11. Разработка нефтяных и газовых месторождений.

Разработка нефтяных и газовых месторождений – это комплекс мероприятий, направленных на обеспечение притока нефти и газа из залежей к забою скважин, предусматривающих с этой целью определенный порядок размещения скважин на площади, очередность их бурения и ввода в эксплуатацию, установление и поддержание определенного режима их работы.

Силы, действующие в продуктивном пласте. Всякая нефтяная залежь обладает потенциальной энергией, которая в процессе разработки залежи переходит в кинетическую энергию и расходуется на вытеснение нефти и газа из пласта. Запас потенциальной энергии создается:

-напором краевых (контурных) вод;

-напором газовой шапки;

-энергией растворенного газа, выделяющегося из нефти при снижении давления;

-энергией, которой обладают сжатые нефть, вода и вмещающие породы;

-силой тяжести, действующей на жидкость.

Краевые воды, действуя на поверхность водонефтяного контакта, создают давление в нефти и газе, заполняющие поры продуктивного пласта. Аналогичное действие оказывает газ, находящийся в газовой шапке, но действует он через поверхность газонефтяного контакта.

Растворенный газ, выделившийся из нефти после снижения давления, способствует его сохранению в дальнейшем на некотором уровне. Всякое уменьшение количества нефти в пласте приводит к тому, что этот объем занимают пузырьки газа, и поэтому нефть находится под действием практически неизменного давления. Его снижение начнется тогда, когда выделение газа из растворенного состояния не будет успевать за отбором нефти.

Действие упругих сил нефти, воды и вмещающей их породы проявляется в следующем. По мере отбора нефти и газа, происходит некоторое снижение пластового давления, в результате чего пластовые флюиды и порода разжимаются, замедляя темп его падения.

Сила тяжести обеспечивает сток нефти из повышенных частей пласта в пониженные, где расположены забои скважин

11.1. Режимы работы залежей.

В зависимости от источника пластовой энергии, обуславливающего перемещение нефти по пласту к скважинам, различают пять основных режимов работы залежей: жестководонапорный, упруговодонапорный, газонапорный, растворенного газа и гравитационный.

При жестководонапорном режиме (рис ) источником энергии является напор краевых (или подошвенных) вод. ЕЕ запасы постоянно пополняются за счет атмосферных осадков и источников поверхностных водоемов. Отличительной особенностью жестководонапорного режима является то, что поступающая в пласт вода полностью замещает отбираемую нефть. Контур нефтеносности при этом непрерывно перемещается и сокращается.

Эксплуатация нефтяных скважин прекращается, когда краевые воды достигают забоя тех из них, которые находятся в наиболее высоких частях пласта, и вместо нефти начинает поступать вода. При жестководонапорном режиме давление в пласте так велико, что скважины фонтанируют, при этом обеспечивается самый высокий коэффициент нефтеотдачи пластов, равный 0,5-0,8.

При упруговодонапорном режиме основным источником пластовой энергии служат упругие силы воды, нефти и самих пород, сжатых в недрах под давлением горного давления. При данном режиме давление в пласте постепенно снижается, соответственно снижается и дебит скважин. Отличительной особенностью упруговодонапорного режима является то, что водоносная часть пласта значительно больше нефтеносной (границы водоносной части отстоят от контура нефтеносности на 100 км и более).

При газонапорном режиме (рис ) источником энергии для вытеснения нефти является давление газа, сжатого в газовой шапке. Чем ее размер больше, тем дольше снижается давление в ней. Газ, выделяющийся из нефти, мигрирует вверх, пополняя газовую шапку и оттесняя нефть в пониженную часть залежи. По мере понижения уровня газонефтяного контакта происходит прорыв газа к нефтяным скважинам, находящимся ближе к контуру газоносности и их эксплуатация прекращается. Коэффициент нефтеотдачи пласта при этом режиме составляет 0,4-0,6.

При режиме растворенного газа (рис ) основным источником пластовой энергии является давление газа, растворенного в нефти. По мере понижения пластового давления газ из растворенного состояния переходит в свободное. Расширяясь пузырьки газа выталкивают нефть к забоям скважин. Коэффициент нефтеотдачи при режиме растворенного газа самый низкий и составляет 0,15-0,3.

Гравитационный режим (рис 7,6 г) имеет место в тех случаях, когда давление в нефтяном пласте снизилось до атмосферного, а имеющаяся в нем нефть не содержит растворенного газа. При этом режиме нефть стекает в скважину под действием силы тяжести, а оттуда она откачивается механизированным способом.

Необходимо подчеркнуть, что естественная пластовая энергия в большинстве случаев не обеспечивает высоких темпов и достаточной полноты отбора нефти из залежи. Это связано с тем, что ее извлечению из пласта препятствует достаточно много факторов, в частности силы трения, силы поверхностного натяжения и капиллярные силы.

Искусственное поддержание пластового давления достигается методами законтуренного, приконтуренного и внутриконтуренного обводнения, а также закачкой газа в газовую шапку пласта.

Рис. 7. 6. Типы режимов нефтяного пласта:

а - жестководонапорный; б - газонапорный; в - растворённого газа; г – гравитационный

Различают следующие способы эксплуатации нефтяных скважин: 1 – фонтанный, когда нефть извлекается из скважины самоизливом; 2 – с помощью энергии сжатого газа, вводимого в скважину извне (газлифт, эрлифт, бескомпрессорный лифт); 3 – насосный – извлечение нефти с помощью насосов различных типов (штанговых, погружных электроцентробежных, погружных винтовых и др.).