Заводнення

Заводнення забезпечує високі темпи видобутку нафти і порівняно високий ступінь видалення нафти (до 70 %). Як робочий аґент використовуються води водоймищ (річки, моря, озера), глибинних водоносних горизонтів, пластові води, а також розчини ПАР, полімерів, діоксиду вуглецю і лугів, що характеризуються підвищеними нафтовитіснювальними властивостями.

Заводнення — найбільш інтенсивний і економічно ефективний спосіб впливу на нафтовий пласт. Дозволяє зменшити число нафт. свердловин, підвищити їх дебіти, знизити собівартість нафтовидобутку.

У залежності від розташування нагнітальних свердловин розрізняють:

• позаконтурне заводнення (свердловини розташовують за межами нафтоносної частини продуктивного пласта по периметру покладу);
• приконтурне заводнення (свердловини бурять у водонафт. зоні пласта між внутр. і зовн. контурами нафтоносності);
• внутрішньоконтурне заводнення (воду закачують безпосередньо в нафтонасичену частину пласта);
• комбіноване заводнення, ASP-заводнення  — alkaline-surfactant-polymer flooding

Заводнення нафтового (газового) пласту (рос. заводнение нефтяного (газового) пласта; англ. flooding of an oil (gas) reservoir; нім. Fluten n von Erdöl– und gasführenden Flözen n) — поступове заповнення нафтового (газового) пласта водою того ж пласта, що знаходиться за контуром нафтоносності (газоносності), внаслідок виснаження пласта в процесі розробки; заповнення нафтового (газового) пласта водою, що проникає з інших пластів внаслідок низької якості цементування свердловини під перепадом тиску. Штучне заводнення здійснюється для підтримування пластового тиску.

Коефіцієнт заводнення — відношення об'єму промитої частини пустотного простору продуктивного пласта, охопленого процесом витіснення, до загального об'єму пустот цього простору, початково насиченого нафтою.

Найчастіше застосовуються кілька систем заводнення нафтових покладів: позаконтурне, внутрішньоконтурне, виборкове і комбіноване. Законтурне заводнення застосовується при закачуванні води в нагнітальні свердловини, розташовані у позаконтурній частині родовища. При внутрішньоконтурному заводненні родовище розділяється рядами нагнітальних свердловин на окремі блоки самостійної розробки, і нафта витісняється під впливом напору води, що нагнітається. Вибіркове (майданне) заводнення особливо ефективно при розробці малопроникних пластів. Поліпшення поточних показників розробки родовища і підвищення ефективності кінцевої нафтовіддачі пластів найбільшою мірою досягається при внутрішньоконтурному заводненні, що зумовило його широке застосування у всіх нафтовидобувних районах.

На нафтових родовищах широко застосовують заводнення як засіб підтримання пластового тиску і штучного відтворення найбільш сприятливого з точки зору нафтовіддачі водонапірного режиму витіснення. Заводнення дозволило значно підвищити нафтовіддачу покладів (порівняно з режимом розчиненого газу). Проте на сьогодні звичайне заводнення практично вичерпало свої можливості і для підвищення його ефективності застосовуються нові, більш досконалі його види. Теоретичні задачі видобування базуються на пошуках і обгрунтуванні найбільш ефективних регульованих параметрів процесу заводнення. До них належать: швидкість (тиск) нагнітання води в поклад, поверхневий натяг води на межі з нафтою, її змочувальні властивості, в'язкість, густина і температура. Завдання полягає у виборі регульованих технологічних характеристик процесу заводнення з урахуванням особливостей специфіки геологічно-фізичних характеристик кожного покладу таким чином, щоб забезпечувались максимальні значення коефіцієнтів витіснення і охоплення пластів впливом. Конкретні заходи, які сприяють підвищенню ефективності заводнення, випливають з аналізу факторів, що впливають на коефіцієнти витіснення і охоплення. Зменшення капілярних сил і підвищення миючих властивостей води сприяють збільшенню коефіцієнта витіснення. Тому для поліпшення якості води, що нагнітається в неї добавляють водорозчинні поверхнево-активні речовини (ПАР), які сприяють зниженню поверхневого натягу (σ) води на межі з нафтою і поліпшують її змочувальні і миючі властивості. Якість їх як добавок до води характеризується кількома основними показниками — поверхневою активністю на межі розділу нафту — вода, ступенем граничної адсорбції на поверхні мінералів пласта, залишковим поверхневим натягом нафти на межі з водою при підвищених концентраціях ПАР у воді, швидкістю дифузії і деякими іншими (біорозкладання в аеробних умовах, здатність до десорбції, емульгуючі властивості і т. ін.). Добавка ПАР до води, що нагнітається може сприяти підвищенню коефіцієнта витіснення на 5 — 6 %.

Недоліком ПАР як засобів підвищення нафтовіддачі є їх значна адсорбція на поверхні мінералів. Для ПАР типу ОП-10 гранична адсорбція на кварцевому піску досягає 0,69 мг на 1 г породи. Тому при нагнітанні, наприклад, в розрізаючий ряд свердловин навіть з підвищеною концентрацією ПАР вони осідають на стінках порових каналів позаду фронту витіснення і нафта вимивається водою, яка практично не містить поверхнево-активних компонентів.

Вимоги до води, що використовується для закачування в нафтовий поклад, щодо хімічної сумісності з пластовою водою і стабільності складу; відсутності мікроорганізмів; підвищеної нафтовитіснювальної здатності; мінімального вмісту нафтопродуктів і механічних домішок, які знижують приймальність нагнітальних свердловин; корозійної пасивності; мінімальних витрат на очищення і підготовку води.

Дослідження води, яку використовують для заводнення включає: — визначення загального вмісту завислих частинок і їх гранулометричний склад; — визначення температури; — аналіз складу і кількості бактерій; — визначення вмісту вуглеводнів; — дослідження корозійного складу води; — визначення електропровідності; — дослідження можливості сумісного використання морської і пластової води для закачування, і характеру хімічних реакцій, які приводять до утворення осадків (іонів Са⁺⁺, Мg⁺⁺, Sr⁺⁺ і S0₄).

Значення рН води, яку закачують повинна бути в межах 4,5-8,5.

При введенні в пласт облямівок з пін і емульсій скорочується рухливість води, що нагнітається, зменшується водопроникність неоднорідного пласта, зростає коефіцієнт охоплення його впливом ηох. Піни, приготовлені із застосуванням ПАР-піноутворювачів, при нагнітанні в неоднорідне пористе середовище в початковий період рухаються в найбільш проникних напрямках, знижуючи провідність порід і вирівнюючи її з провідністю в інших напрямках. У результаті цього збільшується коефіцієнт охоплення пластів впливом. Затиснутий у порах газ сприяє зниженню фазової проникності пористого середовища для води. Аналогічний механізм збільшення нафтовіддачі у процесі нагнітання в пласт емульсій нафти в розчинах лугів і ПАР.

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
• Білецький В. С. Основи нафтогазової справи / В. С. Білецький, В. М. Орловський, В. І. Дмитренко, А. М. Похилко. — Полтава; Київ : ПолтНТУ; ФОП Халіков Р. Х, 2017. — 312 с. — ISBN 978-617-7565-05-4.
• Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу: у 2-х томах. — Київ : Міжнародна економічна фундація, 2004. — Т. 1: А–К. — 560 с.
• Бойко В. С., Бойко Р. В. Тлумачно-термінологічний словник-довідник з нафти і газу: у 2-х томах. — Львів : Апріорі, 2006. — Т. 2: Л–Я. — 800 с.