РАЗРАБОТКА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЗАВОДНЕНИЯ, Основные показатели разработки - Разработка нефтяных месторождений
Основные показатели разработки
Заводнение нефтяных месторождений применяют с целью вытеснения нефти водой из пластов и поддержания при этом пластового давления на заданном уровне.
В настоящее время заводнение -- самый распространенных в мире вид воздействия на пласты разрабатываемых месторождений. В России свыше 90% всей нефти добывают из заводняемых месторождений. В США из таких месторождений также получают значительную часть добычи нефти.
Наиболее часто применяемые виды заводнения: внутриконтурное при рядных или блоково-рядных и площадных схемах расположения скважин и законтурное. Используют также очаговое и избирательное заводнение.
Технологически заводнение осуществляется следующим образом. Очищенную от примесей воду с помощью насосов высокого давления, установленных на насосной станции, закачивают в нагнетательные скважины, располагаемые на площади нефтеносности (внутриконтурное заводнение) или вне ее (законтурное заводнение). Воду нагнетают одновременно в несколько скважин (куст). Поэтому и насосные станции, применяемые с целью осуществления заводнения нефтяных пластов, называют кустовыми насосными станциями. К качеству воды, закачиваемой в пласт, предъявляют следующие требования. В среднем принято, что количество взвешенных частиц в ней не должно превышать 5 мг/л для низкопроницаемых и 20 мг/л для высокопроницаемых пластов.
Давление на устье нагнетательных скважин в процессе наводнения пластов поддерживают обычно на уровне 5 -- 10 МПа, а в ряде случаев -- 15 -- 20 МПа. Так как проницаемости в призабойных зонах отдельных скважин неодинаковы при одном и том же давлении на устье, расход закачиваемой в различные скважины воды различный. Теория заводнения нефтяных пластов показывает, что расход воды, закачиваемой в нагнетательную скважину, согласно закону Дарси, должен быть пропорциональным перепаду давления. Однако фактически, согласно опытным данным, он нелинейно зависит от перепада давления, причем при незначительных его значениях зависимость близка к линейной, но при некотором перепаде давления, расход начинает резко увеличиваться.
Это происходит по той причине, что при перепаде давления в призабойной зоне скважины раскрываются трещины и эффективная проницаемость пласта в этой зоне резко возрастает.
При разработке нефтяных месторождений с применением заводнения из добывающих скважин вначале получают практически чистую нефть, т. е. безводную продукцию, а затем, по мере роста объема закачанной в пласт воды, начинают вместе с нефтью добывать воду. Если -- полный расход воды, закачиваемой в разрабатываемый пласт или месторождение в целом в единицу времени, -- количество добываемой из пласта или месторождения воды в единицу времени (дебит воды), а -- дебит нефти, то имеем следующие выражения.
Текущую нефтеотдачу при разработке заводняемых месторождений выражают обычно в виде зависимости от или от ( -- поровый объем пласта; -- геологические запасы нефти). Типичная зависимость, получаемая при разработке пластов, содержащих маловязкую нефть (вязкостью 1?10-3 -- 5?10-3 МПа. с), с применением заводнения показана.
Зависимость текущей нефтеотдачи от отношения в том случае, когда заводнение применяют с начала разработки месторождения, имеет вид, показанный.
Текущая обводненность продукции, добываемой из пласта или месторождения, составит
Коэффициентом вытеснения нефти водой при разработке нефтяных месторождений с применением заводнения называется отношение извлеченной из пласта нефти к ее запасам, первоначально находившимся в части пласта, подверженной воздействию заводнением. Соответственно к о э ф ф и ц и е н т о м о х в а т а пласта воздействием называется отношение запасов нефти, первоначально находившихся в части пласта, подверженной воздействию заводнением, к геологическим запасам нефти в пласте.
