Госы все / 16

9.16. ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ И НЕФТЕГАЗОВЫХ ЗАЛЕЖЕЙ

Нефтяные залежи

При разработке нефтяных залежей с водонапорным режимом используется естественный напор краевых или подошвенных вод. Водонапорный режим в нефтяных залежах обычно проявляется при высоких значениях коллекторских параметров, гидропроводности, небольших значениях вязкости нефти, отсутствии фациальных замещений пласта. Фронт продвигающейся краевой воды при однородном строении пласта перемещается параллельно внешнему контуру нефтеносности. В этом случае добывающие скважины планируют рядами параллельно внешнему контуру нефтеносности. Количество рядов скважин должно быть нечетным для обеспечения возможности извлечения нефти из центральной части залежи (рис. 24).

С целью предотвращения преждевременного обводнения как добывающих скважин, так и отдельных участков залежи в процессе разработки первый ряд добывающих скважин обычно располагали в пределах внутреннего контура нефтеносности. Однако в этом случае вследствие образования языков обводнения нефть из водонефтяных зон извлекается в минимальных объемах, конечный коэффициент нефтеотдачи значительно уменьшается, запланированная его величина не обеспечивается данной системой разработки. В связи с этим в последние годы предлагается размещение добывающих скважин и в пределах водонефтяной зоны залежи. В этом случае конечный коэффициент нефтеотдачи таких объектов эксплуатации, естественно, будет увеличиваться.

Максимальные коэффициенты нефтеотдачи при запланированных системах разработки достигаются при осуществлении контроля за разработкой. В первую очередь производится контроль за изменением пластового давления, определяется соответствующая поправка на разницу между фактическим и расчетным значениями пластового давления, которая затем вводится во все расчеты. Большое внимание отводится степени и темпам обводнения продукции в добывающих скважинах. По мере обводнения скважин первого ряда их отключают и вводят дополнительные внутренние ряды.

При разработке массивных нефтяных залежей с активным напором пластовых вод наблюдается их обводнение по разрезу пластов, отмечается более высокая скорость продвижения ВНК. Для снижения скорости обводнения добывающих скважин перфорируют лишь верхнюю часть нефтенасыщенного интервала пласта. При этом вырабатывается вначале нижняя часть интервала залежи, затем последовательно лежащие выше. Скважины обводняются также постепенно—снизу вверх. Для улучшения выработки запасов целесообразно применять более равномерную систему размещения добывающих скважин.

Законтурное заводнение рекомендуется при разработке залежей шириной 4—5 км. В пределах залежи должно быть четко установлено положение внешнего и внутреннего контуров нефтеносности. Залежи должны характеризоваться однородным строением, высокими значениями коллекторских свойств (особенно проницаемости и гидропроводности), малой вязкостью нефти в пластовых условиях, отсутствием фациальных замещений пластов, четкой гидродинамической связью между законтурной и нефтяной частями залежи. Добывающие скважины располагают рядами (батареями) параллельно внешнему контуру нефтеносности, причем рекомендуется производить бурение в основном в пределах внутреннего контура нефтеносности. Рекомендуется нечетное число рядов, добывающих скважин для обеспечения отборов нефти из центральной части залежи (рис. 25).

При законтурном заводнении нагнетательные скважины должны быть максимально приближены к внешнему контуру нефтеносности, однако это расстояние должно составлять не менее половины расстояния между нагнетательными скважинами. При увеличении расстояния от контура нефтеносности до нагнетательных скважин будет расти сопротивление продвижению жидкости в продуктивный пласт, значительно увеличиваться коэффициент оттока закачиваемой воды.

Приконтурное заводнение рекомендуется для залежей (эксплуатационных объектов) небольшой ширины (4—5 км), с однородным строением, с высокими фильтрационными характеристиками пласта, когда отсутствует гидродинамическая связь между нефтяной и законтурной частями залежи вследствие образования различных экранов. В этом случае нагнетательные скважины размещают в пределах нефтяной части залежи на

минимальном расстоянии от внешнего контура нефтеносности. Добывающие скважины так же, как и при законтурном заводнении располагают параллельно контурам нефтеносности (рис. 26). При осуществлении систем разработки с приконтурным заводнением применяют в основном те же методы контроля, что и при законтурном заводнении.

