Эксплуатации залежей нефти и газа

Понятие об источниках пластовой энергии и режимах

Определение температуры пластов и динамики ее изменения в процессе разработки залежей является важнейшей задачей служб исследования.

У поверхности температура пород зависит от сезонных колебаний температуры окружающей среды, но уже с глубиной 20-30 м от поверхности температура пород становится постоянной т.е. не зависящей от поверхностных условий. Эта глубина называется глубиной нейтрального слоя или глубиной пояса постоянных температур.

В каждой точке глубже этой границы температура пород остается постоянной, но возрастает с глубиной (в разных районах по разному).

Для количественной оценки этого роста температуры пород с глубиной используют понятие геотермической ступени и геотермического градиента.

Геотермической ступенью называют расстояние по вертикали (в метрах) между двумя точками, расположенными нише глубины пояса постоянных температур, на котором температура возрастает на 1⁰ С. Величина геотермической ступени с глубиной изменяется из-за различной теплопроводности пород, залегающих на различных глубинах.

Геотермическим градиентом называют изменение температуры горных пород на каждые 100 м их углубления от зоны постоянных температур. Эта величина так же различна для разных месторождений и изменяется в широких пределах (0,015-0,09 г/м). Средний геотермический градиент для данного месторождения можно определить расчетным путем, если известно Тпл.

Все продуктивные пласты обладают запасом естественной энергии (потенциальной энергии), благодаря которой углеводороды могут двигаться по пластам к забоям скважин и подниматься на поверхность или определённую высоту в стволе скважины. Чем выше начальное давление и температура, тем большим запасом естественной потенциальной энергии (при прочих равных условиях) обладает пласт. Запас естественной энергии в пласте определяется главным образом его геометрическими размерами, давлением и температурой жидкости и газа.

При вскрытии продуктивного пласта эксплуатационной скважиной и создании на забое скважины давления меньшего, чем в окружающем пласте – жидкость (и газ) под действием перепада давления начнет притекать в скважину. Интенсивность притока и его продолжительность зависят:

- -от степени снижения давления на забое скважины по сравнению с начальным пластовым давлением;

- от запаса пластовой энергии в пласте;

- от сопротивления, которые оказывает пористая среда пласта на пути движения углеводородов. Эти сопротивления определяются: вязкостью жидкости и газа, проницаемостью пласта, толщиной пласта.

Режимы работы нефтяных залежей. В зависимости от того, какой вид энергии обеспечивает перемещение жидкости (нефти) и газа к эксплуатационным скважинам, различают следующие режимы работы нефтяных залежей:

1. Водонапорный (упругий и упруго-водонапорный) режим;

2. Газонапорный режим (газовый);

3. Режим растворенного газа;

4. Гравитационный режим работы.

1. Режим эксплуатации нефтяных залежей, при котором в качестве источника энергии, обеспечивающего движение жидкости к скважине (или их системе), является энергия упругого расширения воды, нефти и породы пласта – называется упругим.

2. Водонапорный режим – это стационарный (установившийся) режим эксплуатации залежи, при котором единственным источником энергии, обеспечивающим движение жидкости к скважине (или их системе) является гидростатический напор краевых вод. Нефть (газ) извлекается из пласта за счет напора краевых вод, значение которого определяется высотой отметки выхода пласта на поверхность и глубиной залегания, т.е. имеется контур питания. (Заводнение).

3. Газонапорный режим. При газонапорном режиме (или режиме газовой шапки), нефть вытесняется к скважинам под давлением расширяющегося газа, находящегося в свободном состоянии в повышенной части пласта (нагнетание газа в газовую шапку).

4. Режим растворенного газа. Газовый режим (РРГ), характерен для залежей с пологим падением пластов при отсутствии свободного газа в залежи (г.ш.) и слабом поступлении в ее нефтяную часть краевой воды. Основной движущей силой при этом является газ, растворенный в виде мельчайших пузырьков в пласте вместе с нефтью. (малоэффективен) – стремительное падение Рпл.

5. Гравитационный режим. При полном и истощении Пл. энергии единственной силой, заставляющей нефть двигаться по пласту, служит сила тяжести самой нефти т.е. нефть из повышенных зон пласта перетекает в пониженные и скапливается там. Гравитационный режим появляется там, где давление в пласте упало до минимума, напор контурных вод отсутствует, газовая энергия полностью истощена.