Файл: 2. Техникотехнологическая часть Геология месторождения.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.11.2023

Просмотров: 309

Скачиваний: 7

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Пласт БВ6 характеризуется большим давлением насыщения (88 - 89 кг/см2) и газосодержанием (44,08 - 47,85 м2/т). Нефть этого пласта сернистая и парафинистая.Пласт БВ8 характеризуется большим газосодержанием (55,31 - 63,40 м3/т) и давлением насыщения (73 - 81,5 кг/см2). Нефть также сернистая и парафинистая.Нефть пластов АВ1-2 также относится к сернистым и парафинистым. Свойства пластовой нефти и газа представлены в таблице № 2.1.4.1. Компонентный состав - в таблице № 2.1.4.2.Таблица 2.1.4.1.Свойства пластовой нефти и газа

№ п/п

Наименование

Пласт

1.

Пласт

АВ1-2

БВ6

БВ8

2.

Давление насыщения газом, Мпа

8,0

8,8

7,913

3.

Газосодержание, м3

380,33

450,92

509,32

4.

Плотность, кг/м3

0,801

0,816

0,755

5.

Вязкость,Мпа∙с

1,97

1,9

1,5

6.

Объемный коэффициент при

дифференциальном разгазировании в рабочих условиях, доли ед.



1, 099



1,132



1,193

7.

Пластовая температура, 0С

71

77

80

8.

Газ газовой шапки на месторождении отсутствует.









Таблица 2.1.4.2.Компонентный состав нефтяного газа, разгазированной ипластовой нефти (мольное содержание, %) по Урьевскомуместорождению

Наименование

При однократном разгазировании пластовой нефти в стандартных условиях




Выделившийся

Газ

Нефть

Сероводород

0

0

Углекислый газ

0,11

0

Азот + редкие,

0

0

в том числе: гелий

1,28

0,26

Метан

73,24

21,52

Этан

2,76

0,66

Пропан

6,38

1,39

Изобутан

3,40

3,24

н.бутан

6,02

2,04

Изопентан

1,41

2,78

н.пентан

1,36

2,07

Остаток (С8 + высшие)

1,19

1,94

Молекулярная масса

-

62,46

Плотность газа, кг/м3

1.05




Вязкость пластовой воды в пластовых условиях 0,44 - 0,33 МПа∙с.Объемный коэффициент 1,017 - 1,019.Предельное газосодержание 2,16 - 2,38 мм3/т.По кислотно-щелочному анализу эти воды нейтральны, низкоминерализированы (от 20 до 27 г/л).2.1.5. Фазовое состояние углеводородов и режим пластов2.1.6. Техника и технология эксплуатации скважинДля подъема жидкости к устью скважины, необходимо затратить энергию. В зависимости от вида затрачиваемой энергии различают два способа добычи нефти:1. Фонтанный;2. Механизированный.Фонтанный способ добычи углеводородного сырья применяется на ранних стадиях разработки месторождений, когда велик запас пластовой энергии, при этом пластовая энергия расходуется на подъем скважинной жидкости к устью и на транспортировку ее по системе нефти сбора. Так как при фонтанной добыче не применяется внешний источник энергии, то это самый простой и дешевый способ эксплуатации скважин. [2]Механизированный способ добычи применяется на месторождениях ТПП «Лангепаснефтегаз» добыча нефти производится механизированным способом, при котором применяются установки, оснащенные штанговыми скважинными насосами (УШСН), установки, оснащенные электроцентробежными насосами (УЭЦН) и газлифтная эксплуатация нефтяных скважин [3].Установка штангового скважинного насоса (УШСН).Установками УШСН оснащено более 59% всего фонда добывающих скважин. Установки предназначены для эксплуатации скважин с малой продуктивностью (мало дебитный фонд). Такие скважины вскрывают продуктивные горизонты с низкими коллекторскими свойствами. Широкое распространение таких установок связано со следующими причинами:-примерно 40-50% нефти добывается с пластов с низкими коллекторскими свойствами;-широкое распространение машиностроительных предприятий специализирующихся на выпуски данного оборудования;-надежность в эксплуатации данных установок. УШСН состоит из наземного и подземного оборудования. К наземному оборудованию относится оборудование устья насосных скважин и станок-качалка (СК). СК предназначен для преобразования вращательного движения электродвигателя в возвратно поступательное движение колонны штанг.Устьевое оборудование предназначено для герметизации затрубного пространства, внутренней полости насосно-компрессорных труб (НКТ), отвода продукции скважины и подвешивания колонны НКТ.

