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

нагюрком режиме, не ограничивая отборов при эксплуатации, так как эффективность вытеснения нефти водой выше, чем газом.

Проблема гравитационного дренирования еще не поддается количественной теоретической обработке, но в нефтепромысловой практике с ней приходится считаться. Образование газовой шапки в повышенных частях нефтяных (пластов является, со статистической точки зрения, доказательством перемещения газа по пласту вверх. Многочисленные промысловые наблюдения определенно указывают на фильтрацию нефти вниз по падению пласта как на механизм поддержания нефтеотдачи на протяжении длительного времени, после того как нормальное истощение пласта при режиме растворенного газа должно было привести к его полному забрасыванию.

Можно оценить максимальную пропускную способность гравитационного дренирования вниз по падению пласта [уравнение 7.14(3)]. Она пропорциональна проницаемости для нефти, плотности последней и квадрату синуса угла падения пласта, а также обратно пропорциональна вязкости и коэффициенту пластового объема нефти. При уд. весе нефти 0,875 с разницей плотности нефти и газа 0,555 г1см, вязкости нефти 0,69 сантипуаза, коэффициенте пластового объема нефти 1,35, проницаемости для нефти 25 миллидарси и угле падения пласта 20" гравитационное дренирование обеспечивает пополнение нефти на крыльях структуры в количестве 15 м!сутки!га контакта газ- нефть.

Чтобы получить такую скорость фильтрации, необходимо отсутствие градиента давления, направленного вверх по восстанию, а также чтобы в пласте могли возникнуть условия свободного отекания жидкости под действием силы тяжести без прорыва газа по трещинам к эксплуатационным скважинам. Если давления вниз по падению пласта возрастают, то фильтрация нефти тормозится, хотя это явление и компенсируется частично силой пловучести, стремящейся вызвать перемещение газа вверх по структуре. Если пластовые давления уменьшаются вниз по падению пласта, то вниз по структуре наблюдается перемещение массы газа и нефти, наложенное на гравитационное дренирование, при условии, что порода обладает неисчезающей проницаемостью для газа. При этом может возникнуть прорыв газа и местный пролет его в эксплуатационные скважины, как при обычном течении под действием газового напора, а также нарушиться равномерное понижение газонефтяного раздела. Указанное осложнение еще более усиливается благодаря изменчивости проницаемости по вертикали и неоднородности продуктивного коллектора.

Из рассмотрения факторов, входящих в формулу гравитационного дренирования, стедует, что благоприятными условиями для последнего является большой угол падения пласта, малая вязкость нефти и высокая проницаем1ость породы для нее. Важным

критерием эффективности травитационного дренирования является его скорость по сравнению с отбором нефти вниз по структуре. Отсюда роль гравитационного дренирования и сепарации жидкостей по удельным весам в пластовых условиях приобретает большое значение по мере сниж1ения эксплуатационных дебитов. Фактическое значение механизма гравитационного дренирования заключается в том, что в области, занятой расширяющейся газовой шапкой, непосредственно следующей за понижающимся газонефтяным разделом, нефтенасыщение уменьшается ниже величины, достигаемой при режиме растворенного газа.

Имеется доказательство, что при соответствующих условиях количество остаточной нефти в пласте после гравитационного дренирования имеет такое же низкое значение, как и после затопления его водой. Если бы можно было использовать полностью механизм гравитационного дренирования и если бы структура пласта и свойства пластовых жидкостей были в основном благоприятны, то суммарная нефтеотдача при этом режиме могла равняться или превосходить добычу, полученную при любом другом режиме пласта.

