Заводнение

Технология заводнения включает в себя закачивание воды по нагнетательным скважинам в истощенный нефтяной коллектор (см. рис. 27.1). Его можно проводить как до, так и после полного истощения первоначального режима коллектора. Вода вытесняет некоторую часть оставшейся нефти в направлении эксплуатационных скважин. С помощью заводнения можно добыть от 5 до 50% оставшейся в коллекторе нефти.

Для закачки обычно используют добытый из скважины рассол, отделенный в сепараторах, а также очищенную воду из других источников. Вода должна быть совместима с нефтеносными пластами и не являться причиной реакций, снижающих проницаемость пород заводняемой формации. Взвешенные твердые частицы, которые могут перекрывать поры, предварительно удаляют фильтрацией. Органические вещества и слизеобразующие бактерии нейтрализуют с помощью биоцидов. Для предотвращения коррозии оборудования из воды удаляют кислород.

Воду в скважину либо закачивают под давлением, либо спускают из располагающихся выше (например, на холме) резервуаров под действием силы тяжести. Нагнетательные скважины могут быть пробурены в индивидуальном порядке или переоборудованы из эксплуатационных скважин (см. рис. 27.2).

В зависимости от схемы расположения скважин различают заводнение по геометрической сетке (площадное) и по линейному контуру (линейное заводнение). Обычно применяется пятиточечная схема площадного заводнения, при которой вокруг эксплуатационной скважины по вершинам квадрата располагаются нагнетательные (см, рис. 27.3а). Пятиточечная схема неодноратно повторяется на месторождении, и таким образом каждую эксплуатационную скважину окружают четыре нагнетательные, и наоборот: каждую нагнетательную — четыре эксплуатационные. При семиточечной схеме каждая эксплуатационная скважина окружена шестью нагнетательными (см. рис. 27.3б), а при обращенной семиточечной схеме каждая нагнетательная скважина окружена шестью эксплуатационными (см. рис. 27.3в). При линейном заводнении линии нагнетательных и эксплуатационных скважин чередуются, при этом возможна рядная (см. рис. 27.3г) либо шахматно-рядная система (см. рис. 27.3д). При законтурном заводнении нагнетательные скважины расположены по краям месторождения. Закачанная вода заставляет нефть двигаться вверх и к центру, в направлении эксплуатационных скважин.

Заводнение обычно становится экономически нецелесообразным и его прекращают, когда содержание воды в добываемых флюидах составляет 90—99%. Заводнение особенно эффективно в коллекторах с режимом растворенного газа, где с помощью первичной добычи удается извлечь относительно малое количество нефти. В некоторых случаях заводнение может продолжаться не менее двух лет, пока уровень добычи достигнет нужного значения. Такое время заполнения требуется для сжатия пузырьков газа в порах коллектора и их повторного растворения в остатках нефти.

Однако на многих нефтяных месторождениях коллектор не является однородным и заводнение теряет свою эффективность. Флюиды, в том числе вода, всегда перемещаются по пути наименьшего сопротивления. В коллекторе может присутствовать область высокой проницаемости, например пласт однородного песчаника либо пористого и трещиноватого известняка. По мере просачивания сквозь коллектор вода проходит по наиболее проницаемой зоне (зоне поглощения) и достигает эксплуатационной скважины, где происходит ее прорыв в скважину, После этого оставшаяся часть воды будет протекать также, минуя нефть, находящуюся в менее проницаемых участках породы. Чем быстрее произойдет прорыв воды в скважину, тем менее эффективным будет заводнение.

Сила тяжести тоже влияет на эффективность заводнения. Так как вода тяжелее нефти, она стремится протекать преимущественно у подошвы коллектора из-за гравитационного разделения. Это приводит к тому, что нефть остается нетронутой у кровли коллектора.

В одном из вариантов заводнения в скважины закачивают горячую воду, для того чтобы придать нефти большую текучесть. В воду можно добавлять полимеры (длинные, тяжелые молекулы в Виде цепочек), повышающие ее вязкость. Заводнение раствором щелочи предполагает добавление в воду химического реагента, например гидроксида натрия. Химический реагент взаимодействует с нефтью коллектора и повышает уровень нефтеотдачи.