Материал: Разработка нефтяных месторождений.

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Наиболее полное извлечение нефти, газа и конденсата из ме­ сторождений— главное направление рационального использо­ вания недр.

Важное значение имеет осуществление во всех звеньях на­ родного хозяйства, в том числе во всех технологических процес­ сах разработки нефтяных и газовых месторождений, энергосбе­ регающих мероприятий. Необходимо стремиться к использова­ нию таких технологий извлечения и таких вариантов подъема на дневную поверхность, подготовки и транспорта нефти и га­ за, которые характеризуются по возможности меньшими затра­ тами энергии на тонну добываемых нефти и газа, ликвидиро­ вать потери и бессмысленное сжигание углеводородов.

Разработка нефтяных месторождений как учебная дисципли­ на принадлежит к категории инженерных дисциплин. Ей свой­ ственно не только качественное, но и, главным образом, коли­ чественное изучение нефтяных месторождений и протекающих в них процессов, а также подготовка инженерных решений — про­ ектов, представляемых не в описательном, а в количественном виде. Поэтому во всех разделах данного курса используются математические методы. Можно даже подчеркнуть, что разра­ ботка нефтяных месторождений — одна из наиболее насыщен­ ных математическими методами инженерных дисциплин. Объяс­ няется это обстоятельство отчасти тем, что инженеры-разработ­ чики не имеют непосредственного доступа к объектам своей деятельности (нефтяным пластам) и даже начинают их позна­ вать не путем непосредственных измерений, а на основе мате­ матической обработки данных геофизических и гидродинамиче­ ских исследований скважин. Процессы, протекающие в нефтя­ ных пластах во время их разработки, инженеры-разработчики могут распознавать количественно только по проявлениям этих процессов в скважинах путем решения так называемых обрат­ ных математических задач.

В курсе разработки нефтяных месторождений комплексно используют многие важные положения геологии, геофизики, фи­ зики пласта, подземной гидрогазомеханики, механики горных пород, технологии эксплуатации скважин и систем добычи неф­ ти, экономики и планирования.

Вместе с тем разработка нефтяных месторождений — это не конгломерат геологии, подземной гидромеханики, технологии до­ бычи нефти и экономики, а самостоятельная комплексная об­ ласть науки и инженерная дисциплина, имеющая свои специ­ альные разделы, связанные с учением о системах и технологи­ ях разработки месторождений, планированием и реализацией основного принципа разработки, проектированием и регулиро­ ванием разработки месторождений.

Г л а в а I

СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ

НЕФТЯНЫХ м е с т о р о ж д е н и и

§ 1. ОБЪЕКТ И СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ

 

Н е ф т я н ы е и н е ф т е г а з о в ы е

м е с т о р о ж д е н и я —

это скопления углеводородов в земной коре, приуроченные к од­ ной или нескольким локализованным геологическим структурам, т. е. структурам, находящимся вблизи одного и того же геогра­ фического пункта. Залежи углеводородов, входящие в место­ рождения, обычно находятся в пластах или массивах горных по­ род, имеющих различное распространение под землей, часто — различные геолого-физические свойства. Во многих случаях от­ дельные нефтегазоносные пласты разделены значительными толщами непроницаемых пород или находятся только на отдель­ ных участках месторождения.

Такие обособленные или отличающиеся по свойствам пласты

разрабатывают различными группами скважин, иногда при

этом используют различную технологию.

Введем

понятие об объекте разработки месторождения.

О б ъ е к т

р а з р а б о т к и — это искусственно выделенное в пре­

делах разрабатываемого месторождения геологическое образо­ вание (пласт, массив, структура, совокупность пластов), содер­ жащее промышленные запасы углеводородов, извлечение кото­ рых из недр осуществляется при помощи определенной группы скважин или других горнотехнических сооружений. Разработ­ чики, пользуясь распространенной у нефтяников терминологией, обычно считают, что каждый объект разрабатывается «своей сеткой скважин». Необходимо подчеркнуть, что сама природа не создает объекты разработки — их выделяют люди, разраба­ тывающие месторождение. В объект разработки может быть включен один, несколько или все пласты месторождения.

Основные особенности объекта разработки — наличие в нем промышленных запасов нефти и определенная, присущая дан­ ному объекту группа скважин, при помощи которых он разра­ батывается. При этом нельзя утверждать обратное, поскольку одними и теми же скважинами можно разрабатывать различ­ ные объекты путем использования технических средств для од­ новременно-раздельной эксплуатации.

Чтобы лучше усвоить понятие объекта разработки, рассмот­ рим пример. Пусть имеем месторождение, разрез которого по­ казан на рис. 1. Это месторождение содержит три пласта, от­ личающиеся толщиной, областями распространения насыщаю-

10

Геолого-физи-

 

Пласт

 

ческие свойства

1

2

3

 

 

Извлекаемые

200,0

50,0

70,0

запасы

нефти,

 

 

 

млн. т.

