Источники пластовой энергии. Режимы разработки нефтяных и газовых залежей

Источники пластовой энергии подразделяются на два типа: естественные и искусственные. К естественным источникам относятся упругость пластовой системы, напор пластовых вод, наличие свободного газа (в виде газовой шапки), энергия растворенного газа, напор, обусловленный силой тяжести.

Искусственные источники энергии – это поддержание пластового давления закачкой в пласт воды, пара или газа. В зависимости от преобладающего источника пластовой энергии формируется режим разработки залежи.

Фильтрация флюида по пласту к забоям скважин осуществляется за счет пластовой энергии. Флюид под действием пластового давления находится в сжатом состоянии. В процессе эксплуатации месторождения, как правило, пластовое давление падает, поэтому необходимо извлечь запасы из пласта, до того как давление снизится и станет невозможно поддерживать необходимые депрессии.

При быстром снижении пластового давления применяют искусственные методы воздействия на залежь – методы поддержания пластового давления. Темп снижения пластового давления, характеризующего энергетические ресурсы пласта, зависит от темпа отбора пластовой жидкости: нефти, воды и газа, который обусловлен проектом разработки месторождения, и от того осуществляется или нет поддержание пластового давления, это относят к искусственным факторам. Естественные факторы – запас пластовой энергии, величина начального пластового давления и темп его снижения зависят и от природных условий, связанных с процессом формирования месторождения.

Совокупность всех естественных и искусственных факторов, определяющих процессы, проявляющиеся в пористом пласте при его дренировании системой эксплуатационных и нагнетательных скважин, принято называть режимом пласта. Выделяют пять режимов:

· - водонапорный (естественный и искусственный),

· - упругий,

· - газонапорный (режим газовой шапки),

· - режим растворенного газа

· - гравитационный.

Определить режим залежи не всегда просто, поскольку многие факторы, определяющие режим, проявляются одновременно.

Водонапорный режим.

Фильтрация нефти происходит под действием давления краевых или законтурных вод, имеющих регулярное питание (пополнение) с поверхности за счет талых или дождевых вод или за счет непрерывной закачки воды через систему нагнетательных скважин.

Условие существования водонапорного режима: Р_пл > Р_нас, где P_пл – среднее пластовое давление, P_нас – давление насыщения нефти газом, соответственно свободного газа в пласте нет и фильтруется только нефть или нефть с водой.

Обычно пластовое давление в подобных залежах равно гидростатическому давлению столба воды высотой, равной глубине залегания пласта. Причем давление после некоторого снижения в начальной стадии разработки остается в дальнейшем практически постоянным при установленных темпах отбора жидкости (2-8 % от извлекаемых запасов в год).

При водонапорном режиме извлечение нефти сопровождаются ее замещением законтурной или нагнетаемой водой, характерны достаточно стабильные во времени дебиты скважин, пластовое давление и газовый фактор. Стабильность газового фактора обусловлена тем, что при P_пл > P_насвыделения газа в пласте не происходит, поэтому с каждой тонной нефти добывают только то количество газа, которое было в ней растворено при пластовых условиях. Обводнение скважины происходит относительно быстро. Однако при сильной слоистой неоднородности пласта обводнение скважин может растягиваться во времени, так как по хорошо проницаемым прослоям пластовая вода быстро достигает забоев скважин, а по плохо проницаемым – медленно. При водонапорном режиме происходит достаточно эффективное вытеснение нефти и достигаются наиболее высокие коэффициенты нефтеотдачи.

В отличие от естественного водонапорного режима при искусственном непрерывный напор воды, вытесняющей нефть, создают ее нагнетанием с поверхности через систему нагнетательных скважин.

При водонапорном режиме количество отобранной жидкости из залежи (нефть, вода) всегда равно количеству вторгшейся в залежь законтурной воды в пластовых термодинамических условиях.

Перераспределение давления в пласте, которое происходит при изменении отборов жидкости из скважин, должно при этом режиме происходить быстро, поэтому режим еще называют жестким. Депрессионная воронка вокруг скважины устанавливается также мгновенно. В настоящее время более 80% всей добываемой нефти получается из месторождений, разрабатываемых в условиях водонапорного режима (главным образом искусственного).

47 Нефте-, газо-, конденсатоотдача пласта. Нефтеотдача при различных условиях дренирования.