23. Уравнение материального баланса. Уп­ругий запас пласта.

Уравнение материального баланса

Для того чтобы осуществлять расчеты про­цессов разработки нефтяных месторождений при упругом режиме, необходимо прежде всего получить дифференциальное уравнение этого ре­жима, при выводе к-го исходят из уравнения не­разрыв­ности массы фильтрующегося вещества.

24. Режим растворенного газа. Разновидности режима (режим чисто рас-го газа, смешанный режим, газонапорный режим)

При уменьшении давления ниже давления на­сыщения в раз­рабатываемом пласте развивается режим растворенного газа. Когда насыщенность порового пространства свободным газом, выде­лившимся из нефти, еще мала, газ остается в нефти в виде пузырьков. С увеличением же газо­насыщенности в связи с прогрессирующим сни­жением пластового давления пузырьки газа всплывают под действием сил гравитации, обра­зуя в по­вышенной части пласта газовое скопле­ние — газовую шапку, если ее образованию не мешает слоистая или иная неоднород­ность.

Выделяющийся из нефти газ, расширяясь со снижением давления, способствует вытеснению нефти из пласта. Режим пласта, при котором происходит такое вытеснение нефти, на­зывают режимом растворенного газа. Если произо­шло отделение газа от нефти в пласте в целом и обра­зовалась газовая шапка, режим растворенного газа сменяется газонапорным.

При РРГ запасы пластовой энергии зависят от коли­чества растворенного газа в нефти.

25. Виды заводнения и области их применения. В Настоящее время заводнение  это наиболее интенсивный и экономически эффективный способ воздействия, позволяющий значительно уменьшить количество добывающих скважин, увеличить их дебит, снизить затраты на 1 т добываемой нефти. С его помощью в СССР в начале 80-х годов было добыто свыше 90 % нефти.

         В зависимости  от  расположения  нагнетательных  скважин  по отношению к залежи нефти  различают:  законтурное, приконтурное  и  внутриконтурное   за-воднение. На многих месторождениях применяют сочетание  этих разновид-ностей.  

        ЗАКОНТУРНОЕ  ЗАВОДНЕНИЕ

Недостаточное продвижение контурных вод в процессе разработки, не компенсирующее отбор нефти из залежи, сопровождающееся снижением пластового давления и уменьшением дебитов скважин, обусловило возникновение метода законтурного заводнения. Сущность этого явления заключается в быстром восполнении природных энергетических  ресурсов, расходуемых  на  продвижение  нефти   к  забоям  эксплуатационных   скважин.  С  этой целью  поддержание  пластового давления  производится  закачкой  воды       через  нагнетательные  скважины,  расположенные за пределами нефтеносной части продуктивного пласта в зоне, занятой водой ( за внешним контуром нефтеносности)  (рис.  1 ).  При  этом, линию нагнетания  намечают  на  некотором расстоянии за внешним контуром нефтеносности. Это расстояние зависит от таких факторов, как:

·         степень разведанности залежи – степень достоверности установления местоположения внешнего контура нефтеносности, что в свою очередь зависит не только от числа пробуренных скважин, но и от угла падения продуктивного пласта и от его постоянства;

·         предполагаемое расстояние между нагнетательными скважинами;

·         расстояние между внешними и внутренними контурами нефтеносности и между внутренним контуром нефтеносности и первым рядом добывающих скважин.      

Чем лучше степень разведанности, чем достовернее определено местопо-ложение внешнего контура нефтеносности, чем круче и выдержаннее пласт,тем ближе к контуру можно наметить линию нагнетания.  Смысл этого требования заключается в гарантии от заложения нагнетательных скважин в нефтеносной части пласта. Чем больше будет расстояние между нагнетательными скважинами, тем больше должно быть и расстояние от контура нефтеносности до линии нагнетания. Выполнение этого требования обеспечивает сохранение формы контуров нефтеносности без резких языков вторжения воды в нефтяную часть пласта против нагнетательных скважин и достижение равномерности перемещения  водонефтяного контакта ( ВНК ). 

Положительный эффект системы законтурного заводнения

       Законтурное заводнение дает значительный эффект и не имеет указанных выше недостатков при разработке залежей малых и средних размеров, когда имеется не более четырех батарей скважин.

При законтурном заводнении не нарушается естественное течение процесса, а лишь интенсифицируется, приближая область питания непосредственно к залежи.

     Опыт разработки нефтяных месторождений с применением законтурного заводнения привел к следующим основным выводам:

        1.   Законтурное заводнение позволяет не только поддерживать  пластовое    давление на первоначальном уровне, но и превышать его.

2.    Использование законтурного заводнения дает возможность обеспечивать доведение максимального темпа разработки месторождений до 5-7 % от начальных извлекаемых запасов, применять системы разработки с параметром плотности сетки скважин  20-60  10 4  м2 / скв  при довольно высокой конечной нефтеотдаче, достигающей 0,50 – 0,55  в сравнительно однородных пластах и при вязкости  нефти в пластовых условиях порядка 1-5  10 –3  Па  с .

3.    При разработке крупных по площади месторождений с числом рядов добывающих скважин больше пяти законтурное заводнение оказывает слабое воздействие на центральные части, в результате чего добыча нефти из этих частей оказывается низкой. Это ведет к тому, что темп разработки крупных месторождений в целом не может быть достаточно высоким при законтурном заводнении.

