Лекция 1.Основные способы добычи нефти.

Существует 3 основных способа добычи нефти: фонтанный, газлифтный и механизированный, включающий несколько видов насосной добычи: штанговым глубинным насосом (ШГН), погружными электроцентробежными насосами (ПЭЦН), электродиафрагменными насосами (ЭДН), электровинтовыми насосами (ЭВН). За рубежом довольно широкое распространение получили гидропоршневые насосные агрегаты (ГПНА).

Фонтанный – самый простой и самый дешевый способ эксплуатации. Однако не все скважины могут длительное время фонтанировать. В этом случае их переводят на механизированные способы добычи нефти. Вместе с тем фонтанный способ при поддержании пластового давления также можно отнести к механизированному. Если подсчитать мощность, расходуемую на закачку воды при ППД, и отнести ее к фонду добывающих скважин, то получим удельную дополнительную мощность на 1 скважину в 13,5 кВт, что вполне соизмеримо с мощностью, затрачиваемой при добыче нефти насосным способом.

Газлифтный способ эксплуатации также относится к механизированному, т.к. для работы этих скважин необходимо закачивать сжатый газ, на что расходуется дополнительная энергия. Газлифтный способ, дававший в 1946 году 37% общесоюзной добычи, был распространен главным образом на промысла объединения Азнефть. Фонд газлифтных скважин, составлявшие в то время 10,8% в дальнейшем сократился вследствие неэкономичности газлифтного способы эксплуатации. К 1980 году добыча нефти составила 3,73%, а фонд скважин 2,87%.

Удельный вес способов эксплуатации по добычи нефти (% к годовой) и фонду скважин ( % ко всему фонду)

Способ эксплуатации	1950г.	1960г.	1965г.	1970г.	1975г.	1980г.	2010г.
Фонтанный	32,83 4,0	73,71 18,81	64,36 18,75	55,17 16,58	41,58 13,85	51,3 15,08	6%
Газлифтный	21,3 7,8	2,33 3,45	1,76 3,0	1,89 3,42	5,66 4,83	3,73 2,87	1%
ШГНУ	45,11 85,4	17,36 74,39	18,46 71,1	18,77 70,1	15,07 67,18	13,23 63,0	43%
ПЭЦН		6,14 2,98	15,07 6,48	24,15 9,66	33,6 14,46	31,75 19,08	49%

Как видно из таблицы штанговый способ эксплуатации до 1950 года обеспечивал до 45% общесоюзной добычи нефти, тогда как фонд скважин достигал 85%. Со временем роль и значение этого способа сократились вследствие высокой трудоемкости и малой производительностью до 13,23% общесоюзной добычи. Однако широкое применение этого способа (63% фонда скважин) объясняется большим числом малогабаритных скважин.

С 1955 года получают распространение ПЭЦН. Добыча нефти этим способом из года в год росла и в 1975 года достигла 34% от общесоюзной при 14,4% фрела скважин. Этот способ эксплуатации обеспечивает получение больших дебитов (>40 м³/сутки) из скважин по сравнению с ШГН.

В настоящее время (на 2010 году) сбор скважин: ПЭЦН – 49%, ШГН – 43%, газлифтный способ – 1%, Фонтанный способ – 6%, Прочие – 1%

Геологофизическая характеристика месторождений.

Технология добычи нефти – это гидромеханический процесс движения нефти с ее фазовыми превращениями от забоя скважины до ее устья.

Скважиной называется горная выработка в земной диаметр которой много меньше ее длины.

– формула притока нефти к забою скважины. Где,– коэффициент продуктивности. Нефть, газ и вода залегают в земной коре на глубине от нескольких десятков метров до нескольких десятков километров, скапливаясь в пустотах и трещинах, называемых порами. В основном в геологическом отношении эти флюиды скапливаются в осадочных породах в отличии от изверженных. Осадочные породы – это глины, пески, песчаники, известняки и доломиты, которые осаждались в различные геологические эпохи в разных бассейнах. В последующие эпохи и далее эти пласты в результате тектонических процессов (это изменение структуры пласта: изгибание или смещение) приобретали благоприятные формы для скопления в них указанных флюидов в виде антиклинальных складок.

Динамический уровень в скважине – это расстояние отсчитываемое от устья скважины до уровня жидкости при ее отборе из скважины. Статический уровень – это расстояние от поверхности до уровня жидкости при остановке скважины. Он определяет собой через плотность жидкости пластовое давление, а динамический уровень – забойной давление.

, где

– для фонтанирующей скважины.

Объем куба породы V_обр, см³. Объем зерен кубаV_зерен, см³. Тогда объем породы образца равен:, см³. Коэффициентом пористости называется отношение объема пор в образце к его геометрическому объему выражаемый в процентах.

В естественном песчаном грунте форма и размеры песчинок неодинаковы. В природных условиях пески состоят из зерен неправильной формы и самых разнообразных размеров. Уплотнение песчинок в грунте также может быть различным. Все это ведет к тому, что пористость естественного песчаного грунта значительно меньше пористости фиктивного грунта, т.е. грунта составленного из шарообразных частиц одинакового размера. В песчаных известняках и других сцементированных горных породах пористость еще меньше чем в песчаных грунтах из-за заполнения пор различными цементирующими веществами. Пористость увеличивается с уменьшением зерен составляющих породу. Это увеличение пористости вызывается тем, что форма зерен с уменьшением их размера становится обычно более неправильной, поэтому укладка зерен менее плотная. Наибольшей пористостью в естественных условиях обладают осадочные несцементированные или слабо сцементированные породы-пески и глины.

Глинистые сланцы	пористость 0,54-1,4%
Глина	пористость 6-50%
Песок	пористость 6-52%
Песчаник	пористость 3,5-29%
Известняки и доломиты	пористость 0,5-33%

С увеличением глубины залегания порода пористость обычно уменьшается в связи с их уплотнением под давлением вышележащих пород. Наиболее неравномерна пористость карбонатных пород, в которых наряду с крупными трещинами и кавернами имеются блоки, практически лишенные пор.

Пористость коллекторов, дающих промышленную нефть в процентах.

Пески	20-25
Песчаники	10-30
Карбонатные	10-25