К подземному оборудованию УШСН относится: штанговый скважинный насос (ШСН), колонна штанг и колонна НКТ. Установка электроцентробежного насоса (УЭЦН).УЭЦН предназначена для откачки из нефтяных скважин, в том числе и наклонных, пластовой жидкости, содержащей нефть, воду, газ, механические примеси.УЭЦН состоит из погружного агрегата, оборудования устья, электрооборудование и НКТ. Установки имеют два исполнения − обычное и коррозионно-стойкое. Пример условного обозначения установки: УЭЦНМ5-125-1200 ВК02 ТУ 26-06-1486-87, где У- установка; Э- привод от погружного двигателя; Ц- центробежный; Н- насос; М- модульный; 5- группа насоса; 125- подача, м3/сут; 1200- напор, м; ВК-вариант комплектации; 02- порядковый номер варианта комплектации по ТУ.Для установок коррозионно-стойкого исполнения перед обозначением группы насоса добавляется буква ”К”.Погружной агрегат включает в себя электроцентробежный насос (ЭЦН), гидрозащиту и электродвигатель. Он спускается в скважину на колонне НКТ, которая подвешивается с помощью устьевого оборудования, устанавливаемого на колонной го­ловке эксплуатационной колонны. Электроэнергия от промыс­ловой сети через трансформатор и станцию управления по кабелю, прикрепленному к наружной поверхности НКТ крепежными поясами (хомутами), подается на электродвигатель, с ротором которого связан вал ЭЦН. ЭЦН подает жидкость по НКТ на поверхность. Выше насоса установлен обратный шаровой клапан, облегчающий пуск установки после ее простоя, а над обратным клапаном − спускной клапан для слива жидкости из НКТ при их подъеме. Гидрозащита включает в себя компенсатор и протектор.Погружной насос, электродвигатель и гидрозащита соединя­ются между собой фланцами и шпильками. Валы насоса, двига­теля и гидрозащиты имеют на концах шлицы и соединяются между собой шлицевыми муфтами.Оборудование устья скважины обеспечивает подвеску колонны НКТ с насосным агрегатом и кабелем в сборе на фланце обсадной колонны, герметизацию затрубного пространства, отвод пластовой жидкости в выкидной трубопровод [1].Газлифтная эксплуатация нефтяных скважин.Область применения газлифта − высокодебитные скважины с большими забойными давлениями, скважины с высокими га­зовыми факторами и забойными давлениями ниже давления на­сыщения, песочные (содержащие в продукции песок) скважины, а также скважины, эксплуатируемые в труднодоступных условиях (например, затопляемость, паводки, болота и др.). Газ­лифт характеризуется высокой технико-экономической эффек­тивностью, отсутствием в скважинах механизмов и трущихся деталей, простотой обслуживания скважин и регулирования работы.
Преимущество газлифта относится простота подземного оборудования, удобство ремонта и профилактика наземного оборудования.Недостатком газлифта является высокая стоимость и сложность обслуживания наземного оборудования.По мере разработки месторождения условия эксплуатации скважин ухудшаются: обводняется продукция - увеличивается гидростатическое давление столба флюидов. Образуется высоко­вязкая эмульсия, возрастают потери давления на трение в стволе и выкидной линии, что приводит к росту забойного Р3 и устьевого Ру давлений, уменьшается эффективный газовый фак­тор Gэф и увеличивается потребный удельный расход газа R0; при отсутствии применения или недостаточной эффективности поддержания пластового давления (ППД) возможно уменьшение пластового давления Рпл, а также соответственно забойного Р3 и башмачного Р1 давлений, что вызывает увеличение удельного расхода Ro. Это приводит к на­рушению условия фонтанирования, то есть:Gэф < R0, (1)гдеGэф− эффективный газовый фак­торR− удельный расход газаТак как условию Gэф=R0 соответствует минимальное забой­ное давление Р3minфонтанирования, а Р3 minпл, то скважина прекращает фонтанирование при определенном дебите Q>0. С увеличением Р3 уменьшается R0, поэтому осуществлением ППД продлевается период фонтанирования до наступления определенной обводненности nв, а при большой гидропроводности пласта иногда даже до 100% - ной обводненности продукции.Логическим продолжением фонтанной эксплуатации являет­ся газлифтная эксплуатация, при которой недостающее количе­ство газа для подъема жидкости закачивают в скважину с по­верхности. Если притекающую пластовую энергию, характери­зуемую газовым фактором Gэф, дополняют энергией газа, закачиваемого в скважину с поверхности, происходит искусствен­ное фонтанирование, которое называют газлифтным подъемом, а способ эксплуатации — газлифтным. Тогда условие работы газлифтного подъемника (газлифта) аналогично условию газлифтного фонтанирования можно записать:Gэф+R0зак0, (2)
где

Gэф− эффективный газовый фак­тор

R− удельный расход газа

R0 зак− удельный расход закачиваемого газа (отнесенный к расходу поднимаемой жидкости)

Разновидности газлифта:

По организации подачи газа в скважину различают 2 принципа газлифта:

1. С двумя трубками: одна для подачи газа, вторая для подъема газожидкостной смеси.

2. С концентрически расположенными трубками.

В зависимости от источника газоснабжения газлифт подразделяется на компрессорный, бескомпрессорный и внутрискважинный газлифт.

При бескомрессорном газлифте используется газ с близ лежащих газовых месторождений или из магистральных газопроводов.

При компрессорном газлифте используется попутный нефтяной газ данного нефтяного месторождения.

Внутрискважинный газлифт может быть организован в таких условиях, когда скважина вскрывает 2 продуктивных горизонта. Один, из которого газовый, а второй нефтенасыщенный горизонт.

