7.2 Методы материального баланса

Запасы нефти, содержащиеся в залежи могут быть определены на основе изучения изменений основных показателей разработки, а также физических свойств нефти, воды и породы в зависимости от снижения пластового давления в процессе эксплуатации. Отборы нефти, газа и воды, закачка воды или других агентов в залежь вызывают непрерывное перераспределение флюидов вследствие изменения пластового давления. При этом баланс между количеством углеводородов, содержавшихся в залежи до начала разработки, и количеством УВ добытых и еще оставшихся в недрах не нарушается. В этом заключается сущность закона сохранения материи применительно к залежам УВ.

В связи с многообразием естественных и искусственных режимов разработки залежей, уравнений, описывающих процессы, происходящие в пласте на каждом режиме, большое количество.

Рассмотрим вариант простого подземного резервуара с постоянным объемом, т.е. при отсутствии влияния краевых вод.

Уравнение, позволяющее оценить начальные балансовые запасы нефти в залежи, имеет следующий вид:

где - начальные геологические запасы нефти, приведенные к стандартным условиям;

- добыча нефти с момента начала разработки;

- двухфазный объемный коэффициент совместно нефти и растворенного газа при снижении пластового давления от начального до текущего на дату подсчета;

- однофазный объемный коэффициент пластовой нефти на начало разработки;

- средний газовый фактор за период добычи нефти в стандартных условиях;

- начальный газовый фактор;

- объемный коэффициент пластового газа при давлении на дату расчета.

Для объективной оценки балансовых запасов нефти методом материального баланса необходим тщательный контроль за динамикой изменения приведенных в формуле параметров.

В более сложных расчетах запасов методом материального баланса могут быть учтены многие другие режимы разработки с учетом заводнения, продвижения в залежь пластовых вод, влияния газовой шапки и других факторов воздействия на залежь.

При упругом водонапорном режиме основным источником энергии кроме воздействия законтурной системы вод дополнительной энергией служат упругие силы нефти, воды и породы, сжатых в недрах под давлением.

Проявление упругих сил обусловлено недостаточным напором краевых вод, не обеспечивающим поддержание пластового давления при годовых темпах отбора нефти 4 - 5% от начальных извлекаемых запасов. В качестве примера приводится уравнение выведенное Ф.А. Гришиным для упруго водонапорного режима:

Q₀ = ,

Где W – объем внедрившейся в залежь воды, м³;

w – объем отобранной из залежи воды, м³;

K_в – коэффициент водонасыщенности, доли ед.;

β_в β_П – коэффициенты сжимаемости соответственно воды и породы, МПа^-1;

п – объемный коэффициент пластовой воды.

Остальные параметры приведены выше, в формуле упругого режима.

Кроме указанных методов материального баланса применяется также метод смешанного режима, в котором проявляются как природные силы, так и силы искусственного воздействия на залежь.

Оценка геологических запасов нефти методом материального баланса производится при достаточно продолжительной разработке, как правило, начиная со второго этапа, т.е. когда залежь разбурена, накоплен опыт разработки, получен необходимый для подсчета методом материального баланса объем исходной информации, (накопленная добыча нефти, воды, изучается динамика изменения свойств флюидов в зависимости от давления и т.д.).

В заключении нужно отметить, что точность оценки запасов нефти при подсчете методами материального баланса в значительной степени зависит от качества и регулярности наблюдений за всеми параметрами, входящими в уравнения баланса.