Пласт состоит из четырех пропластков (1, 2, 3 и 4), причем только три нижних охвачены заводнением, а первый пропласток, вследствие того, что он прерывается из-за литологического выклииивания в области между нагнетательной галереей (х=О) и добывающей галереей (x= ), не разрабатывается -- в него не поступает закачиваемая в пласт вода и из него не добывается нефть. Общие геологические запасы нефти в пласте
В условиях неизменной системы и технологии разработки пласта в случае, когда коэффициент нефтеотдачи равен произведению коэффициента вытеснения на коэффициент охвата, зависимость их от, показана на рис. 42, откуда видно, что возрастает с увеличением, а остается постоянным, поскольку объем охваченных воздействием запасов в указанных условиях с течением времени не изменяется.
Если же определяют как произведение трех коэффициентов согласно формуле (5.10), то их зависимости от при неизменных системе и технологии разработки пластов будут иметь вид, показанный на рис. 43.
Коэффициент вытеснения нефти водой из заводненной области (кривая 1) в каком-либо из пропластков до подхода воды по нему к добывающей галерее будет близким к постоянному. В остальных пропластках этот коэффициент в период безводной добычи нефти также остается неизменным и только в водный период он несколько возрастает вследствие дополнительного"отмыва" нефти. Поэтому этот коэффициент остается постоянным в начальный период вытеснения нефти водой из пласта в целом и только в конце разработки возрастает. Коэффициент заводнения (кривая 2 на рис. 43) в соответствии с его определением будет непрерывно возрастать, поскольку по мере закачки в пласт воды объем заводненной области непрерывно увеличивается. Коэффициент охвата (кривая 3) остается постоянным при неизменной системе и технологии разработки месторождения. Коэффициенты и в общем случае, т. е. не только при разработке месторождения с применением заводнения, определяют по физико-геологическим свойствам и строению пласта на небольших участках, т. е. по микроструктуре пласта, а также механизму извлечения из него нефти. Коэффициент вытеснения часто определяют на основе данных лабораторных экспериментов вытеснения нефтей из естественных образцов пород-кернов, а также промысловых исследований. Теоретические и экспериментальные данные показывают, что коэффициент вытеснения в процессе разработки месторождений с применением заводнения, т. е. при вытеснении нефти из пластов не смешивающейся с нефтью жидкостью -- водой, зависит от следующих основных факторов:
- 1) минералогического состава и литологической микроструктуры пород -- коллекторов нефти и, как следствие этих факторов, -- глинистости пород, распределения пор по размерам, уровня абсолютной проницаемости, относительных проницаемостей, параметров микротрещиноватости пород, т. е. размера блоков и трещин, отношения их проницаемостей и т. д.; 2) отношения вязкости нефти к вязкости воды, вытесняющей нефть; 3) структурно-механических (неньютоновских) свойств нефти и их зависимостей от температурного режима пластов; 4) смачиваемости пород водой и характера проявления капиллярных сил в породах-коллекторах с различной микроструктурой; 5) скорости вытеснения нефти водой.
Коэффициент охвата пластов воздействием при заводнении зависит главным образом от следующих факторов.
- 1. Физических свойств и геологической неоднородности разрабатываемого нефтяного пласта в целом (макронеоднородности пласта). Здесь имеется в виду наличие газовой шапки, нефтенасыщенных зон, подстилаемых водой, т. е. водоплавающих зон, прерывистости пласта по вертикали (наличия непроницаемых пропластков) и по горизонтали (литологического выклинивания пропластков), существования дизъюнктивных разрывов и т. д. 2. Параметров системы разработки месторождения, т. е. расположения скважин в пласте, расстояний между добывающими, а также между добывающими и нагнетательными скважинами, отношения числа нагнетательных к числу добывающих скважин. 3. Давления на забоях нагнетательных и добывающих скважин, применения методов воздействия на призабойную зону и совершенства вскрытия пластов. 4. Применения способов и технических средств эксплуатации скважин (механизированных способов добычи, обеспечивающих необходимый отбор жидкости из скважин, методов одновременно-раздельной эксплуатации). 5. Применения методов управления процессом разработки месторождения путем частичного изменения системы разработки (очагового и избирательного заводнения) или без изменения системы разработки (изменения режима работы скважин, установления оптимальных условий прекращения эксплуатации скважин, циклического заводнения и др.).
