Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

[ 0 ] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200

физтехнологии добычи нефти

За историю развития нефтяной промышленности до 1 января 1950 г. во всем мире было добыто около 9 млрд. тонн нефти. Подсчитано, что мировые запасы нефти, возможные к извлечению на известных нефтяных месторождениях, составляют в настоящее время около 1,3 количества уже добытой нефти. За последнее десятилетие общие запасы нефти в мире возросли за счет открытия новых нефтеносных областей, однако рост потребления нефтепродуктов растет еще быстрее и поэтому вопрос о полноте извлечения нефти из недр стал основной задачей нефтяной технологии. Самые умеренные подсчеты, сделанные исследователями различных стран для выявления среднего количества нефти, которое остается в недрах нефтяных месторождений, достигших экономического предела эксплуатации и потому заброшенных, показывают, что объем остаточной нефти равен по крайней мере объему нефти, извлеченной на поверхность. Если разработка уже известных нефтяных месторождений в будущем будет протекать с таким же результатом, то после того, как все месторождения нефти в мире будут разработаны и заброшены, в них останется около 20 млрд. тонн нефти, рассеянных по всем пластам и горизонтам. Однако эта величина не включает тех неисчислимых миллионов тонн нефти, которые находятся в горизонтах, обнаруживших только «признаки» содержания нефти при разведке и исключенных из разработки, как не имеющих промышленной ценности.

Дать аналитическое объяснение указанному явлению в настоящее время не представляется возможным. Однако неправильно будет сделать вывод, что существующие способы добычи нефти являются в основе своей расточительными и малоэффективными. Исследование и изучение физических основ, на которых покоится современная технология добычи нефти, дает понимание и объяснение характерным естественным явлениям, сопутствующим разработке нефтяных месторождений. Останется ли и в дальнейшем отношение количества остаточной нефти, недоступной к извлечению из недр, к количеству добываемой таким же вы-

соким, что и ныне,- неизвестно. Анализ физических законов и факторов, влияющих на это соотношение, дает указание на путь, по которому оно может изменяться в благоприятную сторону в будущем. Следует ли рассматривать миллионы тонн остаточной нефти в недрах утерянными безвозвратно и невознаградимо? На этот вопрос в настоящее время нельзя получить ни положительного, ни отрицательного ответа.

Тщательное изучение механизма течения жидкостей в нефте-содержащих породах в известной степени обеспечивает получение достаточно определенных данных о величине отбора, который можно успешно осуществить при извлечении остаточной нефти из недр, а также тех факторов, которые влияют на изменение этой величины.

Следует уяснить, что явления, происходящие в каком-либо нефтяном подземном резервуаре (залежи), не имеют никакого практического значения до тех пор, пока месторождение нефти не поступит в разработку. Для этого геолог или геофизик должен раньше установить возможное местонахождение будущего нефтяного месторождения, бурильщик и специалист по глинистым растворам должны успешно пробурить скважины и вскрыть нефтяной горизонт, инженер-технолог по добыче нефти - преодолеть множество трудностей, связанных с извлечением нефти на поверхность, специалист-нефтепереработчик - переработать нефть на технические продукты, инженеры-транспортники - обеспечить эффективное распределение нефтепродуктов к месту их потребления и т. д.

1.2. Нефтяные подземные резервуары. Нефть* добывается из скважин, пробуренных на пористые горные породы, залегающие в недрах земли. Группа скважин, дренирующих подземное скопление нефти или нефтяную залежь и расположенных на определенной площади, ограничивающей сетку этих скважин, составляет нефтяной промысел. Объем горной породы, где скопилась нефть и откуда она извлекается на поверхность, носит название «нефтяного подземного резервуара».

Благодаря тому, что коллекторы нефтяных резервуаров залегают глубоко под землей, заключенные в них жидкости подвержены повышенным давлениям и температуре, соответствующим глубине залегания пластов.

1 Термин «нефть» применяется для определения общего класса более тяжелых углеводородов, которые обычно представлены на дневной поверхности жидкой фазой и обладают темнозеленым или коричневым цветом. Практически следует сделать различие между так называемой «сырой» или «черной» нефтью, являющейся в пределах подземного резервуара также жидкостью, и «конденсатом», который при начальном пластовом давлении и температуре представлен в недрах паровой фазой, а на поверхности дает жидкость соломенно-желтого цвета или даже бесцветную Конденсатная нефть обычно добывается из так называемых дестиллатных месторождений или конденсатных подземных резервуаров.

Обычно считают, что температура нефтяного резервуара остается постоянной в течение всей эксплуатационной жизни месторождения. Пластовое же давление является переменной величиной, зависятдей от степени истощения первоначального содержимого коллектора. Более точное соотно шение между давлением и содержанием жидкости в пласте характерно для каждого резервуара в отдельности и зависит от природы действуюш,их сил в последнем.

2 Исключительно высокие температуры в пластах встречаются сравнительно редко, но ненормально низкие температуры встречаются чаще.

3 В скважинах на побережье Мексиканского залива наблюдалось много случаев ненормально высоких пластовых давлений.

Завышенные пластовые давления наблюдались в зоне D- 7 месторождения Вентура Авеню, Калифорния, которая имела начальное пластовое давление 564,6 ат на глубине 2760 м. Резко заниженные давления в подземных резервуарах были встречены в Канзасе и в некоторых нефтяных месторождениях Западного Тексаса.

Значения пластовых давлений и температур ко времени вскрытия залежи бурением являются важными физическими показателями, влияющими на состояние и свойства пластовых жидкостей. Пластовая температура связана с геотермическим градиентом и географическим местоположением месторождения. Среднее значение геотермического градиента составляет приблизительно 1° С при углублении от земной поверхности на каждые 33 м по отношению к средней годовой температуре в данной местности. Были обнаружены многочисленные отклонения пластовых температур в ту и другую сторону по сравнению со значениями, которые были указаны заранее, исходя из средних величин геотермического градиента.

Начальные тшастовые давления обычно изменяются линейно с глубиной залегания подземного резервуара и находятся как бы в равновесий с гидростатическим напором столба воды соответствующей высоты. Пластовые давления изменяются с глубиной резервуара приблизительно на гидравлический градиент, составляющий от 9,7 до 12,4 ат на каждые 100 м глубины, в зависимости от солености и плотности эквивалентного столба воды данного пласта. Однако в природе нередко имеются отклонения от этого правила. Кое-где встречаются ненормально высокие или заниженные начальные пластовые давления по отношению к ожидаемым значениям гидростатических напоров В настоящее время окончательно признано, что определение начальных пластовых давлений и температур должно производиться из фактических замеров в каждом нефтяном резервуаре в отдельности, а не на основании подсчетов и опытных поправок. Даже отклонения в величине пластовых параметров, которые получаются из проведенных замеров, могут иметь важное значение для последующего изучения поведения резервуара.

Понятие «нефтяной резервуар» налагает условие, что рассматриваемая геологическая структура является нефтесодержа-щим коллектором, откуда нефть можно извлечь на поверхность.