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

Расширение объема жидкости в водяном пласте в результате падения пластового давления сопровождается внедрением воды в прилежащую нефтяную залежь; при этом система может пополниться поверхностными водами через обнаженные выходы пластов на дневную поверхность. Однако участие поверхностных вод в процессе вытеснения нефти очень мало по сравнению с расширением объема первоначального содержания воды в водяных пластах и им можно свободно пренебречь.

6.2. Общие характеристики режима нефтеносных пластов.

«Режим» работы нефтяного пласта представляет сложный процесс изменения различных физических параметров, описывающих его настоящее и прошлое поведение. Основной переменной, определяющей состояние пласта, является время с начала его промышленной разработки или значение суммарной нефтеотдачи. Последнее обычно имеет более существенную ценность для месторождений с газовой энергией, хотя временный масштаб представляет часто более удобное основание для анализа. Для месторождений с гидравлической энергией переменная времени полностью входит в описание кратковременных переходных состояний и общего неустановившегося режима работы пласта. Однако для некоторых целей имеет смысл использовать суммарную нефтеотдачу, определяющую состояние истощения пласта, даже в месторождениях с гидравлической энергией.

Характеристики пласта, изменения которых с суммарной нефтеотдачей или временем составляют описание его «режима», следующие: давление, величина газового фактора, отбор воды, движение водонефтяного контакта, образование или расширение газовых шапок. Длительное изменение текущих дебитов или эксплуатационной производительности пласта также представляет важную составляющую общего процесса нефтедобычи.

Кроме давлений, газовых факторов и добычи воды по пласту в целом, на механизм нефтеотдачи проливает свет распределение этих данных по отдельным скважинам на всей площади нефтеносного пласта. Эти данные удобнее всего изображать в виде изогипс, нанесенных на карту месторождения (промысла) в разное время или через определенные интервалы суммарной нефтеотдачи, на протяжении всей разработки пласта.

С физической точки зрения не требуется доказательств, что среднее пластовое давление должно убывать от своего первоначального значения, когда происходит отбор нефти или газа из пласта. Отобранные нефть и газ должны быть замещены соответствующими объемами жидкости, что может происходить следующим образом: 1) в результате расширения остаточной нефти или воды внутри нефтяного пласта, 2) образованием фазы свободного газа, 3) вследствие расширения существующей фазы свободного газа, 4) внедрением воды в нефтяную зону извне К

* Сжатие пласта также представляет одну из возможностей. Это явление тоже требует падеИия давления в пласте.

Любой из этих процессов, либо несколько в сочетании могут создать замещение отобранного объема нефти или газа. Но все они требуют снижения пластового давления от начальной величины.

Важными свойствами падения пластового давления являются его величина, реакция на скорость нефтеотдачи и характер его изменения по отношению к суммарной нефтеотдаче. Реакция пластового давления на длительность нефтеотдачи или изменение скорости отбора дают, вообще говоря, лучшие указания на механизм нефтеотдачи.

Следует подчеркнуть, что механизм нефтеотдачи или «режима» не является свойством, присущим пласту. Если пласт полностью изолирован сбросами или выклиниванием проницаемых зон от сообщения с водоносными пластами, то естественный процесс нефтеотдачи в нем может происходить лишь за счет энергии растворенного газа или расширяющейся газовой шапки. Если, продуктивный пласт представлен известняком, кавернозным или трещиноватым, насыщенным в контакте с нефтью активной водой, то естественные характеристики его режима аналогичны любым месторождениям с гидравлической энергией.

Однако большинство нефтеносных песчаников и некавернозных известняков или доломитов сообщаются с прилегающими водоносными пластами, обладающими ограниченными способностями перетока воды в нефтяной горизонт, В какой степени вода при своем поступлении в нефтяной пласт замещает полностью отбираемый объем нефти и газа и задерживает падение пластового давления, - зависит от темпов отбора нефти и газа. Эти темпы и определяют собой механизм нефтеотдачи: вытеснение водой или истощение газа. Так как темпы отбора могут меняться, то меняется после соответствующих задержек и механизм нефтеотдачи. Следовательно, один и тот же пласт может отдавать нефть либо за счет расходования газа, либо за счет внедрения воды, либо за счет сочетания этих механизмов в различные периоды разработки месторождения и в зависимости от того, как разрабатывалось месторождение. Классификация механизмов нефтеотдачи по существу произвольна. Установлены только предельные типы механизмов нефтеотдачи - с истощением растворенного газа или с полным замещением нефти водой, которые резко отличаются по своим характеристикам. Промежуточные и широко встречающиеся механизмы с «частичным» вытеснением нефти водой, а также с расширением газовой шапки классифицируются различно, их определения точно еще не установлены.

Различие режима работы пластов в процессе их разработки основывается на разнице действующих механизмов нефтеотдачи. Частичное вытеснение нефти водой связано с внедрением в пласт воды и приводит часто к суммарной нефтеотдаче, аналогичной нефтеотдаче при процессе полного замещения нефти водой. Отсюда его можно рассматривать, как особый случай «водона-

порного» режима. Расширение газовой шапки при полной своей эффективности связано с механизмом дренирования нефтяного пласта под влиянием силы тяжести, и этот процесс следует рассматривать, как третий основной режим работы эксплуатационной системы с точки зрения суммарной нефтеотдачи.

Основным критерием классификации поведения пласта является механизм, определяюш,ий непосредственно текуший режим работы пласта, а не конечная нефтеотдача. Общая цель разработки нефтяного месторождения - это получение максимальной нефтедобычи при минимальной стоимости нефти. Суммарная нефтеотдача представляет лишь интегральную равнодействующую всего процесса разработки залежи; она не может быть установлена заранее независимо от режима работы пласта. Абсолютная величина суммарной нефтедобычи для каждого механизма нефтеотдачи может охватить интервал, перекрывающий максимум отдачи, получаемой при иных механизмах работы пластов. Данные по добыче, давлению, величине газового фактора, собранные за время существования разработки месторождения, скорее отражают текущие местные процессы перемещения нефти на продуктивной площади, чем такие факторы, как вторжение краевой воды или дренирование под силой тяжести, которые в конечном счете определякуг абсолютную нефтеотдачу.

В свете этих рассуждений системы с неполным проявлением гидравлической энергии обобщаются здесь с системами, работающими за счет расхода газовой энергии. Динамика поступления воды в них определяется характеристикой пласта - источника питания водой, как и в случаях чисто «водонапорного» режима. Однако часть отбираемых в процессе эксплуатации жидкостей замещается выделяющимся газом. Поэтому непосредственный механизм вытеснения нефти на продуктивной площади управляется процессом выделения газа из раствора и его расширением. Обший режим работы пласта регулируется механизмом «истощения» газовой энергии, который видоизменяется вследствие наличия поступления воды. В связи с этим появляются новые характеристики, например, сокращение продуктивной площади, перераспределение насыщения продуктивного пласта, неустойчивость дебита. Тем не менее количественная характеристика режима работы пласта в целом будет точнее, если рассматривать в качестве основного механизма нефтеотдачи на площади - механизм расходования энергии растворенного в нефти таза.

Это явление несколько напоминает работу атаста при расширении газовой шапки. Процесс дренирования под действием силы тяжести в идеальных условиях может привести к гораздо большей нефтеотдаче, чем это наблюдается обычно при режиме «растворенного газа». В крайнем случае, когда вследствие поддержания давления выделение газа в нефтяной зоне прекращается, и отбор нефти компенсируется непосредственно и полностью стоком нефти вниз по структуре, пласт, работающий при