В целом можно отметить, что коэффициент вытеснения зависит от физических свойств пласта, его микронеоднородности и характеристик процесса вытеснения нефти из пористой среды, а коэффициент охвата пластов воздействием при заводнении, как и при других методах разработки, определяется степенью макронеоднородности месторождения, системой разработки и условиями эксплуатации скважин.
Чтобы прогнозировать показатели разработки нефтяного месторождения при его заводнении, необходимо, помимо модели самого пласта, во многих случаях сохраняющейся одинаковой при всех методах извлечения нефти из недр, использовать также модель процесса заводнения пласта и затем применительно к конкретной системе разработки - расчетную схему для месторождения в целом или его элемента.
Как показывают исследования вытеснения нефти водой их образцов-коллекторов, после подхода воды к концу образца начинается извлечение из него нефти вместе с водой, т. е. происходит так называемый водный период разработки. В одних случаях после начала этого периода из образца добывается незначительное количество нефти (рис. 44, кривая 1), в других в этот период из образцов извлекаются значительные объемы нефти, сравнимые с объемами нефти, извлекаемыми в безводный период (кривая 2).
Зависимости текущей нефтеотдачи от :1 и 2 - кривые, построенные по данным соответственно при поршневом и непоршневом вытеснении нефти водой.
Такое несходство между кривыми вытеснения нефти водой из образцов пород в водный период объясняется различием микроструктуры пористых сред, характером проявления в них капиллярных сил, различием вязкостей вытесняемой и вытесняющей жидкостей и др. Исследования фазовых и относительных проницаемостей пористых сред при вытеснении из них нефти водой показывают, что для многих пластов характерно возникновение в порах раздробленных, дисперсированных мелких глобул нефти, неизвлекаемой из пористой среды даже во время прокачки через нее при одних и тех же перепадах давления неограниченного количества воды, т. е. при так называемой бесконечной промывке. Таким образом, в этих пластах остаточная нефть находится в виде неподвижных глобул, заключенных в тупиковых зонах, в поровых ловушках, т. е. в местах пористых сред, где путь движению нефти преграждается плотными скоплениями зерен пород. Раздроблению нефти в процессе вытеснения ее из пористых сред, возникновению неподвижных глобул способствуют также различие вязкостей нефти и воды и наличие неньютоновских свойств у нефти. Дисперсирование нефти в пористых средах происходит недалеко от фронта вытеснения, позади него, где находятся одновременно нефть и вода, так что за водный период из образцов рассматриваемых пористых сред добывают небольшое количество нефти. Процесс вытеснения нефти водой из этих сред как раз и описывается кривой 1. Если в пористой среде содержится сравнительно небольшое число тупиковых зон в единице объема, то нефть, будучи даже раздробленной позади фронта вытеснения ее водой, продолжает двигаться в этой среде и извлекаться из нее по мере закачки в образец воды. В таком случае вытеснение нефти из образца пористой среды характеризуется кривой 2.
Возьмем два образца пористой среды. В образце 1 процессу вытеснения нефти водой соответствует кривая 1, а в образце 2 -- кривая 2 Допустим, что к началу водного периода извлечения нефти в эти образцы было закачано по одному и тому же количеству воды. Как видно из из образца 1 при почти не извлекается нефть, а из образца 2 добывается значительное количество нефти. Можно отметить, что для образца 2 существенное значение имеет водный период добычи нефти, в течение которого в пористой среде происходит совместная (двухфазная) фильтрация нефти и воды.
