Файл: Учебное пособие по дисциплине Геология и геохимия нефти и газа.doc

В неоднородных пластах свойства пород-коллекторов и запа­сы нефти в элементах могут быть различными, что необходимо учитывать при проектировании разработки пластов. В рядных системах число скважин в нагнетательных и добывающих рядах также может быть различным. Поэтому расположение скважин в таких системах будет только условно геометрически упорядо­ченным. Тем не менее, хотя бы условно, можно выделять и эле­менты.




Рис. 40. Элемент однорядной системы разработки: 1 - элемент; 2 - "четверть" добывающей скважины ;

3 -"четверть" нагнетательной скважины




Рис.41. Расположение скважин при трехрядной системе разработки:

1-условный контур нефтеносности; 2-добыващие скважины;

3-нагнетательные скважины; 4-элемент трехрядной системы

Элемент однорядной системы разработки показан на рис. 42. При этом шахматному расположению скважин (см. рис. 43) соответствуют нагнетательная скважина 2 и добывающая сква­жина 3.

Не только в однорядной, но и в многорядных системах разра­ботки может применяться как шахматное, так и линейное распо­ложение скважин.

Трех- и пятирядная системы.

Д ля трех- и пятирядной систем разработки имеет значение не только ширина полосы L_п, но и расстояния между нагнета­тельными и первым рядом добывающих скважин l_{0 1}, между пер­вым и вторым рядом добывающих скважин 1, 2 (рис. 43), между вторым и третьим рядом добывающих скважин для пятирядной системы l_{2 3} (рис.44).
Рис. 44

Расположение скважин при трехрядной системе разработки:

Ширина полосы L_п зависит от числа рядов добывающих скважин и расстояния между ними. Если, напри­мер, для пятирядной системы l_{0 1}, = l _{1 2} = l _{2 3} = 700 м, то L_n= 4,2 км.

Для трехрядной системы ω ≈ 1/3, а для пятирядной ω = 1/5. При значительной приемистости нагнетательных сква­жин по трех- и пятирядной системам число их вполне обеспе­чивает высокие дебиты жидкости добывающих скважин и высо­кий темп разработки месторождения в целом. Конечно, трехряд­ная система более интенсивная, нежели пятирядная, и обеспечивает определенную возможность повышения охвата пласта воздействием через нагнетательные скважины путем раздельной закачки воды или других веществ в отдельные пропластки.

---

В то же время при пятирядной системе имеются большие, по сравне­нию с трехрядной, возможности для регулирования процесса разработки пласта путем перераспределения отборов жидкости из отдельных добывающих скважин.

2.2.2. Системы с площадным расположением скважин. Рас­смотрим наиболее часто используемые на практике системы разработки нефтяных месторождений с площадным расположе­нием скважин: пяти-, семи- и девятиточечную.

Пятиточечная система (рис.8.10). Элемент системы представляет собой квадрат, в углах которого находятся добыва­ющие скважины, а в центре - нагнетательная. Для этой систе­мы отношение нагнетательных и добывающих скважин состав­ляет 1 : 1, ω = 1.



Рис. 45 Расположение скважин при пятиточечной системе разработки;

1 - условный контур неф­теносности; 2, 3 - скважи­ны соответственно нагне­тательные и добывающие

Рис .46. Расположение скважин при Рис 47. Расположение скважин при
семиточечной системе разработки: девятиточечной системе разработки: .

1-3 - см. рис. 10 1-3 - см. рис. 10

Семиточечная система (рис.46). Элемент системы представляет собой шестиугольник с добывающими скважинами в вершине и нагнетательной в центре. Добывающие скважины расположены в углах шестиугольника, а нагнетательная - в центре. Параметр со = 1/2, т.е. на одну нагнетательную сква­жину приходятся две добывающие.

Девятиточечная система (рис. 47). Соотношение на­гнетательных и добывающих скважин составляет 1 : 3, так что ω = 1/3.

Самая интенсивная из рассмотренных систем с площадным расположением скважин пятиточечная, наименее интенсивная девятиточечная. Считается, что все площадные системы "жест­кие", поскольку при этом не допускается без нарушения геомет­рической упорядоченности расположения скважин и потоков движущихся в пласте веществ использование других нагнета­тельных скважин для вытеснения нефти из данного элемента, если нагнетательную скважину, принадлежащую данному эле­менту, нельзя эксплуатировать по тем или иным причинам. В самом деле, если, например, в блочных системах разработки (особенно в трех- и пятирядной) не может эксплуатироваться какая-либо нагнетательная скважина, то ее может заменить со­седняя в ряду. Если же вышла из строя или не принимает зака­чиваемый в пласт агент нагнетательная скважина одного из эле­ментов системы с площадным расположением скважин, то необ­ходимо либо бурить в некоторой точке элемента другую такую скважину (очаг), либо осуществлять процесс вытеснения нефти из пласта за счет более интенсивной закачки рабочего агента в нагнетательные скважины соседних элементов. В этом случае упорядоченность потоков в элементах сильно нарушается.

