- •«Основы разработки нефтяных месторождений»
- •I. Разработка нефтяных месторождений:
- •II. Методы увеличения нефтеотдачи пластов (Регулирование разработки нефтяных месторождений):
- •Предмет и содержание курса. Связь рнм с другими дисциплинами
- •Основные показатели рнм
- •Понятие о рациональной системе разработки
- •Безусловное выполнение плана по добыче нефти
- •Максимально-возможный (при существующей технике и технологии) текущий и конечный коэффициент нефтеотдачи
- •Минимальные народно-хозяйственные затраты
- •Стадии разработки нефтяных месторождений
- •Системы разработки месторождений
- •Выбор объекта разработки
- •Системы разработки многопластовых месторождений
- •Одновременная во времени разработка объектов:
- •Последовательная во времени разработка объектов:
- •Выбор способа регулирования баланса и использования пластовой энергии
- •Выбор темпов бурения скважин
- •Выбор последовательности бурения скважин Порядок бурения и вода в разработку скважин:
- •Выбор геометрии расположения скважин на площади
- •Выбор плотности сетки скважин
- •Выбор системы заводнения
- •I. Законтурное заводнение
- •II. Приконтурное заводнение
- •III. Внутриконтурное заводнение
- •Выбор доли скважин основного и резервного фонда
- •Геологические основы разработки месторождений
- •Иерархические уровни движения исходной геологической информации
- •Виды неоднородности геолого-физических свойств продуктивных пород. Учет и отображение неоднородности
- •Классификация неоднородности
- •I. Литолого-фациальная неоднородность продуктивного пласта:
- •II. Неоднородность по физическим (коллекторским) свойствам пласта:
- •III. Неоднородность, применяемая в гидродинамических расчетах:
- •Классификация и подсчет запасов нефти и газа
- •Классификации газовых месторождений по запасам газа
- •Подсчет запасов
- •I. Подсчет запасов нефти
- •II. Подсчет запасов газа газового месторождения
- •III. Подсчет запасов попутного газа
- •IV. Подсчет запасов газоконденсата
- •Модели пласта и процессов вытеснения нефти
- •Детерминированные модели
- •Поршневое и непоршневое вытеснение нефти из пласта
- •Моделирование процессов разработки
- •1. Уравнение неразрывности
- •2. Уравнение сохранения энергии в пласте
- •Проектирование разработки нефтяных месторождений
- •1. Порядок составления и утверждения проектных документов на ввод в разработку нефтяных месторождений
- •Контроль процесса разработки
- •Анализ процесса разработки
- •Анализ процесса разработки включает в себя следующие задачи:
- •Регулирование разработки месторождения
- •Задачи регулирования по стадиям разработки:
- •Форсированный отбор жидкости
Поршневое и непоршневое вытеснение нефти из пласта
Модель поршневого вытеснения. Предполагается движущийся в пласте вертикальный фронт (границы), впереди которого нефтенасыщенность равна начальной ( ), а позади остается промытая зона с остаточной нефтенасыщенностью . На рисунке схематически показан профиль насыщенности при фиксированном положении фронта . Перед фронтом фильтруется только нефть, а позади — только вода.
Профиль насыщенности при фиксированном положении фронта .
1 — водой; 2 — нефтью
В соответствии с этой моделью полное обводнение продукции скважин должно произойти мгновенно в момент подхода фронта вытеснения к скважинам.
Модель непоршневого вытеснения. По схеме Баклея - Леверетта предполагается в пласте движущийся фронт вытеснения. Скачок нефтенасыщенности на нем значительно меньше, чем при поршневом вытеснении. Перед фронтом вытеснения движется только нефть, позади него — одновременно нефть и вода со скоростями, пропорциональными соответствующим фазовым проницаемостям. Причем по мере продвижения фронта вытеснения скорости изменяются не только в зависимости от насыщенности в пласте, но и во времени. В момент подхода фронта к скважине происходит мгновенное обводнение до некоторого значения, соответствующего скачку нефтенасыщенности на фронте , а затем обводненность медленно нарастает.
Модель непоршневого вытеснения
Моделирование процессов разработки
Центральный этап моделирования — постановка соответствующих процессу разработки нефтяного месторождения математических задач, включающих дифференциальные уравнения, начальные и граничные условия. Процедуры расчетов на основе моделей называют методиками расчетов.
Дифференциальные уравнения, описывающие процессы разработки нефтяных месторождений, основаны на использовании двух фундаментальных законов природы — закона сохранения вещества и закона сохранения энергии, а также на целом ряде физических, физико-химических, химических законов и специальных законах фильтрации.
Закон сохранения вещества в моделях процессов разработки месторождений записывают либо в виде, дифференциального уравнения неразрывности массы вещества, именуемого часто просто уравнением неразрывности, либо в виде формул, выражающих материальный баланс веществ в пласте в целом. В последнем случае закон сохранения вещества используют непосредственно для расчета данных процессов разработки месторождений, а соответствующий ему метод расчета получил название метода материального баланса.
1. Уравнение неразрывности
Выведем вначале уравнение неразрывности массы вещества при его одномерном прямолинейном движении в пласте. Масса вещества плотностью в элементе пласта длиной , толщиной и шириной , измеряемой в направлении, перпендикулярном к плоскости при пористости пласта , составит
. (1)
Рисунок 1. — Схема элементарного объема прямолинейного пласта |
Рисунок 2 — Схема элементарного пласта в трехмерном случае |
Если считать, что в элемент пласта через его левую грань поступает вещество с массовой скоростью , вытесняется из элемента с массовой скоростью и , а накопленный объем его за время , получим с учетом того, что в элемент вошло больше вещества, чем из него вышло:
. (2)
Из (2) имеем
(3)
при
. (4)
Уравнение (4) и есть уравнение неразрывности массы вещества в пласте при одномерном прямолинейном движении насыщающего его вещества. Чтобы получить такое уравнение для трехмерного случая, необходимо рассмотреть баланс массы в объемном элементе пласта (рисунок 2). Рассматривая массовые скорости поступления вещества в куб и вытеснения из него, а также накопленный объем его в кубе, получим
. (5)
. (6)
Уравнения (5), (6) — уравнения неразрывности массы вещества во время его движения при трехмерном измерении. Если в пласте одновременно движутся несколько веществ, находящихся как в газовой, так и в жидкой фазе, составляют уравнения неразрывности массы каждого вещества (компонента) в соответствующих фазах.