Оборудование устья газлифтных скважин:

Оборудование газлифтных скважин аналогично оборудова­нию фонтанных. На устье устанавливается упрощенная фон­танная арматура, обвязка которой зачастую позволяет пода­вать газ в затрубное пространство и в НКТ [1].
2.1.7. Система разработки
В ходе проектирования выбирается система разработки мес­торождения, под которой понимают определение необходимого числа и размещения скважин, последовательность их ввода, сведения о спо­собах и технологических режимах эксплуатации скважин, рекомендации по регулированию баланса пластовой энергии в зале­жах.

2.1.8. Регулирование разработки нефтяного месторождения
Под регулированием разработки нефтяных месторождений по­нимают целенаправленное поддержание и изменение условий эксплуатации залежей в рамках ранее принятых технологиче­ских решений (при проектировании и анализах разработки) с целью достижения возможно высоких технологических (коэф­фициент нефтеотдачи, темп отбора нефти) и экономических показателей разработки.

Регулирование (оптимизацию) процесса разработки прово­дят на основе большого числа частных критериев, среди кото­рых можно выделить следующие:

технологические — обеспечение максимального текущего уровня добычи нефти, максимального накопленного отбора нефти, минимального объема добываемой или закачиваемой воды, максимальных коэффициентов охвата вытеснением и др.;

экономические — обеспечение минимальных капитальных вложений или эксплуатационных затрат, минимальной себестои­мости и др. Множество частных критериев обусловлено слож­ностью решения задач оптимизации разработки, однако все они должны подчиняться основному принципу разработки, включаю­щему следующие критерии: выполнение заданного плана добычи нефти при минимальных затратах и мак­симально возможном коэффициенте нефтеотдачи. Поскольку за­дача многокритериальна с противоречивыми критериями, то внедрение каждого метода регулирования в условиях конкрет­ного месторождения должно обеспечить народнохозяйственную и экономическую эффективность.

По признаку изменения системы воздействия методы регу­лирования можно разделить на две группы (по Б. Т. Баишеву): без изменения системы воздействия и добуривания новых сква­жин; частичное или полное изменение системы воздействия, добуривание новых добывающих и нагнетательных скважин.

К первой группе можно отнести такие методы регулиро­вания:

воздействие на призабойную зону пласта, которое обеспечи­вает улучшение гидродинамического совершенства и увеличе­ние продуктивности скважин, изоляцию (ограничение) притока воды в добывающих скважинах, выравнивание и расширение профиля притока нефти и закачки воды (газа) по толщине пла­ста в добывающих и нагнетательных скважинах;

изменение технологических режимов работы скважин: добы­вающих (увеличение или ограничение подачи подъемного обо­рудования вплоть до отключения скважин или форсированного отбора жидкости, периодическое изменение отборов), нагнета­тельных (увеличение или ограничение расходов закачки, повы­шение давления нагнетания, перераспределение закачки по сква­жинам, периодическая или циклическая закачка, создание по­вышенных давлений нагнетания и др.);

одновременно-раздельная эксплуатация (отбор, закачка) не­скольких пластов в одной скважине на многопластовых место­рождениях.

Во вторую группу могут входить следующие методы регули­рования:

добуривание добывающих и нагнетательных скважин, число которых определено в проектном документе (резервные сква­жины), или возврат скважин с других пластов;

частичное изменение системы воздействия (организация оча­гового заводнения, приближение к зоне отбора линии нагнета­ния добуриванием новых скважин и переносом закачки в су­ществующие скважины, применение физико-гидродинамических и физико-химических методов повышения нефтеотдачи);

полное изменение системы воздействия (переход с законтур­ного на внутриконтурное заводнение, разрезание залежи на от­дельные блоки и др.).

Регулирование разработки осуществляется в течение всей «жизни» (продолжительности эксплуатации) месторождения. Круг решаемых методом регулирования задач определяется преимущественно стадией процесса разработки. Применительно к режиму вытеснения нефти водой можно назвать такие основ­ные задачи регулирования.

На первой стадии может возникнуть необходимость увеличе­ния гидродинамического совершенства и продуктивности сква­жин, выравнивания и расширения профиля притока нефти.

На второй стадии разработки одна из главных задач регули­рования — обеспечение возможно длительного периода стабиль­ной добычи нефти. Для этого используют различные методы, обеспечивающие решение ряда частных задач. Наибольшее при­менение находят бурение резервных скважин, изменение режи­мов их работы, воздействие на призабойную зону пласта. Эффективны также ограничение дебитов высокообводненных сква­жин внешних рядов или даже их остановка и увеличение от­боров по безводным и малообводненным скважинам внутрен­них рядов. Этим будут решаться также задачи предупреждения или сокращения преждевременного прорыва воды по отдельным направлениям («языки» обводнения) или пластам. Целесооб­разно также применение методов второй группы. Необходи­мость изменения системы воздействия или системы разработки может быть вызвана требованием повышения текущей добычи нефти из залежи в связи с ростом потребностей страны в неф­тепродуктах, изменением представления о геологическом строе­нии и запасах месторождения, несовершенством проектных ре­шений в силу ограниченности и неточности исходной информа­ции.

На третьей стадии основные задачи регулирования заключа­ются в замедлении темпов падения добычи нефти и обеспечении заданной ее добычи при возможно меньших объемах добывае­мой воды. Широкое применение находят методы регулирования, связанные с изоляцией обводнившихся пропластков и выравни­ванием профилей притока жидкости и закачки воды по толщине пласта.