Внутриконтурное заводнение рекомендуется на залежах (эксплуатационных объектах) шириной либо более 5 км, либо менее 4 км, но в последнем случае — при ухудшении фильтрационных характеристик залежи и увеличении вязкости нефти. При внутриконтурном заводнении различают следующие системы разработки.

Осевое заводнение рекомендуется для залежей (эксплуатационных объектов) шириной более 5 км, с невысокими фильтрационными характеристиками пород, вязкостью пластовой нефти, колеблющейся в значительном диапазоне, в пределах которых коллекторские свойства могут закономерно ухудшаться от сводовых частей к периферийным (рис. 27). Когда наблюдается активная гидродинамическая связь между законтурной и нефтяной частями залежи, а соотношение вязкостей нефти и закачиваемой воды примерно одинаково, осевое заводнение можно применять в комплексе с законтурным (рис. 28).

Центральное заводнение планируется для эксплуатационных объектов, характеризующихся закономерным ухудшением физико-литологических и фильтрационных характеристик от сводовой к периферийным частям залежей. Размеры залежей обычно небольшие, от 1 до 3 км, форма их изометричная. Для залежей больших размеров, характеризующихся более однородным строением, более высокими значениями коллекторских свойств фильтрационных характеристик, центральное заводнение применяют в сочетании с законтурным.

При осуществлении описываемых систем разработки в центральной части залежи бурят нагнетательные скважины по окружности радиусом 250—300 м. Добывающие скважины располагают концентрическими рядами параллельно внешнему контуру нефтеносности в пределах как чисто нефтяной, так и водонефтяной зон (рис. 29).

Кольцевое заводнение применяют на залежах обычно изометрической, овальной формы, которые характеризуются изменением литолого-физических и фильтрационных свойств в определенном направлении от сводовой к периклинальным частям структуры. Для поддержания пластового давления нагнетательные скважины располагают в средней части залежи по кольцу, а в законтурной—параллельно внешнему контуру нефтеносности. В результате этого образуются две неравные площади: меньшая—в центральной части и большая — между двумя рядами нагнетательных скважин (рис. 30).

Системы разработки с разрезанием залежей (эксплуатационных объектов) нагнетательными скважинами на отдельные блоки применяют для залежей шириной обычно более 5 км, в пределах которых возможны участки с различными физико-литологическими и фильтрационными свойствами. Обычно такие залежи содержат значительные запасы нефти. Кроме того, эту систему разработки можно применять для залежей, имеющих меньшие размеры, но характеризующихся значительной фациальной изменчивостью пород, невысокими фильтрационными свойствами (проницаемостью, гидропроводностью, подвижностью), повышенной вязкостью пластовой нефти, резким ухудшением условий фильтрации на границах залежей и т. п.

В этом случае площадь эксплуатационного объекта разрезается рядами нагнетательных скважин на отдельные блоки шириной 4—5 км. Направление линий разрезания выбирают с учетом выявленной общей закономерности литологического и фациального строения эксплуатационных объектов — вкрест преимущественного простирания зон коллекторов с различными проницаемостью и подвижностью или перпендикулярно к зонам регионального замещения (выклинивания) коллекторов (рис. 31).

В пределах блоков разработки добывающие скважины располагают рядами параллельно нагнетательным.

Системы разработки с площадным заводнением применяют для залежей (эксплуатационных объектов), характеризующихся значительным (частым) замещением песчаников глинистыми породами и низкими значениями вязкости нефти, проницаемости, гидропроводности и подвижности, значительными мощностями пластов. В залежах с неоднородным строением вода из нагнетательных скважин может прорываться по наиболее проницаемым пропласткам, что приводит к преждевременному обводнению добывающих скважин.

