2014-02-12
2329
Извлечение нефти и газа из недр осуществляется с помощью скважин, которые являются каналом, соединяющий продуктивный пласт с поверхностью земли. Под разработкой месторождения понимается управление процессом движения нефти и газа в пласте к эксплуатационным скважинам посредством определенного порядка размещения их на площади и регулирования баланса пластовой энергии.
Геологическое изучение месторождения позволяет определить размеры и конфигурацию залежей, контур нефтеносности, положение водонефтяных и газонефтяных контактов, мощность пласта в различных его зонах. По полученным данным подсчитываются геологические запасы нефти и газа в залежи. При подсчете прмышленных или извлекаемых запасов необходимо знать коэффициент нефтеотдачи, который показывает, какую часть общих запасов нефти можно извлечь, применяя существующие технологии. Приближенное его значение находят по исследованию кернов или расчетным путем. В зависимости от геологических особенностей залежей коэффициент нефтеотдачи может изменяться от 0,10 до 0,80.
Оснвными задачами проектирования разработки нефтяной залежи является определение:
-рациональной схемы размещения эксплуатационных и нагнетательных скважин и порядка их ввода в работу;
-дебитов скважин на различных этапах разработки;
-сроков работы отдельных скважин и полного срока разработки.
В проекте разработки рассматривают несколько вариантов. Первый вариант рассчитывают без поддержания пластовой энергии- в режиме истощения. Альтернативные варианты рассчитывают, используя прмышленно применяемые технологии поддержания пластовой энергии, интенсификации добычи нефти, увеличения нефтеотдачи и достижения утвержденного коэффициента нефтеотдачи.
Основными элементами в системе разработки залежи является схема размещения скважин и их количество. На залежах с напорным режимом (перемещающийся контур нефтеносности) скважины располагаются рядами, параллельными контурам газоносности или водоносности. Расстояния между скважинами и скважинами в ряду устанавливаются при составлении проекта разработки залежи. При разработке залежей с неподвижным контуром нефтеносности (массивные с напором подошвенных вод) скважины размещают равномерной сплошной сеткой.
Первоначально скважины должны располагаться на продуктивной площади по такой сетке, которая в дальнейшем допускает ее сгущение. Уплотнение первоначальной сетки скважин следует принимать в случае, когда извлекаемая нефть оправдывает расходы по дополнительному бурению.
Независимо от механизма нефтеотдачи избыточный темп отбора приводит к пониженной суммарной нефтеотдаче, а при ограниченных темпах отбора нефти- к повышенной нефтеотдаче пласта.
На антиклинальной структуре призабойная часть скважины может иметь разную конструкцию и разное положение относительно пласта-коллектора рис 16.
Рис. 16.
При бурении нагнетательной скважины (Скв.1) пласт следует вскрывать на всю мощность, чтобы добиться высокой поглощающей способности скважины. При вскрытии пласта в районе нахождения подошвенной воды (СКВ. 2) забой эксплуатационной скважины располагают выше отметки водонефтяного контакта. Если в подошве пласта нет воды, пласт вскрывают на всю его мощность (Скв. 3). Если скважина вскрыла газовую шапку (СКВ. 4), забой оборудуется так, чтобы нефть не увлекала газ из газовой шапки.
Наилучшие условия притока флюидов в скважину дает вскрытие пласта на всю мощность без закрепления трубами. В большинстве случаев продуктивный пласт закрепляют трубами, а для пропуска нефти или газа трубы против вскрытой части пласта снабжают отверстиями. Накаждой площади можно разместить любое число скважин, однако при частой сетке области дренирования соседних скважин могут перекрываться, что нерационально.Излишне разреженная сетка размещения скважин также нерациональна, т.к. область дренирования каждой скважины ограничена, и в переферийных зонах будут остпваться целики с большими запасами нефти.
На заре нефтедобычи на одну скважину приходилось от0,4 до 3,0 га площади. Последующий опыт показал, что принимаемые сетки были переуплотнены. Нефтяные месторождения, введенные в разработку в последние годы, эксплуатируются сетками скважин с областью дренирования на каждую скважину от 12 до 60га.
Другим важным фактором в системе разработки месторождений является темп отбора нефти. При заданном числе скважин их средние дебиты не являются постоянными на весь период жизни месторождений и изменяются во времени в зависимости от энергетических пластовых факторов. Запас пластовой энергии не всегда может обеспечить высокие темпы отбора нефти. Для улучшения условий разработки создают искусственный напорный режим. Обоснование необходимости воздействия на пласт путем закачки газа или воды является одним из наиболее важных этапов проектирования системы разработки. Сами методы искусственного воздействия могут быть различными как по видурабочего агента, таки посхеме размещения нагнетательных скважин. К каждой залежи применяется индивидуальный подход,чтобы разработка была эффективной и сточки зрения нефтеотдачи, и с точки зрения охраны недр и окружающей среды.
Для каждого варианта размещения скважин на площади проводятся гидродинамические расчеты, устанавливающую количественную связь между дебитами скважин и давлением в них. Расчетные формулы базируются на основных законах фильтрации жидкости в пористых средах и законах взаимодействия отдельных скважин в процессе их совместной работы.
При разработке пласта нефть и газ подходат к скважинам пол радиальным направлениям. При постоянной мощности пласта и его однородном строении скорость фильтрации флюида в направлении скважины возрастает, достигая максимума на стенках скважины. Радиальный установившийся приток жидкости в скважину описывается уравнением Дюпюи, из которого следует, что пластовое давление вблизи скважины изменяется по логарифмическому закону (рис. 17)
Рис. 17
Линия изменения давления показывает, что в процессе эксплуатации скважины вокруг нее образуется воронка депрессии, в пределах которой градиент давления резко возрастает по мере приближения к скважине.
Изменение фазового состояния и типа углеводородных залежей, происходящее в процессе их разработки, зависит от режима эксплуатации и используемых технологий. Например, При разработке нефтяных залежей в режиме истощения снижение пластового давления ниже давления насыщения может привести к формированию вторичной газовой шапки и переводу нефтяных залежей в газонефтяные.
В большинстве случаев запасы естественной энергии бывают ограниченными. Поэтому современная технология разработки предусматривает применение искусственных методов воздействия на пласт для восполнения пластовой энергии, расходуемой в процессе разработки.
