Физические основы добычи нефти

Практически каждая нефтяная залежь обладает запасами природной пластовой энергии. Источником пластовой энергии являются энергия напора (положения) пластовой (контурной, подошвенной) воды и нефти; энергия упругой деформации жидкости (воды и нефти) и скелета породы и энергия расширения растворенного в нефти газа.

Пластовая энергия в процессе искусственного снижения пластового давления (депрессии) расходуется на преодоление сил вязкого трения при движении жидкости в пласте, гравитационных и капиллярных сил сопротивления. Нефть и газ могут перемещаться в пласте в результате проявления как одного, так и нескольких видов пластовой энергии одновременно. Движение нефти в пласте может осуществляться и за счет искусственной энергии нагнетаемой в пласт воды, газа и различных растворов при создании определенной репрессии — разности давления между нагнетаемым флюидом и пластовым.

Вследствие сложности процессов в пласте, отражающих как физико-химические, техногенные и гидродинамические факторы, так и напряженно-деформированное состояние коллектора, распространение получили комплексные методы воздействия на пласт.

Физическая сущность технологий повышения нефтеотдачи пластов базируется на основе следующих принципиальных направлений воздействия:

восполнение природной пластовой энергии, снижение вязкости флюидов и гидродинамических сопротивлений их течения;

управление и регулирование направления фильтрационных потоков.

При плоскорадиальном ламинарном течении приток однофазной жидкости в скважину описывается уравнением Дюпюи.

.

где h — мощность пласта; k — проницаемость пласта; - динамическая вязкость жидкости; R_к — радиус контура питания; r_пр — приведенный радиус контура; р_пл и р_з — пластовое и забойное давление соответственно.

Анализ уравнения показывает, что повышение или поддержание пластового давления (восполнение пластовой энергии), снижение динамической вязкости жидкости и фильтрационных сопротивлений (повышение проницаемости) является необходимым условием интенификации разработки нефтяных месторождений.

Забойное давление также является функцией управления притоком жидкости, но оно оказывает влияние, в основном, на реакции призабойной зоны.

Основой проектирования процессов повышения нефтеотдачи пластов является анализ факторов и механизма взаимодействия природных и техногенных явлений, влияющих на полноту извлечения нефти из коллекторов.