Кривую 1 можно аппроксимировать двумя прямыми -- наклонной, соответствующей условию и параллельной оси абсцисс, справедливой при. Обе прямые на рис. 44 показаны пунктирными линиями. Этой аппроксимации соответствует определенная модель процесса вытеснения нефти водой из пористых сред -- модель поршневого вытеснения нефти водой.
Для описания процессов вытеснения нефти водой из пористых сред, характеризующихся кривыми типа 2, используют модель совместной (двухфазной) фильтрации нефти и воды.
Обе модели основаны на экспериментальных характеристиках процесса вытеснения нефти водой из пористых сред. При поршневом вытеснении экспериментально определяют коэффициент вытеснения и объем закачанной в пористую среду воды, равный объему извлеченной из нее нефти. При двухфазной фильтрации используют зависимости фазовых или относительных проницаемостей для нефти и воды от насыщенности пористой среды водой.
Похожие статьи
-
В большинстве своем газовые месторождения в начальный период разрабатываются по газовому режиму. Проявление водонапорного режима обычно замечается не...
-
При разработке газовых и газоконденсатных месторождений принято выделять следующие периоды добычи газа: нарастающей, постоянной и падающей. Период...
-
После принятия к реализации проектного документа, определяющего разработку нефтяного месторождения, приступают к разбуриванию месторождения, его...
-
Системы разработки с воздействием на пласты - Разработка нефтяных месторождений
Системы с законтурным воздействием (заводнением). На рис. 7 в плане и в разрезе показано расположение добывающих и нагнетательных скважин при разработке...
-
Проявление упругого режима Разработка нефтяного месторождения при упругом режиме - это осуществление процесса извлечения нефти из недр в условиях, когда...
-
На основе анализа разработки нефтяного месторождения и выявления расхождений проектных и фактических показателей разработки осуществляют мероприятия по...
-
Показатели разработки - Основы добычи нефти и газа
Для характеристики процесса извлечения нефти из недр применяют показатели, определяющие во времени как интенсивность, так и степень извлечения нефти,...
-
Системы разработки при отсутствии воздействия на пласты - Разработка нефтяных месторождений
Если предполагается, что нефтяное месторождение будет разрабатываться в основной период при режиме растворенного газа, для которого характерно...
-
Анализ принципа разработки месторождения Действующим проектным документом является "Дополнении к проекту разработки Мамонтовского месторождения",...
-
Основные подходы и допущения В данном разделе приведен расчет экономической эффективности трех вариантов, Проекта разработки месторождения Сазанкурак,...
-
Исследования, связанные с разработкой нефтяных и газовых залежей, следует начинать в первых скважинах, в которых получили притоки нефти и газа. На...
-
Объект и система разработки Нефтяные и нефтегазовые месторождения - это скопления углеводородов в земной коре, приуроченные к одной или нескольким...
-
Экономические показатели вариантов разработки - Особенность разработки месторождения
Таким образом, при выборе рекомендуемого варианта разработки, были рассмотрены вариант 1 (базовый) и 4 основных варианта: 1, 4а (3г+ГРП), 5(4а+РЦЗ),...
-
Основной принцип разработки нефтяных месторождений в РФ заключается в следующем: каждое нефтяное месторождение разрабатывают таким образом, чтобы при...
-
Большая часть месторождений природного газа разрабатывается в условиях водонапорного режима. Разработка газовых залежей в условиях водонапорного режима...
-
В последнее время одним из главных направлений повышения качества проектирования, управления и контроля за разработкой нефтяных и газонефтяных...
-
Модели пласта и процессов вытеснения нефти - Разработка нефтяных месторождений
Нефтяные месторождения как объекты природы обладают весьма разнообразными свойствами. Известно, что нефть может насыщать не только пористые песчаники, но...
-
Площади газоносности газовых залежей в плане могут иметь различную форму: удлиненного овала с отношением продольной и поперечной осей более 10, овала,...
-
Составление технологических проектных документов на промышленную разработку нефтяных и газонефтяных месторождений является комплексной...
-
Под контролем процесса разработки понимают сбор, обработку и обобщение первичной информации о нефтяной залежи с целью получения сведений о текущем...