Задача регулирования на четвертой завершающей стадии — дренирование невыработанных пропластков и участков залежи, что можно достичь изменением направления фильтрационных потоков, организацией очагового заводнения, применением фор­сированного отбора жидкости, добуриванием скважин и др.

Поскольку процесс добычи нефти характеризуется гидравли­чески неразрывной связью системы «пласт—скважины—нефте-газоводосборные трубопроводы — установка подготовки нефти и воды — водотрубопроводы утилизации попутной воды», то пре­делы и возможности методов регулирования обусловлены огра­ничивающим действием этих элементов общей системы. Учет их влияния необходим при выборе методов регулирования. Раз­личают технологические, технические и планово-экономические ограничения методов регулирования.

К основным технологическим ограничениям можно отнести следующие: число скважин, их размещение и очередность ввода; тип системы заводнения; ограничения по давлению и дебитам скважин. По мере сгущения сетки скважин дебит залежи сна­чала увеличивается, достигая максимума, а затем может умень­шаться при фонтанной эксплуатации скважин. С разрежением сетки скважин ценность каждой скважины и требования к ее техническому состоянию возрастают, увеличиваются удельные отборы на одну скважину, что приводит к уменьшению «запаса прочности» системы разработки и возможностей маневрирования отборами по скважинам и регулирования процессом разра­ботки. Чем интенсивнее система заводнения, тем выше темпы отбора. Ограничения давления и дебитов скважин определя­ются условиями фонтанирования скважин (минимальное забой­ное давление фонтанирования), выноса песка (разрушение слабосцементированного пласта), конусообразования подошвенной воды и верхнего газа, недопущения значительного выделения газа из нефти в пласте (р3>0,75рн), срыва подачи насоса из-за вредного влияния свободного газа и др.

Технические ограничения накладываются системой ППД (максимальные давления и подачи насосов, ограниченность ре­сурсов воды, мощность установок подготовки воды, оборудова­ния для совместно-раздельной закачки воды и др.); подъемным оборудованием скважин (максимальная производительность); системой сбора и транспорта продукции (максимальная пропускная способность трубопроводов, мощность насосных стан­ций); системой подготовки нефти (максимальная производи­тельность установок, зависящая от обводненности и стойкости эмульсии, требований по кондиции товарной нефти); системой очистки и утилизации пластовой попутной воды (мощность уста­новок и пропускная способность).

К планово-экономическим ограничениям можно отнести го­довой план добычи нефти (предельный минимальный отбор из залежи), экономические показатели (капитальные вложения, се­бестоимость и др.).

Проявление рассмотренных ограничений связано со стадией процесса разработки и обусловливает выбор метода регулиро­вания.

2.2. Классификации и характеристики систем разработки
2.2.1. Классификация по геометрии расположения скважин
Число скважин должно обеспечивать запланированную на рассматриваемый период добычу нефти, газа и конденсата.

Размещаются скважины на площади залежи равномерно и неравномерно. При этом различают равномерности и неравномерно­сти двух видов: геометрическую и гидрогазодинамическую. Геометрически равномерно размещают скважины в узлах правиль­ных условных сеток (трех-, четырех-, пяти- и шестиугольных), нанесенных на площадь залежи. Гидрогазодинамически равномерным является такое размещение скважин, когда на каждую приходятся одинаковые запасы нефти (газа, конденсата) в области их дренирова­ния.

Схему размещения скважин выбирают с учетом формы и раз­меров залежи, ее геологического строения, фильтрационных характеристик и т.д.
2.2.2. Классификация по методу воздействия на пласт
В настоящее время известны, изучаются и внедряются в про­мышленную практику десятки различных методов воздействия на нефтяные залежи и повышения нефтеотдачи (первичные, вто­ричные, третичные). Современные методы повышения нефтеот­дачи (нефтеизвлечения) в той или иной степени базируются на заводнении. Среди них можно выделить четыре основные группы:

гидродинамические методы — циклическое заводнение, изме­нение направлений фильтрационных потоков, создание высоких давлений нагнетания, форсированный отбор жидкости, а также методы воздействия на призабойную зону пласта;

физико-химические методы — заводнение с применением ак­тивных примесей (поверхностно-активных веществ, полимеров, щелочи, серной кислоты, диоксида углерода, мицеллярных рас­творов);

газовые методы — водогазовое циклическое воздействие, вы­теснение нефти газом высокого давления;

тепловые методы — вытеснение нефти теплоносителями (го­рячей водой, паром), пароциклическая обработка, внутрипластовое горение, использование воды как терморастворителя нефти.

Применимость методов повышения нефтеотдачи пластов оп­ределяется геолого-физическими условиями. Известные методы характеризуются различной потенциальной возможностью увеличения нефтеотдачи пластов (от 2 до 35 % от балансовых запасов) и разными факторами их применения. Для месторождений с маловязкими нефтями, раз­рабатываемых с использованием заводнения, к наиболее пер­спективным можно отнести следующие методы: гидродинамиче­ские; применение диоксида углерода, водогазовых смесей, мицеллярных растворов, а для месторождений с высоковязкими нефтями — использование пара; внутрипластовое горение. Ос­тальные методы будут применяться в основном для интенсифи­кации добычи нефти и регулирования процесса разработки.

