- •Лекции по физике пласта. Лекция №1.
- •Предмет, задачи и специфики дисциплины «Физика пласта».
- •Методы исследования характеристик пласта:
- •Методы изучения пласта.
- •Лекция №2.
- •2. Типы взаимодействия пластов.
- •3. Пласт, как термодинамическая система
- •Виды гетерогенности.
- •Особенности твёрдой фазы.
- •Уровни неоднородности.
- •Лекция №3.
- •7. Гранулометрический анализ.
- •8. Глинистость пласта.
- •9. Окатанность.
- •10. Пористость нефтяного и газового пласта.
- •11. Типы коллекторов.
- •Лекция №4.
- •12. Количественные и качественные характеристики.
- •16. Условия совместной фильтрации.
- •17. Условия совместного движения трёх фаз.
- •Способы определения.
- •18. Обобщённый закон Дарси.
- •Лекция №6.
- •19. Структура внутрипорового пространства и её влияние на фильтрационные и ёмкостные свойства.
- •20. Модели проницаемости.
- •21. Формулы, связывающие коэффициент проницаемости и капиллярное давление.
- •Лекция №7.
- •22. Физика деформационных процессов в нефтегазовых пластах.
- •23. Объёмный коэффициент упругости пласта:
- •24. Эффективные напряжения.
- •25. Деформационная форма.
- •26. Реологические модели.
- •27. Пластическая деформация.
- •Лекция №8.
- •28. Прочность и разрушение породы.
- •29. Теория критических трещин Гриффитса.
- •30. Реологические свойства нефтегазовых пластов.
- •31. Поведение пласта при циклических нагрузках.
- •32. Волновые свойства нефтегазовых пластов.
- •Волны Ленда.
- •Лекция №10.
- •33. Тепловые процессы в нефтегазовых пластах.
- •34. Механизмы теплопередачи.
- •Кондуктивный перенос тепла;
- •Конвективный перенос;
- •Теплообмен, связанный с излучением.
- •Количественное описание переноса тепла.
- •QgrаdТ.
- •Коэффициенты, характеризующие тепловые свойства пласта.
- •Теплоёмкость:
- •Теплопроводность.
- •Температуропроводность.
- •Теплопередача.
- •Лекция №11.
- •35. Физическое состояние нефти и газа при различных условиях в залежи.
- •36. Состав и классификация природных нефтей и газов. Нефти.
- •37. Парциальные давления и объёмы. Основные законы.
- •Закон Дальтона
- •Закон Амага
- •38. Жидкие смеси, их состав. Идеальные и реальные газы.
- •Лекция №12.
- •39. Плотность природного газа и стабильного конденсата.
- •40. Вязкость газов и углеводородных конденсатов.
- •Лекция №13.
- •41. Фазовое равновесие в углеводородных системах.
- •Ткр.Эксп. Ткр.Расч.
- •42. Растворимость газов в нефти.
- •43. Давление насыщения нефти газом.
- •44. Коэффициент сжимаемости нефти. Объёмный коэффициент.
- •Коэффициент усадки.
- •45. Плотность и вязкость пластовой нефти.
- •46. Структурно-механические свойства нефти. Аномальные жидкости.
- •Старение нефти.
- •Лекция 15. Упруго пластические жидкости.
- •Вязкопластическая жидкость.
- •Степенная жидкость.
- •Вязкоупругая жидкость.
- •Лекция №16.
- •2. Адсорбционная вода;
- •3. Плёночная вода;
- •4. Свободная вода;
- •Физические свойства пластовых вод.
- •Плотность.
- •Тепловое расширение воды.
- •Вязкость воды.
- •Выпадение неорганических осадков из пластовых вод.
- •Лекция №17. Влияние термодинамических условий на выпадение солей. (продолжение к лекции №16).
- •Поступление на забой скважины вод из разных горизонтов.
- •49. Явления на поверхности раздела фаз.
- •Поверхностные натяжения.
- •Параметр смачивания и краевой угол смачивания.
- •Работа адгезии.
- •Теплота смачиваемости.
- •Лекция №17_1 Влияние термодинамических условий на выпадение солей. (продолжение к лекции №16).
- •Поступление на забой скважины вод из разных горизонтов.
- •49. Явления на поверхности раздела фаз.
- •Поверхностные натяжения.
- •Параметр смачивания и краевой угол смачивания.
- •Работа адгезии.
- •Теплота смачиваемости.
- •Лекция №18.
- •Ггидрофобизации, или адсорбции, пород.
- •50. Физические основы вытеснения нефти и газа из пластов.
- •Лекция №19.
- •51. Виды остаточной нефти и механизмы их образования.
- •51.1. Виды остаточной нефти и механизмы их образования.
- •Лекция №20.
- •5) Остаточная нефть, образовавшаяся в результате неустойчивого процесса вытеснения.
