Учебно-методический комплекс дисциплины
Лекции 12-13. Режимы разработки нефтяных и газовых залежей
жүктеу/скачать 2,26 Mb.
|
УМКД Основы нефтегазового дела
| Лекции 12-13. Режимы разработки нефтяных и газовых залежей
План: 1.Виды пластовой энергии 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 и гравитационный. Силы, действующие в пласте, можно разделить на две группы: силы движения и силы сопротивления, противодействующие движению жидкостей и газа и удерживающие нефть в пластах. К силам, обусловливающим движение нефти, газа и воды в пластах, относятся: 1) вызываемые напором пластовых контурных вод; 2) проявляющиеся вследствие упругости пластовых водонапорных систем, т. е. упругости жидкости и самих пород пластов; 3) вызываемые напором свободного газа, заключенного в повышенных частях пласта (газовой шапке); 4) вызываемые расширением сжатого газа, растворенного в нефти; 5) сила тяжести нефти. К силам сопротивления движению нефти в пласте относятся: 1) внутреннее трение жидкости и газа, связанное с преодолением их вязкости; 2) трение нефти, воды или газа о стенки поровых каналов нефтегазосодержащей породы; 3) межфазное трение при относительном движении жидкости и газа по пласту; 4) капиллярные и молекулярно-поверхностные силы, удерживающие нефть в пласте благодаря смачиванию ею стенок поровых каналов. Наличие тех или иных видов пластовой энергии и характер их проявления в процессе разработки нефтяной или газовой залежи определяют режим дренирования залежи (чаще его называют режим залежи). Принято давать название режиму по преобладанию в рассматриваемый период времени главной движущей силы. Большая часть нефтяных залежей обладает так называемым водонапорным режимом, при котором движение нефти в пласте к скважинам осуществляется под действием наступающей краевой (контурной) воды. В идеальном случае при этом режиме нефтяная залежь постоянно пополняется водой из поверхностных источников, в количествах, равных или несколько меньших количества отбираемой из залежи нефти. Источниками питания такой водонапорной системы могут быть атмосферные осадки, различные водоемы, ледниковые воды. По мере извлечения нефти из залежи освобождающееся поровое пространство в ней будет заполняться наступающей краевой водой и водонефтяной контакт (граница нефти с водой) будет непрерывно передвигаться по направлению к скважине. Если количество поступающей в пласт с поверхности воды будет равно количеству извлекаемой из скважины нефти, производительность скважины и давление в пласте будут оставаться в процессе эксплуатации постоянными. Если же из пласта больше будет извлекаться нефти, чем поступать в него жидкости, то движение в пласте и производительность скважины будут постепенно снижаться. Это также наблюдается, когда нефтяная залежь не имеет сообщения с дневной поверхностью и, следовательно, не получает пополнения энергии извне. При водонапорном режиме эксплуатация залежи прекращается, когда наступающая контурная вода достигает скважин, и вместо нефти из пласта будет извлекаться только вода. Однако полного вытеснения нефти замещающей ее водой никогда не происходит. Дело в том, что нефть и вытесняющая ее вода движется в пористом пласте одновременно, В процессе замещения нефти вода, имеющая обычно меньшую вязкость, будет неизбежно опережать нефть. По мере эксплуатации количество воды в общем, объеме добываемой пластовой жидкости будет постоянно увеличиваться. Нефть уже не вытесняется из пор, а скорее увлекается струёй воды. Чем больше вязкость нефти, тем на большее расстояние от начального водонефтяного контакта может распространяться процесс параллельного движения воды и нефти при постепенном возрастании содержания воды в потоке. И даже в том случае, если из скважины будет извлекаться чистая вода, в порах породы все же останется неизвлеченным то или иное количество нефти. Показателем эффективности разработки нефтяной залежи служит так называемый коэффициент нефтеотдачи — отношение извлеченного из залежи количества нефти к начальным ее запасам. Практикой установлено, что коэффициент нефтеотдачи для залежей нефти с водонапорным режимом может быть равным 0,5—0,8, т. е. из залежи возможно извлечь 50-80% общего количества нефти, имевшейся в ней до начала эксплуатации. При больших размерах системы, питающей нефтяную залежь водой, даже в случае, если эта система не сообщается с поверхностью земли, в начальный период эксплуатации пластовая энергия выражается в виде упругого расширения пластовой жидкости и вмещающей ее породы при снижении давления и пласте. Со снижением давления в залежи вода и нефть расширяются в объеме, а поровые каналы сужаются, вода в пласте занимает место нефти, вытесняемой в скважины. Несмотря на то, что упругое расширение пластовой водонапорной системы при снижении давления в пласте ничтожно мало, все же это явление играет большую роль при эксплуатации нефтяных месторождении, так как здесь в процессе принимают участие колоссальные объемы воды, окружающей и подпирающей нефтяную залежь. В некоторых случаях за счет упругой энергии из пласта можно извлечь значительное количество нефти. Режим работы нефтяного пласта, при котором основной движущей силой является упругое расширение породы и жидкостей, заключенных в ней, называется упруговодонапорным (упругим) режимом. В залежи нефти с упругим режимом активного продвижения контурных вод с полным замещением освободившихся от нефти пор не наблюдается, пластовое давление быстро падает и с течением времени режим работы залежи может перейти в газовый. В таких залежах обычно применяют искусственные мероприятия по поддержанию пластового давления путем закачки в пласт воды. Наряду с напором пластовых вод и силами упругости пластовых водонапорных систем все нефтяные и газовые залежи обладают тем или иным запасом энергии газа, находящегося в пласте в свободном состоянии в виде газовой шапки или же растворенного в нефти. В нефтяных залежах с газовой шапкой значительного объема действуют силы, вызываемые напором и расширением сжатого газа. Давление газа в газовой шапке передается на зеркало газонефтяного контакта, а следовательно, и на весь объем нефти в залежи. При отборе нефти из залежи пластовое давление снижается, газовая шапка расширяется и, подобно поршню, вытесняет нефть в нижнюю часть залежи. Режим работы пласта, при котором преобладающим видом энергии является энергия свободного газа, заключенного в газовой шапке, называется газонапорным. Процесс вытеснения нефти газом аналогичен процессу вытеснения нефти водой с той только разницей, что вода вытесняет нефть в повышенные части залежи, а газ, наоборот, в пониженные. Объем газа, находящегося под давлением в газовой шапке, всегда неизмеримо меньше объема водонапорной системы, окружающей нефтяную залежь, поэтому запас энергии здесь всегда ограничен. Кроме того, вязкость газа весьма мала по сравнению с вязкостью нефти, и в процессе вытеснения нефти и расширения газа в газовой шапке он будет прорываться к скважинам, расположенным недалеко от газонефтяного контакта. Прорыв же газа в скважины будет способствовать бесполезному расходу газовой энергии при одновременном уменьшении притока нефти. Для увеличения коэффициента нефтеотдачи залежи с газонапорным режимом в повышенную ее часть следует нагнетать с поверхности газ, что позволит поддержать, а иногда восстановить пластовую энергию. жүктеу/скачать 2,26 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|