2.2.3. Фонд скважин
Урьевское месторождение ЦДНГ-1 эксплуатируется в основном механизированным способом. Эксплуатационный фонд скважин на 1.01.2002 года составил 590 скважины. Действующий фонд скважин составляет 510 скважины. Из них 293 скважин, оборудованных УЭЦН, что составляет 54 % от действующего фонда, обеспечивающих добычу 80,1% нефти ЦДНГ-1. Остальная часть добычи нефти приходится на скважины, оборудованные УСШН, и на одну скважину, эксплуатируемую фонтанным способом. Состояние фонда скважин приводится в таблице 2.2.3.1.
Таблица 2.2.3.1.

Состояние фонда скважин ЦДНГ-1 на 1.05.2003 года

На 1.05.2003.

Всего

УЭЦН

УШСН

Фонтан

Эксплуатационный фонд

590

331

256

1+2осв

Действующий фонд

510

293

216

1

Бездействующий фонд

78

38

40

0

Дающий фонд

488

279

208

1

Простаивающий фонд

22

14

8

0



2.2.4. Параметры плотности сетки скважин
2.2.5.Удельный извлекаемый запас нефти и другие показатели
2.3. Показатели разработки
2.3.1. Добыча нефти, жидкости и газа
2.3.2. Темпы разработки скважин
2.3.3. Стадии разработки скважин
При разработке нефтяной залежи различают четыре стадии:
На первой стадии нарастание объемов добычи нефти обеспе­чивается в основном введением в разработку новых эксплуатационных скважин в условиях высоких пластовых давлений. Обычно в этот пе­риод добывается безводная нефть, а также несколько снижается пластовое давление.

Вторая стадия - стабилизация нефтедобычи - начинается после разбуривания основного фонда скважин. В этот период добыча нефти сначала несколько нарастает, а затем начинает медленно сни­жаться. Увеличение добычи нефти достигается: 1) сгущением сетки скважин; 2) увеличением нагнетания воды или газа в пласт для под­держания пластового давления; 3) проведением работ по воздействию на призабойные зоны скважин и по повышению проницаемости плас­та и др.

Задачей разработчиков является максимально возможное про­дление второй стадии. В этот период разработки нефтяной залежи в продукции скважин появляется вода.

Третья стадия - падающая добыча нефти - характеризуется снижением нефтедобычи, увеличением обводненности продукции скважин и большим падением пластового давления. На этой стадии решается задача замедления темпа падения добычи нефти методами, применявшимися на второй стадии, а также загущением закачивае­мой в пласт воды.

В течение первых трех стадий должен быть осуществлен от­бор 80...90 % промышленных запасов нефти.

Четвертая стадия - поздняя стадия эксплуатации залежи - характеризуется сравнительно низкими объемами отбора нефти и большими отборами воды. Она может длиться достаточно долго - до тех пор пока добыча нефти будет оставаться рентабельной. В этот пе­риод широко применяются вторичные методы добычи нефти по извлечению оставшейся пленочной нефти из пласта.
2.3.4. Обводненность скважин
2.3.5. Темп отбора жидкости
2.3.6 Водонефтяной фактор
2.3.7. Расход нагнетаемых в пласт веществ
2.3.8. Пластовое давление, пластовая температура
2.4. Разработки нефтяных месторождений с воздействием на пласт. Системы заводнения
Поддержание пластового давления закачкой воды, кроме повышения нефтеотдачи обеспечивает интенсификацию процесса разработки. Это обусловливается приближением зоны повышенного давления, создаваемого за счет закачки воды в водонагнетательные скважины, к добывающим скважинам.

Для принятия решения о проведении поддержания пластово­го давления закачкой воды на конкретной залежи нефти после­довательно прорабатывают следующие вопросы:

определяют местоположение водонагнеательных скважин;

определяют суммарный объем нагнетаемой воды;

рассчитывают число водонагнеательных скважин;

устанавливают основные требования к нагнетаемой воде.
2.4.1. Местоположение водонагнетаемых скважин
Местоположение водонагнетательных скважин определяется в основном особенностями геологического строения залежи нефти. Задача сводится к тому, чтобы подобрать такое расположение водонагнетательных скважин, при котором обеспечивается наиболее эффективная связь между зонами нагнетания воды и зонами отбора с равномерным вытеснением нефти водой.

В зависимости от местоположения водонагнетательных скважин в настоящее время в практике разработки нефтяных месторождений нашли применение следующие системы заводнения.
2.4.2. Законтурное заводнение
З аконтурное заводнение применяют для разработки залежей с небольшими запасами нефти. Скважины располагают в законтурной водоносной части пласта (рис. 1). Применение законтурной системы разработки возможно тогда, когда водонефтяной контакт при достижимых перепадах давления может перемещаться. Практикой разработки нефтяных месторождений выявлены случаи, когда непосредственно у поверхности залежь нефти «запечатана» продуктами окисления нефти (асфальтены, смолы, парафин и другие) или продуктами жизнедеятельности бактерий. Кроме того, проектирование и реализация этой системы требует детального изучения законтурной части пласта. Иногда характеристики законтурной части пласта, по пористости, проницаемости, песчанистости существенно отличаются от характеристик центральной части пласта.

