1275

СБОРНИК ЗАДАЧ ПО РАЗРАБОТКЕ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Под редакцией д-ра техн. наук Ю. П. Желтова

Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальности «Технология и комплексная механизация разработки нефтяных и газовых месторождений»

МОСКВА „НЕДРА” 1985

ПРЕДИСЛОВИЕ

Курс разработки нефтяных месторождений — один из основных по специальности «Технология и комплексная механизация разра­ ботки нефтяных и газовых месторождений».

Студент, изучающий этот курс, помимо усвоения теоретических основ разработки нефтяных месторождений, которые преподаются в лекционной части, должен овладеть методиками и практическими навыками расчетов процессов извлечения нефти и газа из недр, а также подготовить курсовой проект по проектированию системы и технологии разработки реального или абстрактного месторожде­ ния. Кроме того, студент выполняет учебную научно-исследова­ тельскую работу (УНИР), результаты которой помещаются в кур­ совой проект в виде особого раздела. В соответствии со сказанным

внастоящий сборник включены три типа задач: для практических

ивнеаудиторных занятий; типовые для курсового проектирования, помеченные, помимо номера, индексом К; задачи УНИР, в нуме­ рации которых содержится индекс Н.

Все типовые задачи входят в настоящий сборник вместе с их решениями. Этим задачам соответствуют, как правило, аналогич­ ные задачи без решений, т. е. примерные варианты типовых задач, которые студенты должны решать самостоятельно. Эти варианты задач преподаватели могут изменить по своему усмотрению.

При выполнении курсовых проектов, связанных с разработкой реальных месторождений, также рекомендуется основываться лишь на самих методиках решения соответствующих типовых задач кур­

сового проектирования, содержащихся в сборнике, используя иные (конкретные) исходные данные. На подготовку студентов по курсу «Разработка нефтяных месторождений» в свое время ока­ зало положительное влияние учебное пособие" Г. Л. Говоровой «Сборник задач по разработке нефтяных и газовых месторожде­ ний» (М., Гостоптехиздат, 1959).

В настоящее время разработка нефтяных месторождений в СССР

получила дальнейшее развитие, увеличилось разнообразие свойств разрабатываемых объектов, используются новые процессы извле­ чения нефти из недр, возросли требования к проектированию раз­ работки месторождений. Эти обстоятельства и вызвали необходи­ мость подготовки нового сборника задач по разработке нефтяных месторождений.

Современное промышленное проектирование разработки нефтя­ ных месторождений требует сложных расчетов, во многих случаях приводящих к использованию мощных ЭВМ. Осуществление та­ ких расчетов выходит за рамки вузовских курсов. Поэтому авторы старались, сохраняя представление о сущности процессов разра­ ботки нефтяных месторождений, применять при решении задач такие методики, чтобы студенты смогли осуществлять расчеты на

.3

Глава 1

ОБЪЕКТЫ И СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ. МОДЕЛИ ПЛАСТОВ

§ 1. ПОДГОТОВКА ЗАПАСОВ, ВЫБОР ОБЪЕКТОВ РАЗРАБОТКИ И РАСЧЕТ ДОБЫЧИ НЕФТИ С УЧЕТОМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ВВОДА ЭЛЕМЕНТОВ В РАЗРАБОТКУ

Развитие добычи нефти в каждом нефтеносном районе начинается

сгеологоразведочных работ на нефть и газ. Для того чтобы ввести

впромышленную разработку нефтяные месторождения, необхо­ димо прежде всего их разведать до такой степени, чтобы вводимые

в разработку запасы нефти являлись достаточно достоверными и изученными, иными словами, относились к запасам «высоких категорий».

Хотя на практике подсчетом запасов нефти занимаются геологи, добычу нефти должны уметь определять и разработчики. Этот расчет связан с расчетом запасов нефти, которые будут переданы в разработку. Поэтому первые задачи настоящего сборника посвя­ щены подготовке запасов нефти.

На месторождениях, содержащих несколько объектов, важно запроектировать такую систему, которая позволяла бы за счет рас­ пределения числа скважин между объектами и применения соот­ ветствующей схемы их расстановки обеспечить наибольшую эф­ фективность разработки месторождения в целом. В задачах данного параграфа за критерий эффективности распределения скважин между объектами принято достижение максимальной конечной нефтеотдачи по месторождению в целом.

