 
        
        книги из ГПНТБ / Орлов В.С. Проектирование и анализ разработки нефтяных месторождений при режимах вытеснения нефти водой
.pdf 
В. С. О Р Л О В
ПР О Е К Т И Р О В А Н И Е И А Н А Л И З РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ
МЕ С Т О Р О Ж Д Е Н И Й .
ПРИ Р Е Ж И М А Х
ВЫТЕСНЕНИЯ
НЕФТИ В О Д О Й
ИЗДАТЕЛЬСТВО «H Е Д Р А» М о с к в а - 1 9 7 3
УДК 622.275/276
Гсс. публичная научно - -, ... - к а я
ЧИТА, ЗАЛА
Орлов В. С. Проектирование н анализ разработки нефтяных месторожде ний при режимах вытеснения нефти водой. М., «Недра», 1973. 320 с.
| В | книге | излагается проектирование разработки нефтяных месторождений; | |
| даны | методы | расчетов процесса обводнения однородных и неоднородных | плас | 
| тов без учета | и с учетом геометрии фильтрационного потока, методика | оцен | |
ки технологических показателей разработки с учетом ввода скважин, метод рас чета вытеснения газированной жидкости водой за счет упругости законтурной области. Рассмотрены вопросы анализа разработки нефтяных месторождений.
Книга предназначена для инженерно-технических работников нефтяной про мышленности, может быть использована студентами и аспирантами нефтяных вузов.
Таблиц 16, иллюстраций 78. Список литературы 202.
| 0382—404 | 292—73 | © издательство „ Н Е Д Р А " . 1973 | |
| 043 (01) —73 | |||
| 
 | 
 | 
П а м я т и матери — Орловой Елены Тимофеевны
посвящается
П Р Е Д И С Л О В И Е
Одним из в а ж н е й ш и х факторов, обеспечивших высокий темп
| прироста добычи нефти, явилось применение | методов заводнения | ||||
| при разработке нефтяных | месторождений, в | результате | которых | ||
| в последние годы, получено | более | 80% общей | добычи | нефти по | |
| С С С Р в целом. Эти методы | начали | применяться | в С С С Р | с 1946 г. | |
Предполагается, что методы заводнения будут одним из основных видов воздействия при разработке нефтяных месторождений и в течение б л и ж а й ш и х двух-трех десятилетий. Успешному развитию
| нефтяной промышленности С С С Р в известной мере | способство | 
| вали исследования отраслевых и учебных нефтяных | институтов | 
| методического и прикладного х а р а к т е р а в области | усовершенст | 
вования методов разработки с заводнением и создания принци пиально новых методов.
К настоящему времени имеются существенные достижения в области усовершенствования методики проектирования и анализа разработки нефтяных месторождений с применением систем за воднения. П р о б л е м а эта комплексная . Комплексное решение за дач проектирования и анализа разработки нефтяных месторож дений стало в о з м о ж н ы м б л а г о д а р я развитию исследований в области промысловой геологии, подземной гидродинамики, техно
| логии и техники добычи нефти и отраслевой экономики. | Создание | |||||||
| науки | « Р а з р а б о т к а | нефтяных | месторождений» | неразрывно | связа | |||
| но с | именами советских ученых: И. М. Губкина, | А. П. | Крылова, | |||||
| И. М. Муравьева, Ф. А. Требина, M . М. Глоговского, | H . М. Ни  | |||||||
| колаевского, П. Я. Полубариновой-Кочиной, | М. | Ф. | 
 | Мирчинка, | ||||
| А. А. Трофимука, С. А. Христиановича, И. А. Чарного, | В. Н . Щ е л - | |||||||
| качева, П. М. Б е л а ш а , М. И. Максимова, В. С. | М е л и к - П а ш а е в а , | |||||||
| Ф. И. Котяхова, М. М. Кусакова, В. Н . Д а х н о в а , | В. И. Щурова, | |||||||
| Г. Л . Говоровой, В. П. Пилатовского, Ю . П. Борисова, | 
 | М. Д . Р о - | ||||||
| зенберга, В. Л . Д а н и л о в а , А. М. Пирвердяна, Н . С. | Пискунова, | |||||||
| М. Л . Сургучева, M . М. Саттарова и др . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| Наиболее полно | методика | проектирования | и | анализа | разра  | |||
ботки нефтяных месторождений изложена в работах А. П ; -Кры