2.4.3. Внутриконтурное заводнение
В нутриконтурное заводне­ние применяют в основном при разработке нефтяных залежей с очень большими площадны­ми размерами. Внутриконтур­ное заводнение не отрицает законтурное заводнение, а в необходимых случаях внутриконтурное заводнение сочетается с законтурным. Для крупных залежей нефти законтурное завод­нение недостаточно эффективно, так как при нем наиболее эффективно работает 3—4 ряда нефтедобывающих скважин, распо­лагаемых ближе к водонагнетательным.

Расчленение нефтеносной площади на несколько площадей путем внутриконтурного заводнения позволяет ввести всю неф­теносную площадь в эффективную разработку одновременно. Для полноценного разрезания нефтеносной площади нагне­тательные скважины располагают рядами. При закачке в них воды по линиям рядов нагнетательных скважин образуется зо­на, повышенного давления, которая препятствует перетокам нефти из одной площади в другую. По мере закачки очаги воды, сформировавшиеся вокруг каждой нагнетательной скважины, увеличиваются в размерах и, наконец, сливаются, образуя единый фронт воды, продвижение которого можно, регулировать так же, как и при законтурном заводнении. С целью ускорения образования единого фронта воды по линии, ряда нагнетатель­ных скважин, освоение скважин под нагнетание в ряду осуще­ствляют «через одну». В промежутках проектные водонагаетательные скважины вводят в эксплуатацию как нефтедобываю­щие, осуществляя в них форсированный отбор. По мере появле­ния в «промежуточных» скважинах закачиваемой воды, они переводятся под нагнетание воды.

Добывающие скважины располагают рядами параллельно рядам водонагнетательных скважин. Расстояние между рядами нефтедобывающих скважин и между скважинами в ряду выбирают, основываясь на гидродинамических расчетах, с уче­том особенностей геологического строения и физической харак­теристики коллекторов на данной разрабатываемой площади.




Рис. 3. Принципиальная схема разработки пласта при использова­нии блоковых систем.

Обозначения см. на рис. 1.
Разработку каждой площади можно осуществлять по своей системе размещения добывающих скважин с максимальным учетом геологической характеристики площади.

Большое преимущество описываемой системы — возможность начинать разработку с любой площади и, в частности, вводить в разработку в первую очередь площади с лучшими геолого-эксплуатационными характеристиками, наибольшей плотностью запасов с высокими дебитами скважин.

Разновидность системы внутриконтурного заводнения — бло­ковые системы разработки.
2.4.4. Блоковая система
Блоковые системы разработки находят применение на место­рождениях вытянутой формы с расположением рядов водона­гнетательных скважин чаще в поперечном направлении. Прин­ципиальное отличие блоковых систем разработки от системы внутриконтурного заводнения состоит в том, что блоковые си­стемы предполагают отказ от законтурного заводнения. Как видно из схемы рис. 3, ряды водонагнетательных скважин разрезают единую залежь на отдельные участки (блоки) раз­работки.

Преимущество блоковых систем заключается в следующем.

  1. Отказ от расположения водонагнетательных скважин в законтурной зоне исключает риск бурения скважин в слабоизу­ченной на стадии разведки месторождения части пласта.

  2. Более полно используется проявление естественных сил гидродинамической области законтурной части пласта.

  3. Существенно сокращается площадь, подлежащая обуст­ройству объектами поддержания пластового давления.

  4. Упрощается обслуживание системы поддержания пласто­вого давления (скважины, кустовые насосные станции и т. д.).

  5. Компактное, близкое расположение добывающих и водо­нагнетательных скважин позволяет оперативно решать вопро­сы регулирования разработки перераспределением закачки воды по рядам и скважинам и отбора жидкости в нефтедобывающих скважинах.

Блоковые системы разработки предполагают расположение водонагнетательных скважин в направлении перпендикулярном к линии простирания складки. Вместе с тем, для спокойных по­лого залегающих антиклинальных складок целесообразно рас­положение водонагнетательных скважин по оси складки. В этом случае представляется возможность вместо нескольких линий нагнетания иметь одну.

2.4.5. Площадное заводнение
Площадное заводнение применяют при разработке пластов с очень низкой проницаемостью.

При этой системе добывающие и нагнетательные скважины размещаются по правильным схемам четырех-, пяти-, семи- и девятиточечным системам.

На рис. 4 показаны основные схемы площадного заводне­ния. Схемы отличаются не только расположением скважин, но и соотношением между числом добывающих и нагнетательных скважин.




Рис. 4. Основные схемы площадного заводнения:

а — четырехточечная; б — пятиточечная; в — семиточечная; г — девятиточечная;

1 – добывающие скважины; 2 — нагнетательные скважины.
Так, в четырехточечной системе (см. рис. 4) соотно­шение между нефтедобывающими и нагнетательными скважи­нами 2:1, при пятиточечной системе – 1:1, при семиточечной системе – 1:2, при девятиточечной системе – 1:3. Таким обра­зом, наиболее интенсивным среди рассмотренных являются се­ми- и девятиточечные системы.