- •Лекция №21.
- •52. Способы оценки остаточной нефти.
- •Геофизические методы.
- •Методы Увеличения Нефтеотдачи (мун).
- •53. Техногенное изменение пласта по технологиям.
- •54. Физические принципы повышения продуктивности скважин.
- •Лекция №22.
- •54.1 Физические методы повышения продуктивности скважин.
Методы Увеличения Нефтеотдачи (мун).
При реализации различных методов повышения (увеличения) нефтеотдачи (МУН) происходит изменение количества остаточной нефти.
Эффективность повышения может быть определена следующим способом:
Э=(Sоrзав – SоrМУН)/Sоrзав,
где Sоrзав – остаточное нефтенасыщение при заводнении;
SоrМУН – остаточное нефтенасыщение при реализации МУН.
Реализация будет эффективной или неэффективной в зависимости от различных результатов эффекта (Э).
Таблица 2.
-
МУН
Эффект извлечения
Воздействие паром
30-60%
Внутрипластовое горение
15-25%
Заводнение+СО2
20-30%
Заводнение с использованием ПАВ
15-40%
Заводнение полимером
2-10%
Щелочное заводнение
2-5%
Воздействие ГРП даёт различные результаты. С точки зрения остаточной нефтенасыщенности ГРП повышает охват пласта воздействием. С точки зрения притока – происходит увеличение дебита за счёт площади притока, а изменения остаточной нефтенасыщенности эффект ГРП не меняет.
53. Техногенное изменение пласта по технологиям.
Изменение давления, температуры. См. предыдущие лекции.
54. Физические принципы повышения продуктивности скважин.
Общая ситуация в стране весьма плачевная, т.к. средний дебит составляет порядка 7.8 т/сут, а при определённой цене средний рентабельный дебит в мире – 10т/сут .
Факторы закрытия многих скважин:
-
Дармовые скважины от СССР;
-
Их нерентабельность.
В результате около 35000 скважин, которые могут давать продукцию, остановлены. Это 1/3 всех российских скважин.
Отсюда можно сделать вывод: это колоссальное количество, ведь во всём Газпроме около 7 тысяч скважин, а по нефтяным объектам 35 тысяч скважин простаивают.
Поэтому перед нами стоит проблема доведения скважин до кондиционных значений.
Основные причины снижения продуктивности с точки зрения физики пласта – техногенное снижение абсолютной проницаемости пласта и существенное снижение фазовой проницаемости пласта.
Одним из основных факторов снижения абсолютной проницаемости является засорение призабойной зоны механическими частицами;
Засорение приводит к тому, что поры пласта закупориваются частицами и происходит резкое снижение абсолютной проницаемости.
Существует много причин и механизмов возникновения частиц:
-
блокировка пласта частицами техногенных жидкостей (например, буровых растворов, жидкостей улучшения скважин, жидкостей ГРП и иные суспензии7);
-
Кроме того, источником являются частицы, содержащиеся в закачиваемой воде. Для поддержания пластового давления используют поверхностные воды, которые содержат поверхностные частицы.
-
Американские учёные установили, что концентрация поверхностных частиц должна быть 15 мг/л. Но если для примера взять старые районы Москвы, то там концентрация гораздо больше 15 мг/л.
Т.о. дополнительным источником твёрдых частиц являются ржавчина, старая краска, консистентная смазка и другие техногенные воздействия.
-
Воды, попадая в пласт, могут образовывать солевые частицы.
-
Есть частицы, которые образуются благодаря сульфатредуцирующим бактериям, которые в процессе жизнедеятельности закупоривают пласт.
Все вышеперечисленные факторы приводят к кольматации (закупорке) пласта. С точки зрения повышения нефтеотдачи пласт нужно декольматировать.
Существуют два механизма кольматации:
-
Сводообразующая кольматация, когда частицы образуют своды (мостики), которые перекрывают поровые каналы.
Критерием в этом случае является отношение rчаст/rкап. При определённом соотношении происходит потеря проницаемости пласта: rчаст/rкап2-3.
-
Кроме сводообразующей кольматации существует кольматация с образованием кольматированной пористой среды.
Образуются коагуляции частиц, являющиеся агрегатом для закупорки пор. Он характерен для частиц малого размера и распространён в глинистых коллекторах.
Помимо эффекта чисто механической
закупорки, в этом случае проявляются и
силы взаимодействия между отдельными
частицами. Эти силы определяются
электрическими, поверхностно-молекулярными
взаимодействиями.
Принципы декольматации в этих двух случаях различны. В первом случае, уничтожение сводообразования возможно механическим воздействием; во втором, помимо механических воздействий, связанных с закупоркой, нужны методы регулирования сил взаимодействия между частицами, а это возможно благодаря использованию физико-химических методов декольматации, и эти методы довольно эффективны.
(Продолжение в лекции №22).