Полимерное заводнение как метод борьбы с обводнением

Полимерное заводнение является одним из первых испытанных физико-химических методов воздействия на пласт, снижающих проницаемость водопроводящих каналов и способствующих повышению охвата пласта заводнением, и остается одним самых эффективных методов предотвращения обводнения на сегодняшний день. Полимерное заводнение заключается в добавлении полимера в воду для уменьшения ее подвижности. Получаемое увеличение вязкости, а также уменьшение проницаемости по водной фазе, которое происходит при использовании некоторых полимеров, является причиной более низкого отношения подвижностей. Как правило, полимерное заводнение бывает экономически выгодным только в тех случаях, когда отношение подвижностей при обычном заводнении высоко, неоднородность пласта большая или отмечается сочетание этих двух факторов [1-4].

Причины и пути преждевременного обводнения:

Отбор нефти может сопровождаться прорывами воды в добывающие скважины. Причинами прорывов являются:

• 1.    Проницаемостная зональная (по площади) и слоистая (по толщине пласта) неоднородность залежи.

• 2.    Вязкостная и гравитационная неустойчивость вытеснения; особенность размещения добывающих и нагнетательных скважин.

• 3.    Залегание подошвенной воды; наклон пласта, растекание фронта вытеснения; наличие высокопроницаемых каналов и трещин, особенно в трещиноватопористом коллекторе.

• 4.    Негерметичность эксплуатационной колонны и цементного кольца.

Эффективность применения метода.

Существует три способа применения полимеров в процессах добычи нефти:

• 1.    При обработке призабойных зон для улучшения рабочих характеристик нагнетательных скважин или обводненных добывающих скважин за счет блокирования зон высокой проницаемости.

• 2.    В качестве агентов, которые могут сшиваться в пласте, закупоривая зоны высокой проницаемости на глубине. Для осуществления этих процессов нужно, чтобы полимер закачивался с неорганическим катионом металла, который образует впоследствии поперечные связи между молекулами закачанного полимера и молекулами, уже связанными на поверхности породы.

• 3.    В качестве агентов, снижающих подвижность воды или уменьшающих отношение подвижностей воды и нефти. Первый способ не является истинным полимерным заводнением, т.к. в качестве агента, вытесняющего нефть, используется не полимер. Однако, большое количество проектов повышения нефтеотдачи за счет применения полимеров, попадают под п. 3.

Для осуществления метода, требуется предварительная промывка, которая создает нужные условия в пласте, закачка полимерного раствора, который регулирует подвижность, для того, чтобы добиться минимума проскальзывания воды, и вытесняющая жидкость (вода) для вытеснения раствора полимера и образующегося нефтяного вала в направлении добывающих скважин.

На промысле в качестве агентов полимерного заводнения в основном применяются: – ксантановая смола, гидролизованный полиакриламид (ГПАА), сополимеры акриловой кислоты и акриламида. Хотя только первые три фактически используются на промысле, существует много потенциально пригодных реагентов, и некоторые из них могут оказаться более эффективными, чем те, которые используются в настоящее время.

Методика разработки полимерного заводнения:

• 1.    Отбор пластов – кандидатов для заводнения. Для полимерного заводнения, пласт кандидат должен подходить по двум основным параметрам: температура и проницаемость.

• 2.    Выбор правильного способа. Это – регулирование подвижностей, регулирование профиля (улучшение профиля проницаемости в нагнетательных или добывающих скважинах) или комбинирование двух данных способов.

• 3.    Выбор типа полимера. Характеристики, которым должен отвечать полимер: хорошая загущающая способность; низкая степень удерживания; сдвиговая стойкость; химическая стойкость; биологическая стойкость; хороший перенос в проницаемой среде.

• 4.    Оценка требуемого количества полимера. Количество (общая масса в килограммах) которое необходимо для закачки, равно произведению размера оторочки, порового объема и средней концентрации полимера

• 5.    Разработка оборудования для закачки полимера. Тремя важными составляющими являются: оборудование для смешивания, фильтрации и закачки. Тип оборудования для смешивания зависит от полимера.

• 6.    Пластовые условия. Для применения метода необходимы следующие условия: оптимальная сетка размещения скважин и площадь дренирования, прихо-

• дящаяся на скважину; стратегия заканчивания скважин, распределение скважин, характеристика коллектора и допустимые скорости закачки.

Выводы и рекомендации. Увеличение коэффициента нефтеотдачи, получаемого в результате полимерного заводнения, это разница между суммарной фактически добытой нефтью и нефтью, которая могла быть добыта за счет непрекращающегося обычного заводнения. Поэтому для технического анализа проекта, значимо установить снижение нефтеотдачи в полимерном заводнении и точную скорость падения пластового давления при обычном заводнении.

По численному количеству промысловых проектов, полимерное заводнение является особо распространенным и эффективным, существующим методом повышения нефтеотдачи на сегодняшний день. Суть этого метода заключается в том, что, за исключением обычного заводнения, полимерное заводнение является самым простым методом для применения на промысле.

Успешный опыт применения полимерного заводнения показывает, что оно может эффективно применяться на месторождениях с обводненностью выше 95%, давая прирост КИН до 10%. Так же установлено, что полимеры с молекулярной массой от 10 до 18 млн. могут применяться в большинстве коллекторов, полимеры с большей молекулярной массой более эффективны в высокопроницаемых пластах, солестойкие полимеры с низкой молекулярной массой – в низкопроницаемых коллекторах.