Большое влияние на эффективность площадного заводнения оказывает однородность пласта и величина запасов нефти, при­ходящаяся на одну скважину, а также глубина залегания объек­та разработки.

В условиях неоднородного пласта как по разрезу, так и по площади происходят преждевременные прорывы воды к добы­вающим скважинам по более проницаемой части пласта, что сильно снижает добычу нефти за безводный период и повышает водонефтяной фактор, поэтому площадное заводнение желатель­но применять при разработке более однородных пластов.

2.4.6. Избирательное заводнение
Избирательная система заводнения является разновидностью площадного заводнения и применяется на залежах нефти со зна­чительной неоднородностью.

При системе избирательного заводнения разработка залежи осуществляется в следующем порядке. Залежь разбуривают по равномерной треугольной или четырехугольной сетке, и затем все скважины вводят в эксплуатацию как нефтедобывающие. Конструкция скважин подбирается таким образом, чтобы любая из них отвечала требованиям, предъявляемым к нефтедобыва­ющим и нагнетательным скважинам. Площадь залежи нефти (месторождения) обустраивают объектами сбора нефти и газа и объектами поддержания пластового давления так, чтобы можно было освоить любую скважину не только как нефтедо­бывающую, но и как водонагнетательную.

Детальным изучением разреза в скважинах по данным каротажа, проведением в скважинах гидропрослушивания из числа нефтедобывающих выбирают скважины под нагнетание воды. Такими скважинами должны быть скважины, в которых нефтепродуктивный разрез вскрывается наиболее полно. Прослежи­вается гидродинамическая связь выбранной скважины с сосед­ними.
2.4.7. Очаговое заводнение
Очаговое заводнение — это дополнение к уже осуществленной системе законтурного или внутриконтурного заводнения. При этой системе заводнения группы нагнетательных скважин раз­мещаются на участках пласта, отстающих по интенсивности использования запасов нефти. В отдельных случаях при хорошо изученном геологическом строении продуктивного пласта очаго­вое заводнение можно применять как самостоятельную систему разработки месторождения.
2.4.8. Барьерное заводнение
Барьерное заводнение. При разработке газонефтяных место­рождений с большим объемом газовой шапки может ставиться задача одновременного отбора нефти из нефтяной оторочки и газа из газовой шапки. В связи с тем, что регулирование отбора нефти и газа, а также пластового давления при раздельном от­боре нефти и газа, не приводящим к взаимным перетокам нефти в газоносную часть пласта, а газа в нефтеносную часть, весьма затруднено, прибегают к разрезанию единой нефтегазовой зале­жи на отдельные участки самостоятельной разработки. Водонагнетательные скважины при этом располагают в зоне газонеф­тяного контакта, а закачку воды и отборы газа и нефти регули­руют таким образом, чтобы происходило вытеснение нефти и газа водой при исключении взаимных перетоков нефти в газо­вую часть залежи, а газа в нефтяную часть.


2.4.9.Требования, предъявляемые к нагнетаемой воде, источники и технологические схемы водоснабжения


2.4.10.Геолого-промысловые условия применения методов повышения нефтеотдачи
Источниками получения исходных данных для составления про­ектных документов служат пробуренные на данном месторож­дении скважины. При бурении скважин отбирают образцы горных пород — керны, а при наличии рыхлых пород — шлам. В лабораториях по образцам терригенных (осадочных) и карбонатных пород изучают вещественный состав, текстуру, структуры. Лаборатор­ными методами по образцам пород определяют физические свойства коллекторов: пористость и соотношения трех основных видов пустот (трещин, каверн, пор), проницаемость (абсолют­ную и фазовые), нефтегазоводонасыщенность, коэффициент вы­теснения нефти водой. Физические свойства пластовых жидко­стей исследуют в лабораториях по глубинным пробам. Следует подчеркнуть, что существуют ОСТы и ГОСТы на определение свойств нефтей, воды, пород и т. д.

В скважинах проводятся различные промыслово-геофизические, термодинамические и гидродинамические исследования. По данным промыслово-геофизических исследований проводят детальное расчленение продуктивных отложений (установление литологического типа пород), выделяют коллекторы (терригенные, карбонатные), разделяют коллекторы на продуктивные и водоносные, определяют пористость, нефтегазонасыщенность, проницаемость. При термодинамических исследованиях изу­чают распределение температуры в скважине, определяют про­филь притока нефти или поглощения закачиваемой воды по разрезу пласта.

По данным исследований составляют сводный (по видимым толщинам пластов) и нормальный (по средним истинным тол­щинам пластов в их нормальном залегании) геолого-физические разрезы, осуществляют детальную корреляцию продуктивных отложений (прослеживание по простиранию продуктивных го­ризонтов, пластов или пачек; установление их непрерывности на определенной площади; оконтуривание их распространения).

Получаемая информация используется для геометризации формы залежей и месторождения. Для более наглядного отображения геологического строения месторождения строят блок-диаграммы (аксонометри­ческое изображение залежи в трех плоскостях в косоугольной или прямоугольной проекции) и блок-схемы (пространственное отображение корреляционных схем).