При системах с площадным заводнением нагнетательные и добывающие скважины чередуют и выдерживают, определенные расстояния между ними. Существуют следующие варианты размещения добывающих и нагнетательных скважин:

1. линейная схема размещения скважин, при которой ряды нагнетательных скважин чередуются с рядами добывающих скважин. Обязательное условие—размещение нагнетательных и добывающих скважин в шахматном порядке. Расстояния между скважинами в рядах могут быть отличными от расстояний между рядами скважин с одинаковым назначением;

2) четырехточечная схема, при которой нагнетательные скважины располагают в вершинах треугольника, а добывающую—в его центре;

3) семиточечная схема, которую выбирают в зависимости от подвижности нефти, нагнетательные скважины размещают в углах правильного шестиугольника, а добывающую — в его центре;

4) пятиточечная схема, при которой нагнетательные скважины размещают в вершинах квадрата, а добывающую—его в центре;

5) девятиточечная схема, которую выбирают в зависимости от неоднородности залежи и ее подвижности, нагнетательные скважины располагают как в вершинах квадратов, так и посредине его сторон, а добывающую—в центре квадрата.

Системы с избирательным заводнением применяют для эксплуатационных объектов, характеризующихся значительной неоднородностью, линзовидным строением, прерывистостью, а также резким изменением коллекторских свойств и мощности пласта. Этот вид заводнения является в целом разновидностью площадного заводнения. При этой системе эксплуатационный объект разбуривается по равномерной треугольной или квадратной сетке.

На основе комплексной обработки всех геолого-промысловых материалов из числа пробуренных скважин выбирают те, которые лучше всего принимают воду. Основными требованиями к выбору местоположения нагнетательных скважин являются следующие: мощность пласта должна быть наибольшей, чтобы охват был максимальным; фильтрационная характеристика пласта должна быть наилучшей, чтобы обеспечить максимальную приемистость скважин и прохождение закачиваемой воды в добывающие скважины; количество проницаемых пропластков должно быть максимальным и установлена их связь с аналогичными прослоями в соседних скважинах, чтобы обеспечить максимальный охват заводнением по площади залежи. В этом случае количество нагнетательных скважин значительно меньше, чем при площадном заводнении.

Системы с очаговым заводнением выбирают для тех эксплуатационных объектов, где уже была внедрена та или иная система разработки и где отдельные участки залежей слабо охвачены разработкой. В этом случае очаговое заводнение служит дополнением к основной системе разработки. Очаговые скважины бурят в том случае, если отмечаются выклинивание коллектора, прерывистость пласта и т. п. Обычно на практике эти скважины планируют из числа резервных.

Нефтегазовые залежи

Нефтегазовые залежи разрабатывают: 1) без поддержания пластового давления; 2) с законтурным заводнением; 3) с барьерным заводнением.

Системы разработки нефтегазовых залежей без поддержания пластового давления используют на эксплуатационных объектах, где основными движущими силами являются энергия расширяющегося газа в газовой шапке и энергия подошвенной или краевой воды. В этом случае количество добываемой нефти и нефтеотдача зависят от соотношения объектов нефтяной и газовой частей залежи, от коллекторских свойств, от фильтрационных характеристик залежи, неоднородности пласта, соотношения вязкостей нефти и внедряющейся в залежь пластовой воды, углов падения пласта.

Системы разработки нефтегазовых залежей с законтурным заводнением применяют на тех эксплуатационных объектах, где размеры газовой части пласта по сравнению с размерами нефтяной очень небольшие, энергия пластовой водоносной системы незначительна, коллекторские и фильтрационные свойства пласта обычно низкие, вязкость нефти может быть повышенной. При этом нагнетательный ряд скважин располагают за внешним контуром нефтеносности. Разработка нефтегазовых залежей в этом случае почти не отличается от разработки нефтяных залежей.

Системы разработки нефтегазовых залежей с барьерным заводнением применяют в том случае, когда отсутствует трещиноватость пород, проницаемость вкрест напластования гораздо ниже аналогичной величины по напластованию. Наибольшая эффективность описываемой системы достигается при наличии плотных непроницаемых пропластков в интервале ГНК, а также при небольших углах падения пород. Нагнетательные скважины бурят вдоль внутреннего контура газоносности или в некоторых случаях в непосредственной близости от него. Закачиваемая вода образует как бы барьер, который изолирует газонасыщенную часть залежи от нефтенасыщенной. Это позволяет одновременно добывать и нефть, и газ. Особое внимание при контроле за разработкой уделяется исследованиям, позволяющим оценить возможность прорыва воды в добывающие скважины.