность
Опытный образец (показа­тельный опыт)	Демонстрация реализуемости процесса и техно­логического эффекта в промысловых условиях на месторождении
Проектирование	Создание математических моделей, методов про­ектирования. Изучение технологии
Промышленные испытания	Определение технологической и экономической эффективности процесса в различных геолого-фи­зических условиях. Обоснование оптимальной технологии и систем разработки
Технико-экономическое обос­нование	Определение масштаба, перспектив применения и потребных материально-технических средств
Материально-техническое обе­спечение	Задания на производство химических продуктов, техники, оборудования. Включение в планы смеж­ных отраслей
Инженерная практика	Промышленное внедрение процесса на месторо­ждениях. Обоснование методов регулирования и модификаций

 

Для нормального развития технологии и уменьшения риска неэффективных затрат на применение новой технологии в прин­ципе невозможно изменить указанный порядок фаз (этапов) или сократить их число. Требуется именно такая последовательность этапов развития любой принципиально новой технологии — от поиска до промышленного внедрения. Все попытки сократить или ускорить их прохождение неизбежно ведут к ущербу их изучения и освоения. Первые три фазы развития принципиально новых тех­нологий принято относить к фундаментальным исследованиям, следующие три фазы — к прикладным исследованиям, а после­дующие три — к так называемой разработке технологий.

Продолжительность полного цикла развития новой технологии разработки нефтяных месторождений от появления идеи до про­мышленного применения достигает 15—20 лет. Так было, напри­мер, с технологией заводнения нефтяных месторождений, внутри­пластового горения, мицеллярно-полимерного заводнения и др. Подобная продолжительность полного цикла развития технологий разработки нефтяных месторождений обусловлена большой инерт­ностью, сложностью перестройки нефтяной промышленности на новые процессы и трудностью создания необходимой материально-технической базы для них. Промышленное внедрение новых тех­нологий разработки нефтяных месторождений возможно только на основе развитой индустрии. Смежные отрасли промышленности (нефтехимическая, машиностроительная, металлургическая и др.) должны быть способными производить в огромных масштабах сложные, высококачественные химические продукты, технику, обо­рудование и приборы.

В приведенной последовательности фаз особенно важное зна­чение имеют показательный опыт и промышленные испытания методов, которые проводятся с двумя целями.

1. Обоснование оптимальной технологии для промышленного
применения методов на конкретных месторождениях. Эту цель
можно достигнуть при соблюдении порядка испытания и внедре­
ния методов.

2. Определение области возможного применения методов, фи­
зико-геологических и технологических критериев применимости
и прогнозирования масштабов применения для своевременного
создания материально-технической базы. Эту цель можно дости­
гнуть при достаточно большом числе опытов, проведенных в раз­
ных геолого-физических и технологических условиях.