72. Разработка нефтяных месторождений с применением заводнения. Основные показатели.
Заводнение нефтяных месторождений применяют с целью вытеснения нефти водой из пластов и поддержания при этом пластового давления на заданном уровне. В настоящее время заводнение — самый распространенных в мире вид воздействия на пласты разрабатываемых месторождений. В России свыше 90% всей нефти добывают из заводняемых месторождений. В США из таких месторождений также получают значительную часть добычи нефти.
Рис.32.
Зависимость расхода воды, закачиваемой
в нагнетательную скважину, от перепада
давления.
Наиболее часто применяемые виды заводнения: внутриконтурное при рядных или блоково-рядных и площадных схемах расположения скважин и законтурное. Используют также очаговое и избирательное заводнение.
Технологически заводнение осуществляется следующим образом. Очищенную от примесей воду с помощью насосов высокого давления, установленных на насосной станции, закачивают в нагнетательные скважины, располагаемые на площади нефтеносности (внутриконтурное заводнение) или вне ее (законтурное заводнение). Воду нагнетают одновременно в несколько скважин (куст). Поэтому и насосные станции, применяемые с целью осуществления заводнения нефтяных пластов, называют кустовыми насосными станциями. К качеству воды, закачиваемой в пласт, предъявляют следующие требования. В среднем принято, что количество взвешенных частиц в ней не должно превышать 5 мг/л для низкопроницаемых и 20 мг/л для высокопроницаемых пластов.
При
разработке нефтяных месторождений с
применением заводнения из добывающих
скважин вначале получают практически
чистую нефть, т. е. безводную продукцию,
а затем, по мере роста объема закачанной
в пласт воды, начинают вместе с нефтью
добывать воду. Если
— полный расход воды, закачиваемой в
разрабатываемый пласт или месторождение
в целом в единицу времени,
— количество добываемой из пласта или
месторождения воды в единицу времени
(дебит воды), а
—
дебит нефти, то имеем следующие выражения.
Накопленное количество закачанной в пласт воды к моменту времени:
Накопленное количество добытой из пласта нефти за тот же период времени:
Накопленное количество добытой из пласта воды:
Коэффициентом
вытеснения
нефти водой
при разработке нефтяных месторождений
с применением заводнения называется
отношение извлеченной из пласта нефти
к ее запасам, первоначально находившимся
в части пласта, подверженной воздействию
заводнением.
Коэффициентом
охвата пласта воздействием
называется отношение запасов нефти,
первоначально находившихся в части
пласта, подверженной воздействию
заводнением, к геологическим запасам
нефти в пласте.
Теоретические и экспериментальные данные показывают, что коэффициент вытеснения в процессе разработки месторождений с применением заводнения, т. е. при вытеснении нефти из пластов не смешивающейся с нефтью жидкостью (водой), зависит от следующих основных факторов:
1) минералогического состава и литологической микроструктуры пород — коллекторов нефти и, как следствие этих факторов, — глинистости пород, распределения пор по размерам, уровня абсолютной проницаемости, относительных проницаемостей, параметров микротрещиноватости пород, т.е. размера блоков и трещин, отношения их проницаемости и т. д.;
2) отношения вязкости нефти к вязкости воды, вытесняющей нефть;
3) структурно-механических (неньютоновских) свойств нефти и их зависимостей от температурного режима пластов;
4) смачиваемости пород водой и характера проявления капиллярных сил в породах-коллекторах с различной микроструктурой;
5) скорости вытеснения нефти водой.