| лова и др . [93, | 94, 95]. П р е д л а г а е м а я читателю книга | посвящена | 
| исследованию | отдельных вопросов усовершенствования | методики | 
3
| п р о е к т и р о в а н ия и анализа разработки месторождении | при режи  | |
| мах вытеснения нефти водой. | 
 | |
| Из | комплексной проблемы « Р а з р а б о т к а нефтяных | месторож | 
| дений» | рассматриваются вопросы: последовательности | проектиро | 
вания и выбора рациональной системы разработки; усовершенство вания методики расчетов технологических показателей при вытес- • нении газированной и негазированной нефти водой в условиях од
| нородного и неоднородного | пластов; | а н а л и з а разработки | (связан | |||
| ного с оценкой параметров | пластов) | и | их | неоднородности; опре | ||
| деления средних | пластовых | давлений; | построения карт | изобар и | ||
| их использования | при анализе разработки | нефтяны-х месторожде  | ||||
ний. В книге не излагаются задачи детального геологического и технико-экономического обоснования систем разработки нефтяных
| месторождений | в | 
 | процессе | проектирования | 
 | и | анализа | 
 | их | раз  | |||||||||||||
| работки . В связи с этим она и не является комплексной | моногра | ||||||||||||||||||||||
| фией по проектированию и анализу разработки | нефтяных | место | |||||||||||||||||||||
| рождений . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | О д н а к о рассмотренные в книге отдельные вопросы усовершен | ||||||||||||||||||||||
| ствования | методики проектирования | 
 | и | анализа | разработки | при | |||||||||||||||||
| р е ж и м а х вытеснения нефти водой могут быть использованы | при | ||||||||||||||||||||||
| проектировании | разработки | конкретных | месторождений. | Книга | |||||||||||||||||||
| м о ж е т | быть | полезной | т а к ж е студентам | 
 | и | аспирантам | нефтяных | ||||||||||||||||
| вузов | по | специальности: « Р а з р а б о т к а | нефтяных | месторождений». | |||||||||||||||||||
| В | работе | над | книгой | использован | двадцатилетний | опыт и иссле | |||||||||||||||||
| д о в а н и я | автора | в | области | конкретного | проектирования | и | а н а л и з а | ||||||||||||||||
| р а з р а б о т к и нефтяных | месторождений, | методических | исследований | ||||||||||||||||||||
| в | этой | области | у | 
 | нас | в С С С Р | и | за | рубежом . | В | частности, | отра | |||||||||||
| ж е н опыт | В Н И И | 
 | по | проектированию | и | анализу | разработки | неф | |||||||||||||||
| тяных | 
 | месторождений: Д о л и н а ; | Каменный | 
 | лог, Ж и р н о е , | Узень, | |||||||||||||||||
| Ж е т ы б а й . Усть - Балык, Мегион, | Сангачалы - море и другие, | а т а к ж е | |||||||||||||||||||||
| з а р у б е ж н ы х месторождений Индии и Китая, опыт | 
 | педагогической | |||||||||||||||||||||
| работы в области разработки и эксплуатации нефтяных | месторож  | ||||||||||||||||||||||
| дений | в | б. М Н И | им. И. М. Губкина | ( М И Н Х и Г П ) , | Университете | ||||||||||||||||||
| Д р у ж б ы народов | им. П. Л у м у м б ы | и аспирантуре | В Н И И . | 
 | 
 | ||||||||||||||||||
| 
 | Рассмотренные в книге задачи проектирования и анализа | раз  | |||||||||||||||||||||
| работки | нефтяных | месторождений | при | 
 | р е ж и м а х | вытеснения | неф | ||||||||||||||||
| ти | водой | решены | с | различной | степенью | 
 | полноты, | некоторые | |||||||||||||||
| з а д а ч и | д а н ы | в | порядке постановки, | иосят | дискуссионный | х а р а к  | |||||||||||||||||
| тер и требуют дополнительных исследований | д л я | 
 | окончательного | ||||||||||||||||||||
| их | решения. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | В | книге | рассмотрен достаточно | широкий | 
 | круг | методических | ||||||||||||||||
вопросов проектирования и анализа разработки нефтяных место рождений .
