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

вильной геометрией или для формулировки влияния локализованной закачки воды.

Фактически все аналитические рассмотрения по необходимости должны ограничиваться однородными пластами, а также пластами с ограниченной геометрической сложностью. Однако возможно обобщить диапазон истолкования и исследования режима водонапорных пластов, беря вместо естественной эксплуатационной системы эквивалентную ей электрическую цепь. Основанием для этого моделирования служит наблюдение, что течение тока в диэлектрической среде формально аналогично течению упругой однородной жидкости в пористой среде [уравнение 8.8 (1)], Если действительную плотность жидкости выразить линейной функцией давления [уравнение 8.8(5)], то напряжение электрического тока будет соответствовать давлению жидкости, электрическая проводимость - отношению «проницаемость - вязкость»; местная электрическая емкость - произведению пористости и сжимаемости, а вектор плотности тока - вектору объемного расхода [уравнение 8.8(7)]. Эти значения можно соответственным образом подобрать на электроанализаторе и при помощи численных масштабных коэффициентов [уравнения 8.8(9) и 8.8(10) определить теоретическое изменение давления в пласте, наблюдая за напряжением в соответствующей электрической цепи. Изменение напряжения можно записывать на карте с масштабом времени, например, 2,5 сек. равно 1 месяцу.

Изучение водонапорного пласта при помощи электроанализатора начинается с определения физических и геометрических характеристик питающего водоносного коллектора. С этой целью в электрическую цепь счетной машины вводят после соответствующего преобразования наиболее вероятные величины, возможные для водоносных коллекторов, полученные из геологических наблюдений и связанных с ними лабораторных опытов. Затем на зажим цепи, представляющий водонефтяной контур, накладывается расход воды в нефтяной пласт. Изменение напряжения, полученное на электроанализаторе, сравнивается с наблюдаемым в действительности изменением давления на границе вода - нефть в пласте или эквивалентными средними давлениями в нефтяном месторождении. Если эти данные согласуются между собой, можно считать, что принятые постоянные для водоносного коллектора представляют его действительные физические и геометрические параметры. В противном случае постоянные электрической цепи изменяют, пока не будет получено удовлетворительное согласие полученных результатов. Отсюда можно разработать эмпирическое представление о поведении водоносного коллектора для формулировки будущей динамики изменения давления в нефтяном пласте при различных проектируемых эксплуатационных условиях.

Если пластовая нефть находится при давлении выше точки насыщения, изменение и распределение давления в залежи можно также определить при помощи электроанализатора. В этом слу-

чае модель нефтяного пласта, сконструированная аналогично цепи водоносного коллектора, позволяет производить различные отборы по отношению к отдельным скважинам или группам скважин в пределах месторождения и получать запись давления (напряжения) в отдельных точках его. Аналогичным способом можно изучать влияние закачки воды - внутриплощадной или законтурной.

В той степени, в какой можно установить динамику притока воды в нефтяной пласт, электроанализатор может быть применен для анализа систем с неполным и полным замещением нефти водой.

Путем развития основных электрических цепей можно даже исследовать влияние расширения фазы свободного газа и изменение возникающей сжимаемости жидкостей внутри нефтяного пласта.

Анализ реакций пластового давления показывает, что приток воды в залежах в естественных условиях обычно уменьшается, как и следует ожидать, при ограниченном объеме водоносного резервуара, сообщающегося с нефтяным коллектором. Возврат отобранной воды в нефтяной пласт или в питающий его водоносный коллектор обычно выгоден. Вместе с тем нецелесообразно закачивать воду в нефтяную залежь из внешнего источника, если только не установлено, что естественный приток краевой воды недостаточен для замещения необходимых отборов нефти, без избыточного падения давления. Операции по закачке воды следует оценивать прежде всего, исходя из технико-экономических факторов. В известных условиях закачка излишнего количества воды молет привести к ухудшению эксплуатационных условий; например, когда нефтяной пласт имеет газовую шапку и возникает опасность перемещения нефти в последнюю. В пластах с высокой эффективной проницаемостью по вертикали закачка воды вблизи эксплуатационных скважин может снизить к. п. д. вытеснения нефти поднимающейся поверхностью раздела вода - нефть.

При неоднородной проницаемости, например, в сильно трещиноватых известняках, где большая часть нефтяных запасов залегает в межзернистой среде, напор воды обычно не дает эффективной нефтеотдачи. Если усилить естественное обводнение в подобных пластах при помощи дополнительной закачки воды, то трудности в нефтедобыче, возникающие из обходного движения воды по трещинам и изоляции межзернистой породы с заключенной в ней нефтью, становятся очень большими.

Показатели водонапорного режима можно получить из общего характера нефтеотдачи и давления. Для режима вытеснения нефти водой в месторождениях, где добывается газонасыщенная нефть, при наличии в пласте газовых шапок или без них, типичны стабилизация давления при снижении скоростей отбора и приблизительное постоянство газового фактора. Пласты с недонасыщенной нефтью и режимом вытеснения водой работают

при постоянном газовом факторе до тех пор, пока пластовое давление не упадет в них до точки насыщения. При разработке таких пластов наблюдается довольно быстрый рост добычи воды, хотя общая дебитность пласта может оставаться существенно постоянной в течение длительного периода.

Вода продвигается внутрь залежи по направлению к площадям, наиболее отдаленным от исходного водонефтяного контура, причем процент отбора воды в отдельных скважинах возрастает с приближением их к водоносному резервуару. Особенности разработки таких месторождений зависят от распределения отборов жидкостей по площади, способа заканчивания скважин, строения пласта и однородности продуктивного коллектора.

Если выразить расход притекающей воды в нефтяной пласт с водонапорным режимом коэффициентом обводнения, умноженным на падение давления, то первую величину можно считать критерием производительности водоносного резервуара. Этот коэффициент меняется на протяжении всей разработки пластов с водоупругим режимом. Однако значения, вычисленные для периода приближенной стабилизации давления, дают порядок величины дебита нефти и газа, который поддерживается напором водоносного резервуара.

В шести рассмотренных месторождениях было проанализировано изменение расхода притекающей воды в залежь по указанному методу, причем коэффициент обводнения колебался от 296,5 до 3175 м/мес/ат. Когда его значение было приведено к скорости притока на единицу пластового объема, коэффициент обводнения стал меняться в пределах 0,04-1,68 мУмес/ат (табл. 22). Эти величины показывают общую качественную корреляцию для соответствующих месторождений в связи с наклоном кривых истощения давления.

Таким образом, режим пластов при полном замещении нефти водой определяется объемным и динамическим равновесием между отбором жидкостей из пласта и притоком воды из водоносного резервуара. Однако особенности продвижения поверхности раздела вода - нефть в нефтяную зону приобретают в известных условиях значительное влияние на фактическую добычу нефти; например, в пластах с напором подошвенной воды или на тех площадях в месторождениях с напором краевых вод, где забои скважин непосредственно расположены над водонефтяным разделом. Тесная близость водяного источника питания высокого давления к эксплуатационным скважинам приводит к ускоренному подъему зеркала нижних пластовых вод вдоль осей скважин, образуя конусообразную поверхность раздела вода - нефть (фиг. 150).

Эти поверхности аналогичны по форме приподнятым поверхностям раздела вода - нефть в результате образования водяных конусов в пластах с режимом растворенного газа. Однако физический механизм, лежащий в основе этих двух явлений, существенно различен. Образование водяных конусов в пластах с га-