После разведки, бурения и освоения скважина переходит в режим нормальной эксплуатации, и месторождение переходит в стадию разработки. Исходя из потребностей месторождения, целью является максимизация извлечения подземной нефти на поверхность, повышение дебита скважин и нефтеотдачи, а также рациональная разработка пласта для достижения высокой и стабильной добычи. Это называется нефтеотдачей.
1. Путь добычи сырой нефти:
Нефтяной пласт - Прискважинная зона - Траектория перфорации - Внутренняя часть ствола скважины - Устройство для искусственного подъёма - Нефтепровод - Устье скважины - Фонтанная арматура - Наземная линия - Узел учёта - Нефтегазовый сепаратор - Сеть нефтепроводов
2. Распространенные методы добычи нефти:
1) Текущее восстановление:
При фонтанировании нефть извлекается на поверхность за счёт упругой энергии пласта. В основе фонтанирования лежит, главным образом, расширение растворённых в нефти газов при снижении давления. В системе добычи нефть движется естественным образом, преодолевая силу тяжести и сопротивление потоку за счёт энергии давления пласта. Искусственная энергия не требуется, что делает фонтанирование самым простым, удобным и экономичным методом добычи нефти.
2) Искусственный подъем:
Искусственный подъём нефти — это метод искусственного добавления энергии к забою нефтяной скважины для подъёма нефти из пласта к устью скважины. По мере увеличения общего количества добываемой нефти пластовое давление снижается. На нефтяных месторождениях, разрабатываемых путём закачки воды, процент добываемой скважиной воды постепенно увеличивается, что увеличивает удельный вес жидкости. Обе эти ситуации постепенно снижают производительность скважины. Для увеличения добычи используется искусственный подъём нефти (также известный как механическая добыча нефти). Это основной метод добычи нефти на нефтяных месторождениях, особенно на поздних стадиях разработки месторождений. Два метода — это насосный и газлифтный. Насосные агрегаты обычно используются на наземных нефтяных месторождениях, в то время как электропогружные насосы обычно используются на шельфе. Винтовые насосы часто используются для скважин, добывающих песок или тяжёлую нефть. Другие распространённые методы включают струйные насосы, газлифт и плунжерные насосы.
3. Методы интенсификации притока нефтяных и газовых скважин:
Методы интенсификации притока в нефтяные и газовые скважины – это технические мероприятия, направленные на увеличение производительности нефтяных скважин (включая газовые) и водопоглощающей способности водонагнетательных скважин. К наиболее распространённым методам относятся гидроразрыв пласта (ГРП) и кислотная обработка, а также взрывные скважины и обработка растворителями.
1) Гидроразрыв пласта:
Гидравлический разрыв пласта (ГРП) подразумевает закачку в скважину высоковязкой жидкости разрыва со скоростью, превышающей поглощающую способность пласта, что приводит к повышению забойного давления и гидроразрыву пласта. По мере непрерывной закачки жидкости разрыва трещины проникают глубже в пласт. Жидкость разрыва должна содержать определённое количество проппанта (в основном песка), чтобы предотвратить смыкание трещин после остановки насоса. Трещины, заполненные проппантом, изменяют характер течения нефти и газа в пласте, увеличивая площадь проницаемости и снижая гидравлическое сопротивление, тем самым экспоненциально увеличивая дебит нефтяных скважин. Недавний всплеск популярности сланцевого газа в мировой нефтяной промышленности является результатом стремительного развития технологии гидроразрыва пласта!
2) Кислотная обработка нефтяных скважин:
Кислотная обработка нефтяных скважин обычно подразделяется на две категории: солянокислотная обработка карбонатных пластов и кислотная обработка грунтов песчаниковых пластов. Солянокислотная обработка карбонатных пластов включает реакцию карбонатных пород, таких как известняк и доломит, с соляной кислотой с образованием водорастворимого хлорида кальция или хлорида магния, что повышает проницаемость пласта и эффективно повышает производительность скважины. В условиях пластовой температуры соляная кислота быстро реагирует с породой, и большая её часть расходуется вблизи забоя скважины, что препятствует её глубокому проникновению в нефтяной пласт, что влияет на эффективность кислотной обработки.
Кислотная обработка грунтов песчаниковых пластов: основными минеральными компонентами песчаника являются кварц и полевой шпат. Цементирующими материалами в основном являются силикаты (например, глина) и карбонаты, которые растворимы в плавиковой кислоте. Однако реакция плавиковой кислоты с карбонатами может привести к образованию осадка фторида кальция, что отрицательно сказывается на добыче нефти и газа. Песчаник обычно обрабатывают смесью 8–12% соляной кислоты и 2–4% плавиковой кислоты, чтобы избежать образования осадка фторида кальция.
Концентрация плавиковой кислоты в кислоте почвы не должна быть слишком высокой, чтобы избежать повреждения структуры песчаника и аварий с выносом песка. Чтобы предотвратить неблагоприятные реакции между ионами кальция и магния в пласте и плавиковой кислотой, а также другие потенциальные проблемы, пласт следует предварительно обработать соляной кислотой перед закачкой почвенной кислоты. Диапазон предварительной обработки должен быть больше диапазона обработки почвы кислотой. В последние годы была разработана технология самогенерируемой почвенной кислоты. Метилформиат реагирует с фторидом аммония в пласте с образованием плавиковой кислоты, которая действует внутри высокотемпературного нефтяного слоя глубокой скважины, улучшая эффект обработки почвы кислотой, тем самым увеличивая производительность нефтяной скважины.