3.3. Режимы работы нефтяных залежей
Режим работы (дренирования) пласта (залежи) определяется тем видом пластовой энергии, за счет которого происходит перемещение флюидов в пористой среде во время разработки залежи.
Источниками (видами) пластовой энергии, под действием которых притекает нефть к забоям скважин, являются:
энергия напора краевых и подошвенных вод;
энергия сжатого свободного газа в газовой шапке;
энергия упругого расширения газа, переходящего из растворенного в свободное состояние;
энергия упругости сжатых пород и жидкостей;
энергия гравитации.
При разработке залежей нефть может двигаться к забоям скважин под действием как одного, так и нескольких видов энергии одновременно. Энергия упругости горных пород и жидкостей, энергия гравитации проявляются, например, всегда. Однако их роль в сравнении с другими видами часто мала. Режим залежи определяется видом проявления пластовой энергии. В зависимости от того, какой вид энергии является основной движущей силой, различают следующие режимы работы нефтяных залежей: упругий, водонапорный, газонапорный, растворенного газа, гравитационный, смешанный.
Упругий режим. Условием существования упругого режима является превышение пластового давления над давлением насыщения нефти газом. Нефть находится в однофазном состоянии. Приток в скважины происходит за счет расширения нефти, связанной воды и породы. При снижении давления объемы пластовой нефти и связанной воды увеличиваются, а объем пор уменьшается.
50
Если пласт имеет небольшой объем, то проявляется замкнуто-упругий режим. Если объем водонасыщенной части большой, то общая депрессионная воронка будет распространяться в законтурную водоносную область. И упругий режим переходит в другую разновидность – упруговодонапорный режим. Для этого режима характерна обширная по сравнению с нефтяной частью водоносная часть пласта, которая простирается на очень большие расстояния от контура нефтеносности (100 км и более). При этом водоносная часть пласта может иметь, а может и не иметь связь с дневной поверхностью.
Водонапорный режим. Нефть к добывающим скважинам поступает за счет напора краевых или подошвенных вод. Водоносная часть пласта связана с дневной поверхностью или с поверхностными водоемами. С момента распространения депрессионной воронки за пределы водонефтяного контакта в законтурную область вода внедряется в залежь и вытесняет нефть. При жестководонапорном режиме вода полностью замещает отбираемую нефть, т. е. наступает равновесие между отбором нефти и внедрением воды в пласт. Существование жестководонапорного режима связывают с наличием области питания или с закачкой в пласт необходимых объемов воды для выполнения этого условия, т. е. предполагается наличие естественного и искусственного водонапорного режима. В естественных условиях этот режим в чистом виде не встречается, однако его выделение способствует успешному проектированию процесса извлечения нефти. При водонапорном режиме нефть в пласте находится в однофазном состоянии; выделение газа в пласте не происходит.
Газонапорный режим (режим газовой шапки) может проявляться при большом объеме газовой шапки. Нефть к скважинам притекает в основном за счет энергии расширения сжатого свободного газа газовой шапки. В зависимости от состояния давления в газовой шапке различают газонапорный режим двух видов: упругий и жесткий. При упругом газонапорном режиме по мере отбора нефти из пласта давление газа уменьшается. Жесткий режим отличается от упругого тем, что давление в газовой шапке в процессе отбора нефти остается постоянным. Такой режим возможен только при непрерывной закачке в газовую шапку газа или когда давление в газовой шапке уменьшается незначительно по мере отбора нефти.
Режим растворенного газа. Приток нефти в скважины происходит за счет энергии расширения газа, выделяющегося из нефти. Пластовое давление при режиме растворенного газа очень быстро уменьшается, также быстро снижаются дебиты скважин по жидкости. Газовый фактор вначале интенсивно увеличивается, а затем быстро уменьшается.
Гравитационный режим проявляется в том случае, если в нефтяном пласте давление снижено до атмосферного, а нефть не содержит растворенного газа. При этом режиме нефть способна стекать в скважины только под действием силы тяжести.
51
Режим, при котором возможно одновременное и примерно одинаковое проявление нескольких видов энергии, называют смешанным.
Наиболее эффективными являются напорные (водонапорный, газонапорный) режимы. Остальные режимы часто называют режимами истощения. Эти режимы характеризуются низкими коэффициентами нефтеотдачи.