Отдельные методические положения проиллюстрированы чис
| ленными | примерами разработки | конкретных | месторождений. | ||
| В процессе выполнения исследований, изложенных в данной | |||||
| работе, | автор | консультировался | со | своими учителями — академи  | |
| ком А Н | С С С Р | Â. П. Крыловым, | докт. техн. наук | Ю . П. Борнсо- | |
4
| в ь ш , докт. техн. наук М. Д . Розенбергом; | ряд | исследований | вы  | |||||
| полнен | под их руководством и при непосредственном их участии, | |||||||
| за что | автор в ы р а ж а е т им искреннюю | признательность. | 
 | 
 | ||||
| Автор считает т а к ж е | необходимым | выразить | благодарность | |||||
| своим | ученикам — аспирантам, товарищам | по работе: | Т. В. Анд | |||||
| реевой, В. А. Бочарову, Н. А. Авдонину, А. Я. Буйкису, H . Н. Егур- | ||||||||
| цову, | Л . И. Егоровой, | Р. Б. Злотниковой, | Т. | В. | Козловой, | |||
| Л . И. | Кильдпбековой, | И. И. Р ы ж е н к о в у | и | Н. Д . Синявской, | ||||
| принимавших участие в | обсуждении | отдельных | положений | рабо  | ||||
ты и решении методических вопросов проектирования и анализа разработки нефтяных месторождений при р е ж и м а х вытеснения нефти водой.
Г л а в а I
ПО С Л Е Д О В А Т Е Л Ь Н О С ТЬ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ИВЫБОР СИСТЕМЫ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ М Е С Т О Р О Ж Д Е Н И Й
§1. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ. СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТНЫХ ДОКУМЕНТОВ
| В настоящее время в связи с открытием больших | многопласто | ||||||||||
| вых | месторождений | нефти | и | газа | в | новых районах | Сибири и | ||||
| К а з а х с т а н а | возникает | ряд | вопросов, | связанных | с | проектирова | |||||
| нием и вводом в разработку | этих месторождении. | 
 | 
 | ||||||||
| Темпы | развития | нефтяной | промышленности | страны требуют | |||||||
| несколько отличного по сравнению с | предыдущими | годами под | |||||||||
| хода | к проектированию | и | вводу Е | разработку | новых | нефтяных | |||||
| месторождений, а | именно | необходимо | в значительной | степени | |||||||
сократить сроки ввода месторождений в эксплуатацию и ускорить
| проектирование разработки и выдачу проектно-сметной | докумен | |||||||
| тации на обустройство. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | Исходя из опыта разработки, установлен следующий | порядок | ||||||
| проектирования | и | содержание | основных | проектных документов: | ||||
| 1) проект промышленной разведки месторождения; 2) план | проб | |||||||
| ной | эксплуатации; | 3) | технологическая | схема разработки; | 4) | про | ||
| ект | разработки; | 5) | принципиальная | технологическая | 
 | схема | ||
| р а з р а б о т к и . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | Проект | промышленной | разведки | месторождения | 
 | 
 | ||
П р о е к т разведки составляется предприятием, которое будет проводить эти работы, и у т в е р ж д а е т с я вышестоящей организа цией. К составлению проекта промышленной разведки по мере необходимости (крупные месторождения, новые районы и т. п.) привлекаются научно-исследовательские институты, которые затем будут проектировать разработку месторождения.