4.    Законтурное заводнение не позволяет воздействовать на отдельные локальные участки пласта с целью ускорения извлечения из них нефти, выравнивания пластового давления в различных пластах и пропластках.

5.    При законтурном заводнении довольно значительная часть воды, закачиваемой в пласт, уходит в водоносную область, находящуюся за контуромнефтеносности, не вытесняя нефть из пласта.

              ПРИКОНТУРНОЕ  ЗАВОДНЕНИЕ

        Приконтурное заводнение применяется для пластов с сильно пониженной проницаемостью в законтурной части. При нем нагнетательные скважиныбурятся в водонефтяной зоне пласта между внутренним и внешним контурами нефтеносности  ( рис. 2 ).

 

 

           Рис. 2.   Схема размещения скважин при приконтурном заводнении 

       Преимущества приконтурного заводнения очевидны. Краевые части залежей, вплоть до внешнего контура нефтеносности отличаются малыми мощностяминефтеносных пород, не имеющих  для разработки практического  значения. На крупных  платформенных залежах добывающие скважины не закладываются в зонах малых мощностей ( 1 – 3 м ).

         Метод приконтурного заводнения, по сравнению с другими, более интенсивными методами не может обеспечить в течение краткого срока  достижение максимального уровня  добычи, но позволяет за более длительный промежуток времени сохранить достаточно высокий стабильный уровень добычи.

        ВНУТРИКОНТУРНОЕ   ЗАВОДНЕНИЕ

Полученные результаты  законтурного заводнения нефтяных пластов вызвали дальнейшее усовершенствование  разработки нефтяных месторождений и привели к целесообразности использования внутриконтурного заводнения, особенно крупных месторождений, с разрезанием пластов рядами нагнетательных скважин на отдельные площади или блоки.

         При внутриконтурном заводнении поддержание или восстановление баланса пластовой энергии осуществляется закачкой воды непосредственно в нефтенасыщенную часть пласта ( рис.  3 ).

  В  России применяют следующие виды внутриконтурного заводнения:

·         разрезание залежи нефти рядами нагнетательных скважин  на отдельные площадки;

·         барьерное заводнение;

·         разрезание  на отдельные блоки самостоятельной разработки;

·         сводовое заводнение;

·         очаговое заводнение;

·         площадное заводнение.

 

 

Рис. 3.   Схема  размещения  скважин  при  внутриконтурном  заводнении

   Система заводнения с разрезанием залежи на отдельные площади применяется  на крупных месторождениях платформенного типа с широкими водонефтяными зонами. Эти зоны отрезают от основной части залежи и разрабатывают по самостоятельной системе.  На средних и небольших по размеру  залежах применяют поперечное разрезание их рядами нагнетательных скважин на блоки ( блоковое заводнение). Ширина площадей и блоков  выби-рается с учетом соотношения  вязкостей и прерывистости пластов ( литоло-гического замещения) в пределах до 3 – 4 км, внутри размещают нечетное число рядов добывающих скважин ( не более 5 – 7 ).

 Разрезание на отдельные площади и блоки нашло применение  на Ромашкинском ( 23 пласта горизонта Д1 , Татария ), Арланском ( Башкирия), Мухановском ( Куйбышевская обл.), Осинском (Пермская обл.), Покровском (Оренбургская обл.), Узеньском (Казахстан), Правдинском, Мамонтовском, Западно-Сургутском, Самотлорском ( Западная Сибирь) и других место-рождениях. 

Очаговое заводнение в настоящее время применяется в качестве  до-полнительного мероприятия  к основной системе заводнения. Оно осущест-вляется на участках залежи, из которых в связи с неоднородным строением пласта, линзовидным характером залегания песчаных тел и другими причинами, запасы нефти не вырабатываются.

Оно более эффективно на  поздней стадии разработки. Внедрено на месторождениях Татарии, Башкирии, Пермской, Оренбургской областей и т.д.

Избирательное заводнение применяется в случае залежей с резко выра-женной неоднородностью  пластов. Особенность этого вида заводнения заключается в том, что в начале скважины бурят по равномерной квадратной сетке  без разделения на эксплуатационные и нагнетательные, а после исследования и некоторого периода разработки из их числа выбирают наиболее эффективные нагнетательные скважины. Благодаря этому, при меньшем их числе реализуется максимально интенсивная система заводнения и достигается более полный охват охват заводнением.

Площадное  заводнение  характеризуется рассредоточенной закачкой воды  в залежь по всей площади ее нефтеносности. Площадные системы заводнения по числу скважино-точек каждого элемента залежи с расположенной  в его центре одной добывающей скважиной могут быть четырех-, пяти-, семи- и девя-титочечные , также линейные ( рис.  4 ).

 

 

 

 

Рис. 4 Площадная четырех-(а), пяти-(б), семи-(В), девятиточечная (г) и линейная (д,е) системы заводнения (с выделенными элементами)

 

 

        Площадное заводнение эффективно при разработке малопроницаемых пластов. Его эффективность увеличивается с повышением однородности, толщины пласта, а также с уменьшением вязкости нефти и глубины залегания залежи.

.