Эффективность гравитационного дренирования наблюдалась на местороледениях, охваченных операциями по поддержанию давления и истощенных первоначально при режиме растворенного газа. Так, в нефтяном месторождении Майл Сикс, Перу, благодаря закачке газа с начала его разработки, со средним расходом при нагнетании, превосходящем отбор газа из пласта, пластовые давления поддерживались почти постоянными. Газ нагнетался в газовую шапку, что вызывало непрерывно расширение ее и падение газонефтяного контакта, а также очень небольшой рост газовых факторов в эксплуатационных скважинах. Для этого месторождения подсчитана нефтеотдача, в три раза превышающая соответствующую величину при релиме растворенного газа. В пласте Вилькокс, Оклахома Сити, пока пластовое давление в нем не было почти полностью истощено, гравитационный дренаж был завуалирован нормальным режимом растворенного газа. Тем не менее нефть продолжала просачиваться к забоям эксплуатационных скважин из верхних частей пласта с остаточным нефтенасыщением V-26%, обеспечивая суточный отбор по месторождению 12 000 при пластовом давлении 1,36 ат. Эффективности гравитационного дренирования в этом случае способ.ствовал избирательно смачивающий характер нефти пласта Вилькокс.

Можно создать оптимальные условия эксплуатации пласта при помощи гравитационного дренирования путем закачки газа в самом начале разработки залежи и образования в ней искусственной газовой шапки при условии, что ее не имелось первоначально. При этом поддержание пластового давления следует осуществлять всюду выше точки насыщения. Тогда предупреждается полностью выделение газа внутри пласта, а проницае-

мость породы для нефти становится максимальной. Параметры пластовой жидкости, благоприятно влияющие на нефтеотдачу, а именно плотность, коэффициент расширения пластовой нефти, а также вязкость ее, имеют при этом максимально выгодные значения. Однако поддержание давления путем закачки газа в пласты с расширением газовой шапки или гравитационным дренированием служит в основном к облегчению экономических сторон эксплуатации. Оно обеспечивает скорость фильтрации нефти вниз по падению пласта в пределах существующих скоростей эксплуатационных отборов. При этом, если условия нефтяного коллектора даже способствуют высокой подвижности нефти, скорости отбора необходимо ограничить, чтобы поверхность газонефтяного раздела следовала за перемегдением .всей массы нефти по склону пласта к эксплуатационным скважинам.

С точки зрения общего режима пласта системы с неполным замещением нефти водой можно рассматривать соответственно как обобщенный тип пласта с режимом растворенного газа. Последний регулирует процесс вытеснения нефти из пористой среды на площади непосредственного дренирования пласта эксплуатационными скважинами. Многие черты режима неполного замещения нефти водой характерны для пластов с расширением газовой шапки и гравитационным дренированием. К ним относятся вторичное насыщение площади с местным истощением, в результате движения массы нефти из других участков пласта, оокращение продуктивной площади, низкое остаточное нефтенасыщение и зависимость падения пластового давления от эксплуатационных отборов. Однако в противоположность системам с гравитационным дренированием, где давление по необходимости падает с увеличением чистых отборов нефти, затопление водой пластов с неполным замещением отобранной нефти непрерывно снижает объем продуктивного коллектора, и темп его обводнения может подняться до таких значений, что полностью приостановит падение пластового давления.

Теорию пластов с неполным замещением нефти водой можно сформулировать при помощи ряда трех совместных дифференциальных уравнений [уравнения 7.17(1) -7.17(3)]. В принципе их можно решить для любого типа водоносного горизонта, питающего продуктивную систему с режимом растворенного 1аза. Допущение установившегося поступления воды в продуктивный пласт значительно упрощает решение уравнений и анализ уравнения 7.17(7) - 7.17(12)]. Установлено, что первичная перехменная, определяющая наличное состояние системы, представляет собой суммарную нефтедобычу, выраженную долей общего начального содержания дегазированной нефти в пласте [уравнение 7.17(6)]. Основным параметром, характеризующим производительность водоносного пласта и отбираемый дебит нефти, является соотношение максимально возможного расхода краевой воды при установившемся ее поступлении в продуктивный пласт и дебита нефти. Подбором величины w и различных