Внутрипластовое горение в разработке нефтяных месторождений
Впервые метод внутрипластового горения начал применяться в ходе разработки месторождений нефти еще в 30-х годах XX столетия. Данная методология основывается на реакции окисления углеводородов, сопровождаемой выделением тепловой энергии. В качестве закачиваемого в пласт агента, обеспечивающего реакцию окисления, может применяться кислород, вода или углеводородный газ.
Цель применения метода внутрипластового горения состоит в интенсификации притока пластового флюида за счет изменения его технологических характеристик вследствие воздействия на пласт создаваемой зоны экзотермических реакций. При сжигании некоторой доли содержащейся в пласте нефти облегчается работа по добыче остального объема, а также увеличивается эффективность мероприятий по его извлечению.
Применение метода внутрипластового горения целесообразно при соблюдении ряда условий, которые включают требования к толщине пласта (она должна составлять более трех метров), глубине его залегания (не более двух километров), пористости (более 18%), проницаемости (свыше 100мД), нефтенасыщенности (более 30-35%) и вязкости нефти (свыше 10-2Па•с)
Комплекс мероприятий, применяемых в рамках реализации метода, начинается с бурения так называемой скважины-зажигательницы. После достижения необходимой глубины на забой такой скважины подается воздух (в некоторых случаях – иные газы). Воспламенение содержащейся в продуктивном пласте нефти может происходить как самопроизвольно, так и в результате применения специальных инструментов: например, забойного электронагревателя или зажигательных химических составов. В целях поддержания процесса горения и планомерного перемещения фронта горения по пласту воздух в скважину подается непрерывно.
В зависимости от направления перемещения фронта выделяется два вида внутрипластового горения: прямоточное и противоточное. В первом случае перемещение направлено от зажигательной скважины к добывающей, во втором – наоборот. Широкое применение нашел лишь метод прямоточного внутрипластового горения, второй тип используется крайне редко.
Помимо указанной классификации выделяются также сухое, влажное и сверхвлажное внутрипластовое горение. Сухой метод подразумевает использование в качестве источника горения так называемого нефтяного кокса, а при недостаточном уровне его содержания в пласте – за счет подачи через нагнетательную скважину углеводородного газа (например, метана). В зависимости от объема закачиваемой в скважину воды классифицируются влажный и сверхвлажный методы. Вода подается одновременно или поочередно с воздухом, образуя непосредственно перед линией фронта зоны насыщенного пара. При увеличении объема воды происходит частичное гашение зоны горения, обеспечивая возникновение экзотермических реакций и увеличение скорости перемещения фронта по сравнению с сухим и влажным методами.