При разделении пород на проницаемые (коллектор) и не­проницаемые (неколлектор) обосновывают предельные значения емкостно-фильтрационных параметров. Обычно выделяют два предела: абсолютный или физический — значения параметров, начиная с которых породы имеют нефтегазонасыщенность, от­личную от нуля; нижний или технологический — значения па­раметров, начиная с которых породы имеют такую нефтегазонасыщенность, при которой фазовая проницаемость для нефти (при определенном режиме вытеснения, т. е. системе разработки месторождения) становится больше нуля.
2.4.11.Гидродинамические методы повышения нефтеотдачи пластов: циклическое заводнение, метод перемены фильтрации потоков, форсированный отбор жидкости
Метод циклического заводнения разработан во ВНИИнефти, впервые применен в 1964 г. на Покровском месторождении. Технология его заключается в периодическом изменении расходов (давлений) закачиваемой воды при непрерывной или периодической добыче жидкости из залежи со сдвигом фаз колебаний давления по отдельным груп­пам скважин. В результате такого нестационарного воздейст­вия на пласты в них проходят волны повышения и понижения давления. Физическая сущность процесса состоит в том, что при повышении давления в залежи в первой половине цикла (в период нагнетания воды) нефть в малопроницаемых про­слоях (зонах) сжимается и в них входит вода. При снижении давления в залежи во второй половине цикла (уменьшение рас­хода или прекращение закачки воды) вода удерживается ка­пиллярными силами в малопроницаемых прослоях, а нефть вы­ходит из них. Продолжительность циклов должна составлять 4 - 10 суток и увеличиваться по мере удаления фронта вытеснения до 75 - 80 суток.

Основные критерии эффективного применения метода по сравнению с обычным заводнением следующие: а) наличие сло­исто-неоднородных или трещиновато-пористых гидрофильных коллекторов; б) высокая остаточная нефтенасыщенность (бо­лее раннее применение метода: на начальной стадии повыше­ние нефтеотдачи составляет 5 - 6 % и более, тогда как на поздней — лишь 1 - 1,5%); в) технико-технологическая возмож­ность создания высокой амплитуды колебаний давления (рас­ходов), которая реально может достигать 0,5 - 0,7 от среднего перепада давления между линиями нагнетания и отбора (сред­него расхода); г) возможность компенсации отбора закачкой (в полупериод повышения давления нагнетания объем закачки должен увеличиваться в 2 раза, а в полупериод снижения дав­ления — сокращаться до нуля в результате отключения нагне­тательных скважин).

Циклическое заводнение означает, что в общем случае каж­дая из нагнетательных и добывающих скважин работает в ре­жиме периодического изменения забойного давления (расхода, отбора). Осуществление метода требует увеличения нагрузки на нагнетательное и добывающее оборудование. Для обеспече­ния более равномерной нагрузки на оборудование залежь не­обходимо разделить на отдельные блоки со смещением полупериодов закачки и отбора. Оснащение промыслов совре­менными насосами позволяет осуществлять процесс без допол­нительных затрат на переустройство системы заводнения. Пол­ная остановка нагнетательных скважин может потребовать ис­пользования высоконапорных насосов, рассчитанных на давле­ния 25—40 МПа, или привести к замерзанию скважин и водо­водов в зимнее время. Метод способствует увеличению текущего уровня добычи нефти и конечной нефтеотдачи.

  1   2

Изменение направлений фильтрационных потоковТехнология метода заключа­ется в том, что закачка воды прекращается в одни скважины и переносится на другие, в результате чего обеспечивается из­менение направления фильтрационных потоков до 90°.Физическая сущность процесса состоит в следующем. Во-первых, при обычном заводнении вследствие вязкостной неус­тойчивости процесса вытеснения образуются целики нефти, обойденные водой. Во-вторых, при вытеснении нефти водой водонасыщенность вдоль направления вытеснения уменьшается. При переносе фронта нагнетания в пла­сте создаются изменяющиеся по величине и направлению гра­диенты гидродинамического давления, нагнетаемая вода внед­ряется в застойные малопроницаемые зоны, большая ось кото­рых теперь пересекается с линиями тока, и вытесняет из них нефть в зоны интенсивного движения воды. Объем закачки вдоль фронта целесообразно распределить пропорционально оставшейся нефтенасыщенности (соответственно уменьшаю­щейся водонасыщенности).Изменение направления фильтрационных потоков достига­ется за счет дополнительного разрезания залежи на блоки, оча­гового заводнения, перераспределения отборов и закачки между скважинами, циклического заводнения. Метод технологичен, требует лишь небольшого резерва и мощности насосных стан­ций и наличия активной системы заводнения (поперечные раз­резающие ряды, комбинация приконтурного и внутриконтурного заводнений и др.). Он позволяет поддерживать достигну­тый уровень добычи нефти, снижать текущую обводненность и увеличивать охват пластов заводнением. Метод более эффек­тивен в случае повышенной неоднородности пластов, высоко­вязких нефтей и применения в первой трети основного периода разработки.Форсированный отбор жидкостиВпервые началось применение метода в 1938 г. на промыслах Азербайджана. Технология заключается в поэтапном увеличе­нии дебитов добывающих скважин (уменьшении забойного дав­ления р3). Физико-гидродинамическая сущность метода состоит в создании высоких градиентов давления путем уменьшения