 

10,0

5,0

15,0

Толщина, м

Проницае­

100,0

150,0 500,0

мость, 10-3

 

 

 

мкм2

неф­

50

60

3

Вязкость

ти, 10-3 Па-с

Рис. 1. Разрез многопластового нефтяного месторождения

щих их углеводородов и физическими свойствами. В таблице приведены основные свойства пластов 1, 2 и 3, залегающих в пределах месторождения. Можно утверждать, что на рассмат­ риваемом месторождении целесообразно выделить два объекта разработки, объединив пласты 1 и 2 в один объект разработки (объект /), а пласт 3 разрабатывать как отдельный объект (объект II).

Включение пластов 1 я 2 в один объект обусловлено тем, что они имеют близкие значения проницаемости и вязкости нефти и находятся на небольшом расстоянии друг от друга по вертикали. К тому же извлекаемые запасы нефти в пласте 2 сравнительно невелики. Пласт 3 хотя и имеет меньшие по срав­ нению с пластом 1 извлекаемые запасы нефти, но содержит ма­ ловязкую нефть и высокопроницаемый. Следовательно, скважи­ ны, вскрывшие этот пласт, будут высокопродуктивными. Кроме того, если пласт 3, содержащий маловязкую нефть, можно раз­ рабатывать с применением обычного заводнения, то при раз­ работке пластов 1 я 2, характеризующихся высоковязкой нефтью, придется с начала разработки применять иную техно­ логию, например вытеснение нефти паром, растворами поли­ акриламида (загустителя воды) или при помощи внутрипластового горения.

Вместе с тем следует учитывать, что, несмотря на сущест­ венное различие параметров пластов 1, 2 я 3, окончательное ре­ шение о выделении объектов разработки принимают на основе анализа технологических и технико-экономических показателей

11

различных вариантов объединения пластов в объекты разра­ ботки.

Объекты разработки иногда подразделяют на следующие ви­ ды: самостоятельный, т. е. разрабатываемый в данное время, и возвратный, т. е. тот, который будет разрабатываться скважи­ нами, эксплуатирующими в этот период другой объект.

С и с т е м о й р а з р а б о т к и нефтяного месторождения сле­ дует называть совокупность взаимосвязанных инженерных ре­ шений, определяющих объекты разработки; последовательность и темп их разбуривания и обустройства; наличие воздействия на пласты с целью извлечения из них нефти и газа; число, со­ отношение и расположение нагнетательных и добывающих сква­ жин; число резервных скважин, управление разработкой место­ рождения, охрану недр и окружающей среды. Построить систе­ му разработки месторождения означает найти и осуществить указанную выше совокупность инженерных решений.

Важная составная часть создания такой системы — выделе­ ние объектов разработки. Поэтому рассмотрим этот вопрос бо­ лее подробно. Заранее можно сказать, что объединение в один объект как можно большего числа пластов на первый взгляд всегда представляется выгодным, поскольку при таком объеди­ нении потребуется меньше скважин для разработки месторож­ дения в целом. Однако чрезмерное объединение пластов в один объект может привести к существенным потерям в нефтеотдаче и в конечном счете к ухудшению технико-экономических пока­ зателей. На выделение объектов разработки влияют следующие факторы.

1. Геолого-физические свойства пород-коллекторов нефти и газаГ~Резко отличающиеся по проницаемости, общей и эффек­ тивной толщине, а также неоднородности пласты во многих слу­ чаях нецелесообразно разрабатывать как один объект, посколь­ ку они могут существенно отличаться по продуктивности, пла­ стовому давлению в процессе их разработки и, следовательно, по способам эксплуатации скважин, скорости выработки запа­ сов нефти и изменению обводненности продукции.

Для различных по площадной неоднородности пластов мо­ гут быть эффективными различные сетки скважин, так что объединять такие пласты в один объект разработки оказывает­ ся нецелесообразным. В сильно неоднородных по вертикали пла­ стах, имеющих отдельные низкопроницаемые пропластки, не сообщающиеся с высокопроницаемыми, бывает трудно обеспе­ чить приемлемый охват горизонта воздействием по вертикали вследствие того, что в активную разработку включаются только высокопроницаемые пропластки, а низкопроницаемые прослои не подвергаются воздействию закачиваемого в пласт агента (во­ ды, газа). С целью повышения охвата таких пластов разработ­ кой их стремятся разделить на несколько объектов.

2. Физико-химические свойства нефти и газа. Важное зна­ чение при выделении объектов разработки имеют свойства неф­

12

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/82937