Система разработки каждого месторождения создается посте­ пенно, путем ввода в действие отдельных ее элементов. Задачи 1.5—1.7 связаны с расчетом основных показателей разработки ме­ сторождения в целом с учетом последовательности включения

вэксплуатацию ее элементов.

За д а ч а 1.1. При разведке и разработке группы нефтяных месторождений района за пятилетний период переведено из кате­ гории С2 в Сх некоторое количество геологических запасов нефти со средней скоростью перевода запасов qQ2 = 80 - 106 т/год с ко­

5

реводятся запасы i-й категории со скоростью qi и коэффициентом подтверждаемости щ. На рис. 1 показана схема изменения запасов t-й категории в районе.

Уравнение баланса запасов i-й категории в соответствии с рис. 1 имеет вид

at

Применительно к запасам соответственно категорий Сх и А + В уравнение (1.1) можно представить следующим образом:

Записывая уравнения (1.2) и (1.3) для конечных приращений

Согласно условию задачи за пятилетний период было добыто 25 • 10е т нефти при коэффициенте конечной нефтеотдачи т]* = 0,5. Следо­ вательно,

З а д а ч а 1.2. В результате геологоразведочных работ, про­ водимых в нефтедобывающем районе, предполагается вводить в раз­ работку ежегодно 100-106 т запасов нефти категорий А + В при неизменных запасах категорий С2, Сх и А + В. Средние за рассмат­ риваемый период времени коэффициенты подтверждаемости запасов

6

приняты соответственно равными: Осъ = 0,7; = 0,8. Какое количество запасов категории С2 необходимо при этом подготавли­ вать ежегодно?

Пласты характеризуются неоднородным строением и содержат много пропластков и линз. В результате лабораторного изучения процесса вытеснения нефти из пород-коллекторов определены ко­ эффициенты вытеснения г]1Х = 0,7 и т]12 = 0,6 соответственно для первого и второго объектов, а на основе построения зональных карт распространения отдельных пропластков и линз и наложения на нефтеносную часть месторождения различных схем расположе­ ния скважин получены зависимости коэффициентов охвата первого и второго объектов воздействием г\21 и т]22 о т соответствующих па­ раметров плотности сеток скважин sci и sC2. Эти зависимости ока­ зались линейными. Они имеют вид

Геологические запасы нефти в пластах первого объекта Gx = = 80 млн. т, а в пластах второго объекта G2 = 30 млн. т. Площадь нефтеносности первого объекта S 1'= 5000-104 м2, а второго S 2 = = 1200-104 м2. На оба объекта решено пробурить п = 150 сква­ жин. Найти, какое число скважин следует пробурить на каждый объект разработки с тем, чтобы суммарные извлекаемые запасы для месторождения в целом получились максимальными?

Р е ш е н и е . Обозначим число скважин, которое следует про­

В соответствии с определением параметра плотности сетки сква­

Извлекаемые запасы, которые могут быть получены из первого

7

Чтобы найти максимальное значение N, приравняем нулю пер­ вую производную dN/dnlt т. е.

8

Таким образом, при условиях, указанных в рассматриваемой задаче, второй объект должен разрабатываться по более плотной сетке скважин, чем первый, с тем чтобы получить максимальное количество извлекаемой нефти из обоих объектов.

З а д а ч а 1.4. На одном месторождении выделено три объекта разработки, характеризующихся параметрами, помещенными в табл. 1. В условии задачи и при ее решении используются те же обозначения, что и в задаче 1.3.

Таблица 1

Результат оставшейся части обучающийся получает самостоя­ тельно.

9

дится в разработку с использованием пятиточечной схемы распо­ ложения скважин. В одном элементе этой схемы, на который при­ ходится одна нагнетательная и одна добывающая скважина (всего

ривания и обустройства месторождения). Для рассматриваемого

характеризующий темп разработки элемента системы. Для опреде­ ления этого параметра воспользуемся основным свойством темпа

10