Физические основы технологий снижения вязкости извлекаемых флюидов

Основные факторы и эффекты воздействия на пласты, обусловливающие максимальное извлечение нефти, в настоящее время достаточно хорошо известны. Очевидно, что максимальнаянефтеотдача в процессе разработки нефтяных месторождений требует проведения следующих мероприятий:

· введения в пласт энергии;

· снижения капиллярных сил за счет изменения смачиваемости и свойств нефти на контакте с другими фазами;

· увеличения эффективности вытеснения и охвата пласта при перемещении нагнетаемого рабочего агента с благоприятным соотношением вязкостей вытесняемой и вытесняющей жидкостей;

· блокирования прорывов вытесняющего агента к добывающим скважинам;

· физико-химического воздействия на ПЗП, обеспечивающего рост продуктивности добывающих и приемистости нагнетательных скважин.

"Холодное" массированное заводнение приводит к увеличению добычи нефти в начальный период воздействия за счет интенсивного отбора жидкости, а затем к прогрессивному росту обводненности. Причина снижения эффективности этой технологии обусловлена анизотропией проницаемости пород коллектора, особенностями залегания пластов, их выклиниванием, что способствует образованию застойных и тупиковых зон и стратиграфических ловушек, не дренируемых заводнением.

Более сложный тип остаточной нефти образуется в промытых водой интервалах продуктивного пласта за счет того, что по мере вытеснения происходит "отмыв" легких фракций, а взаимодействие нефти с закачиваемой водой приводит к изменению ее исходного химического состава и структуры, что ведет к повышению вязкости и градиента динамического напряжения сдвига. Образование нефти с аномальной вязкостью резко изменяет относительные фазовые проницаемости и уменьшает нефтевытесняющие свойства воды. Важной характеристикой оценки вытесняющих свойств воды является "фактор сопротивления"

R_ф =λ_в/ λ_н,

где λ_в и λ_н - коэффициент подвижности (мобильности) воды и нефти соответственно.

Коэффициент подвижности (мобильности) характеризуется отношением проницаемости породы к вязкости жидкости λ = k/μ.

Процессы увеличения нефтеотдачи достигаются различными, отличающимися друг от друга механизмами и методами воздействия на пласты. В их основе лежат следующие механизмы воздействия:

· использование упругих свойств породы и пластовых флюидов в сочетании с вытесняющими агентами, обеспечивающими межслойный по вертикали и по горизонтали массообмен;

· снижение энергии взаимодействия нефти с породой, снижение межфазных натяжений, повышение относительной фазовой проницаемости для нефти и охвата пласта вытеснением, регулирование вязкости и подвижности (мобильности) вытесняющего агента для повышения охвата пласта за счет снижения отношения подвижностей агента и нефти.

Современные технологии повышения нефтеизвлечения в той или иной степени базируются на применении или использовании заводнения. Условно их можно классифицировать на следующие основные группы:

· гидродинамические методы - изменение направлений фильтрационных потоков, создание высоких давлений циклического заводнения, форсированный отбор жидкости;

· физико-химические методы - заводнение с использованием веществ с высоким химическим потенциалом для снижения гидрофобных процессов, и также активных реагентов для внутрипластового потокоотклоняющего и водоизолирующего осадкообразования для повышения охвата воздействием;

· волновые и тепловые методы - вытеснение нефти заводнением с воздействием сейсмоакустики и теплоносителей;

· газовые методы - водогазовое циклическое воздействие, вытеснение нефти газом.