Технологии добычи тяжёлой нефти с применением пара

К настоящему времени существует целый перечень различных методов добычи тяжёлой нефти.. Принципиально, они делятся на термические и без теплового воздействия. Последние включают обработку пласта химическими реагентами, шахтный метод и др. Зарекомендовали себя и комбинации термических методов с химической обработкой.

Среди термических принципов воздействия на пласт выделяется обработка горячим паром, горячей водой, метод прямого горения и др. Наибольшее распространение получили методы обработки пласта паром под давлением, а также их комбинации с остальными методами, имеющими подчинённое значение.

В атмосферных условиях вода и нефть нерастворимы. В 1960 году лабораторными исследованиями Э.Б. Чекалюк установил, что растворимость нефти в воде достигается при температуре 320–340 °С и давлениях 16–22МПа.

Насыщенный пар как терморастворитель нефти действует в интервале температур 100–370 °С и давлений от атмосферного до 22МПа. Коэффициент охвата пласта горячей водой, выше, чем для пара. Пар как маловязкий рабочий агент обычно движется у кровли пласта, коэффициент охвата по толщине не превышает 0,4, по площади составляет 0,5–0,9.

Преимущества пара заключаются в следующем. Пар является хорошим теплоносителем (теплосодержание около 600 ккал/кг). Водяной пар благодаря скрытой теплоте парообразования обладает значительно большим теплосодержанием, чем горячая вода. Если вода при температуре 148,9 °С содержит 628 кДж/кг тепла, то насыщенный пар при той же температуре – 2742 кДж/кг, т.е. более чем в 4 раза. Но это еще не означает, что пар отдаст пласту в 4 раза больше тепла, чем то же количество воды. Если пластовая температура равна 65 °С, то 1 кг воды, нагретой до 148,9°С передает пласту 356 кДж, а 1 кг пара при тех же условиях – 2470 кДж, т.е. почти в 7 раз больше. Поэтому при помощи пара в пласт можно внести значительное количество тепла в расчете на единицу веса нагнетаемого агента. Кроме того, при одинаковых условиях 1 кг пара занимает в 25-40 раз больший объём и может вытеснить наибольший объем нефти, чем горячая вода.

Помимо добавочного тепла в этих процессах создается движущая сила (давление).

Одновременно при проведении паропрогрева происходит очистка призабойной зоны от парафина и асфальтено-смолистых отложений.

Принципиально различных методов обработки пласта паром всего три:

  • паро-циклическая обработка скважины,
  • вытеснение нефти паром,
  • паро-гравитационный дренаж.

Их основное отличие в количестве скважин. В первом методе скважина всего одна, во втором и третьем их две, причём, в последнем они с большим отходом от вертикали (горизонтальные скважины).

У каждого метода имеются свои условия применимости по отношению к пласту-коллектору.

Показателем эффективности парового метода служит паронефтяное отношение (Steam to Oil ratio – SOR). Чем меньше SOR, тем эффективнее метод.

Парогенераторные установки Unisteam™ незаменимы в процессах добычи тяжелой нефти.