---

В то же время при использовании системы с площадным расположением скважин по сравнению с рядной получают важ­ное преимущество, состоящее в возможности более рассредото­ченного воздействия на пласт. Это особенно существенно в про­цессе разработки сильнонеоднородных по площади пластов. При использовании рядных систем для разработки сильнонеоднородных пластов нагнетание воды или других агентов в пласт сосредоточено в отдельных рядах. В случае же систем с пло­щадным расположением скважин нагнетательные скважины бо­лее рассредоточены по площади, что дает возможность подверг­нуть отдельные участки пласта большему воздействию. В то же время, как уже отмечалось, рядные системы вследствие их боль­шей гибкости по сравнению с системами с площадным располо­жением скважин имеют преимущество в повышении охвата пла­ста воздействием по вертикали. Таким образом, рядные системы предпочтительны при разработке сильнонеоднородных по вер­тикальному разрезу пластов.

Рис 48. Элемент шпиточечной систе­мы, превращаемый в элемент девяти­точечной системы разработки:

1 - "четверти" основных добывающих скважин пятиточечного элемента; 2 -целики нефти; 3 - дополнительно пробуренные добывающие скважины; 4 - обводнение области элемента; 5 -нагнетательная скважина
Рис.49 Схема расположения скважин для разработки пласта с изменением направления вытеснения нефти:

1 - нагнетательные скважины; 2 -добывающие скважины

В поздней стадии разработки пласт оказывается в значитель­ной своей части занятым вытесняющим нефть веществом (на­пример, водой). Однако вода, продвигаясь от нагнетательных скважин к добывающим, оставляет в пласте некоторые зоны с высокой нефтенасыщенностью, близкой к первоначальной нефтенасыщенности пласта, т.е. так называемые целики нефти. На рис. 48 показаны целики нефти в элементе пятиточёчной систе­мы разработки. Для извлечения из них нефти в принципе мож­но пробурить скважины из числа резервных, в результате чего получают девятиточечную систему.

Для регулирования разработки нефтяных месторождений ис­пользуют очаговое и избирательное заводнения с частичным из­менением ранее-существовавшей системы разработки.

В особых случаях для разработки пластов, например, с заранее запланированным изменением направления вытеснения, мо­гут использоваться специальные схемы расположения скважин. Одна из таких схем показана на рис. 49, где направление вы­теснения можно менять на 90°, выключая и включая, соответст­венно, ряды нагнетательных скважин.

---

При использовании наклонно направленных скважин, осо­бенно при разработке месторождений морского шельфа, наклон­ные стволы должны, по возможности, вскрывать всю разрабаты­ваемую толщу пласта. Скважины бурят с одной или нескольких морских платформ. Для того чтобы "покрыть" всю площадь мес­торождения скважинами, их стволы делают сильно искривлен­ными (рис.50). Схему расположения наклонных скважин, про­буренных с морской платформы (рис.50, а), можно считать "рядной". Элемент такой схемы представлен на рис. 50, б.

3. Скважинно-трещинные системы разработки. Использова­ние скважин с горизонтальными стволами при разработке силь­нослоистых пластов, особенно таких, где отдельные проницае­мые прослои отделены друг от друга непроницаемыми перемыч­ками, может привести к значительному снижению нефтеотдачи ввиду того, что горизонтальными слоями вскрываются в лучшем случае лишь отдельные прослои пласта, а из остальных нефтенасыщенных слоев нефть не извлекается.

Одним из выходов из этой трудности является применение таких наклонно направленных скважин, стволы которых, буду­чи не вполне горизонтальными, вскрывают все прослои пласта. Однако эффективность таких скважин по сравнению с обычны­ми вертикальными скважинами невелика, так как площади дре­нирования ими отдельных прослоев останутся небольшими.

Преодолеть описанную выше трудность позволяет массовое проведение на месторождении гидравлического разрыва пласта




Рис 51. Схема расположения скважин, буримых и эксплуатируемых с морской платформы:

1 - морская платформа; 2 - уровень моря; 3 - морское дно; 4 - стволы сква­жин; 5 - перфорированные части стволов скважин, вскрывших пласт; 6 -пласт
(ГРП) как в вертикальных, так и в наклонно направленных скважинах. В этом случае на месторождении будет создана осо­бая система разработки, которую можно назвать скважинно-тре-щинной системой разработки.

ГРП - это специальная технологическая операция по воздей­ствию, в первую очередь, на прилегающую к стволу скважины зону пласта ("призабойную зону"), при осуществлении которой в скважине, в пределах продуктивного пласта, создается высо­кое давление путем закачки в пласт загущенной жидкости. Под действием высокого давления в породах пласта образуются тре­щины. В большинстве случаев при этом создаются - Трещины, рассекающие пласт в вертикальном направлении ("вертикаль­ные трещины"), имеющие значительную протяженность (поряд­ка 100 м и более) в горизонтальной плоскости. В процессе гид­равлического разрыва пласта обычно получает наибольшее рас­пространение одна вертикальная трещина, развивающаяся в две стороны от скважины.

---

Ориентация такой трещины в горизонтальной плоскости зависит от направления главных компонент естественного напряжения в горных породах пласта. Эти направления обычно сохраняются (остаются неизменными во времени) на значи­тельных площадях в пределах месторождений.

---