-
Параметры, характеризующие систему разработки Данное на предыдущем разделе определение системы разработки нефтяного месторождения -- общее, охватывающее...
-
Основы разработки нефтяных месторождений, Объект и система разработки - Основы добычи нефти и газа
Объект и система разработки Объект разработки -- это искусственно выделенное в пределах месторождения геологическое образование (пласт, массив,...
-
В процессе бурения скважин гидрогеологические наблюдения включают определение статических уровней, пластовых давлений, дебитов, отбор проб воды на...
-
Системы разработки классифицируют по признакам, в основу которых положены характеристики, определяющие отличительные их черты. 1) По геометрии...
-
Схематизация форм залежей и контуров нефтеносности Нефтяные залежи, как правило, имеют сложное геологическое строение и неправильную конфигурацию,...
-
Выработанность запасов нефти по объектам разработки различна. Оценка выработки запасов приведена в табл. 1.6. Таблица 1.6 Оценка выработки запасов по...
-
Обоснование сети наблюдательных и пьезометрических скважин по Мамонтовскому месторождению ввиду длительного срока разработки не требуется. По состоянию...
-
Нефтяные и газонефтяные месторождения вводятся в промышленную разработку на основе технологических схем и проектов разработки. Условия и порядок ввода...
-
Режимы работы нефтяных залежей - Разработка нефтяных месторождений
Режимом работы залежи называется проявление преобладающего вида пластовой энергии в процессе разработки. Источники и характеристики пластовой энергии...
-
Модели вытеснения нефти - Разработка нефтяных месторождений
Рассмотрим модели процесса вытеснения нефти водой (газом). Модель поршневого вытеснения. Предполагается движущийся в пласте вертикальный фронт (границы),...
-
Характеристика технологических показателей разработки Состояние разработки пермо-карбоновой залежи на 01.01.04г. характеризуется следующим показателями:...
-
Ввод нефтяного месторождения в разработку - Основы добычи нефти и газа
Разработка нефтяного месторождения проходит несколько стадий: начальную, когда его разбуривают и обустраивают; среднюю или основную, соответствующую...
-
Основные показатели разработки месторождения - Разработка месторождения
При реализации базового варианта 1 прогнозируемая накопленная добыча нефти на конец разработки составит 150,2 Млн. т. Вариант 1 не обеспечивает...
-
Анализ разработки пластов Суторминского месторождения - Разработка месторождения
В 2011 году на месторождении было добыто 4383,5 тыс. тонн нефти, что на 6987 тыс. тонн меньше максимального уровня. Текущий темп отбора составил 2,6% от...
-
Основы проектирования разработки газовых месторождений - Основы добычи нефти и газа
Основная задача проектирования месторождения состоит в выборе такой системы, при которой обеспечивается минимум приведенных затрат на добычу...
-
Состояние разработки Суторминского месторождения - Разработка месторождения
Данные о состоянии разработки Суторминского месторождения приведены ниже в таблицах 3.3.1 и 3.3.2. Сравнительная характеристика показателей по объектам...
-
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РАЗРАБОТКИ - Разработка нефтяных месторождений
Научно обоснованное применение каждого нового процесса разработки нефтяных и газовых месторождений начинают с его экспериментального изучения в...
-
Сравнение проектных и фактических показателей разработки по объектам не проводилось, поскольку в протоколе № 3284 от 17.11.2004 г. приведена таблица...
-
Анализ остаточных извлекаемых запасов показал, что в южной части залежи сосредоточена большая часть ОИЗ составляет907 тыс. т. На фаменском объекте...
-
Краткая характеристика основных технико-экономических показателей НГДУ "Чекмагушнефть" Основные месторождения, разрабатываемые НГДУ "Чекмагушнефть",...
РАЗРАБОТКА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЗАВОДНЕНИЯ, Основные показатели разработки - Разработка нефтяных месторождений