10.4. Расчет оптимальных значений депрессии на пласт

В последние годы различными исследователями и промысловыми инженерами отмечается эффективность разработки нефтяных месторождений при повышенных перепадах давления. Наибольший эффект от увеличения депрессии на пласт достигается при добыче высоковязких нефтей. Все это достаточно хорошо согласуется с приведенными выше теоретическими рассуждениями.

Однако следует отметить, что увеличение давления закачки воды в нефтяные пласты требует обеспечения нефтедобывающих предприятий насосами и другим оборудованием, способным для работы при высоких давлениях. Как правило, повышение давления закачки приводит к удорожанию процесса заводнения нефтяных пластов. Поэтому нахождение оптимального значения перепада давления на пласт при добыче аномально-вязких нефтей является задачей комплексной – технико-экономической.

Прирост добычи нефти ∆Q, происходящей за счет увеличения перепада давления и увеличения коэффициента продуктивности, можно рассчитать по формуле

(53)

где К₁ – коэффициент продуктивности скважины до увеличения перепада давления; - относительные коэффициенты продуктивности скважины до и после увеличения перепада давления.

Зная ожидаемую дополнительную добычу нефти и затраты на осуществление мероприятия, легко решить задачу по определению оптимального значения депрессии на пласт при добыче аномально-вязких нефтей.

10. Проектирование и анализ разработки залежей аномально-вязких нефтей.

11.1.Особенности разработки залежей аномально-вязких нефтей.

Разработка месторождений аномальных нефтей имеет ряд особенностей, обусловленных образованием структуры в нефти. Структурообразование в нефти может вызвать ряд отрицательных последствий, могущих привести к существенному ухудшению показателей разработки нефтяных залежей. Возможно уменьшение дебитов эксплуатационных скважин в результате фильтрации нефти с высокой вязкостью. Возможно уменьшение коэффициента охвата пласта фильтрацией, так как при градиентах давления, меньше градиента давления предельного разрушения структуры в нефти, нефть движется в основном по высокопроницаемым пропласткам, оставаясь малоподвижной в слабопроницаемых. Возможно образование зон, в которых нефть движется с практически неразрушенной, если фактические градиенты пластового давления меньше градиента динамического давления сдвига для данной нефти. Эти зоны пласта могут быть условно названы «застойными». В застойных зонах пласта нефть фильтруется лишь по отдельным высокопроницаемым пропласткам или зонам. В остальной части пласта нефть остается практически неподвижной. Если не будут приняты меры по ослаблению аномалий вязкости нефти или увеличению градиентов пластового давления, то это приведет к уменьшению конечного коэффициента нефтеотдачи пласта.

Характер распределения зон проявления аномалий вязкости нефти зависит от распределения по площади залежи градиентов пластового давления, зависящего от системы разрешения нагнетательных и эксплуатационных скважин, а также режима их работы.

Аномалии вязкости зависят от состава нефти и проницаемости пористой среды. Влияние химического состава породы на характер проявления аномалий вязкости нефтей не изучено.

Давно известно, что состав и свойства нефти заметно изменяются по площади залежи и по мощности пласта. Многими исследователями приводятся сведения об увеличении плотности нефти по падению пласта и от кровли к подошве. Меньше изучено распределение вязкости нефти по залежи. Обычно измеряется вязкость дегазированной нефти. Эта характеристика нефти довольно сильно меняется по пласту. По данным исследований института «БашНИПИнефть» вязкость дегазированной нефти по площади Таймурзинского месторождения изменяется от 28 до 200 сП. Это обусловлено изменением содержания асфальтенов и смол, растворенных газовых компонентов как по площади, так и по мощности пласта.

Как правило, при проектировании разработки месторождений физические свойства нефти усредняются по всей залежи, часто усредняются и физические характеристики пласта. Нефтяная залежь для проведения гидродинамических расчетов моделируется по форме контуров питания, по средним значениям мощности и физических параметров коллектора. Такой подход к прогнозированию основных показателей разработки месторождения практически неприемлем для залежей аномальных нефтей.

При проведении гидродинамических расчетов по определению важнейших технологических показателей разработки месторождения необходимо учитывать изменение реологических свойств нефти по залежи неоднородность пласта. Таким образом, главной особенностью проектирования и анализа разработки залежей аномально-вязких нефтей является необходимость детального изучения изменения состава, физических и важнейших реологических характеристик нефти и газа по объему залежи. Выбор схемы гидродинамических расчетов должен производиться с учетом характера распределения свойств нефти и газа по залежи.

Существенное влияние на реологические характеристики аномально-вязких нефтей оказывают физические свойства и неоднородность пласта. В частности, такие реологические параметры, как градиент динамического давления сдвига и градиент давления предельного разрушения структуры в нефти сильно зависят от коэффициента проницаемости породы. Значительное ухудшение реологических характеристик наблюдается при фильтрации нефти в пористых средах, характеризующихся низким коэффициентом проницаемости.

Таким образом, система размещения эксплутационных и нагнетательных скважин, расстояния между ними, режим их работы должны обеспечивать разработку залежи при градиентах пластового давления, превышающих градиент давления предельного разрушения структуры в нефти. Если же этого достичь невозможно без существенного ухудшения экономических показателей разработки, то необходимо проектировать мероприятия по улучшению реологических свойств нефти.

В процессе проектирования разработки залежи оценивается возможность проявления аномалии вязкости нефти путем расчета характеристических градиентов давления с последующим сравнением их с ожидаемыми значениями градиентов пластового давления. Перепады давления между пластом и скважиной должны обеспечивать фильтрацию нефти в залежи без проявления аномальной вязкости.

На стадии проектирования разработки проектировщик не располагает достаточно подробной информацией о распределении по площади залежи компонентов нефти, влияющих на ее структурно-механические свойства, и о характере изменения коэффициента проницаемости. Поэтом по мере появления новых сведений о пласте и о пластовой нефти должны вноситься коррективы в систему мероприятий по ослаблению аномалий вязкости нефти.

В комплекс задач по анализу разработки залежей аномальных нефтей должны входить дополнительные мероприятия, такие как построение карт распределения структурообразующих компонентов нефти по площади залежи, составление уточненной карты проницаемости, карты градиентов динамического давления сдвига, карты градиентов давления предельного разрушения структуры в нефти и карты распределения фактических градиентов пластового давления. Как будет показано ниже, анализ и сопоставление этих материалов позволяют выявить зоны проявления аномалий вязкости нефти при разработке залежи.

В процессе разработки залежи по различным причинам происходят существенные изменения свойств нефти, добываемой из одной и той же скважины. В связи с этим необходимо вести систематический контроль за изменением состава нефти газа, а также за изменениями их реологических характеристик.