6
| Р е з у л ь т а ты промышленной разведки месторождения | д о л ж н ы | |||||||
| быть | отражены | в отчете | по | подсчету | запасов нефти | и | газа. | |
| В отчете нужно д а т ь оценку полученных материалов с точки | зре | |||||||
| ния их достаточности д л я составления технологической | схемы | |||||||
| разработки . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| В | проекте промышленной | разведки | месторождения | д о л ж е н | ||||
| быть | предусмотрен | необходимый комплекс исследовательских | ||||||
| работ, обеспечивающий выполнение следующих задач . | 
 | 
 | ||||||
| 1. Д е т а л ь н о | изучить | литолого-стратиграфический | разрез | |||||
| месторождения, | положение | в | разрезе нефте-газо-водонасыщенных | |||||
| пластов и условия залегания | продуктивных | горизонтов. | 
 | 
 | ||||
| 2. | Методами | промыслово-геофизических исследований | разве | |||||
| дочных скважин | и по | керну | установить нефтегазоносность | разреза | ||||
и определить коллекторские свойства и нефте-газонасыщенность пластов.
3.Определить границы, формы и размеры залежей, положение водо-нефтяных и газо-нефтяных контактов.
4.На основе сплошного отбора керна в продуктивных гори зонтах и соответствующих лабораторных исследований изучить коллекторские свойства пород (пористость, проницаемость, грану лометрический и вещественный состав пород), установить эффек тивную мощность продуктивных горизонтов и основные законо
| мерности | литологической изменчивости продуктивных | пластов. | 
| 5. Д л я | крупных нефтяных месторождений с целью | более точ | 
ного подсчета запасов нефте- и газонасыщенность пород д о л ж н а
| быть определена по керну, отобранному в специально | пробурен | 
| ных на безводных промывочных растворах скважинах . | 
 | 
| 6. Изучить физико-химические свойства нефти, газа и воды по | |
| отдельным горизонтам в поверхностных и пластовых | условиях. | 
7. Изучить гидрогеологические и геотермические условия про дуктивных горизонтов, характеристику законтурной зоны и связь
| законтурной | области с | з а л е ж а м и . | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | План | пробной | эксплуатации | 
 | 
 | |
| 
 | П л а н составляется с учетом | данных опробования пробуренных | ||||||
| разведочных | скважин | и предварительной оценки запасов | нефти | |||||
| д л я | ввода в | пробную | эксплуатацию нового | месторождения | (за | |||
| л е ж и ) , которое | расположено в | недостаточно | изученном | районе и | ||||
| по | которому | для | проектирования | разработки | необходимо | получить | ||
дополнительные геолого-промысловые данные. В содержании пла на следует отразить: 1) задачи; 2) обоснование (при необходи мости) числа и расположения опережающих эксплуатационных (оценочных) скважин; 3) работы по опытной закачке воды или
| испытанию других способов воздействия | на з а л е ж ь ; 4) | необходи | 
| мый комплекс геолого-промысловых и | геофизических | исследова | 
| ний. Н у ж н о ориентировочно определить | основные показатели экс | |
| плуатации з а л е ж и на опытный период. | 
 | 
 | 
7
Технологическая, схема разработки
Технологическая схема составляется для месторождения, зна  чительная сложность геологического строения которого не позво
| ляет окончательно обосновать по данным | разведки систему | р а з р а  | ||||||||||||||||
| ботки | и технико-экономические | показатели | 
 | эксплуатации | на | |||||||||||||
| продолжительный | период, а | т а к ж е | для выделенных | на | 
 | крупном | ||||||||||||
| месторождении | первоочередных | и | опытно-промышленных | 
 | участ | |||||||||||||
| ков. В технологической схеме | 
 | требуется: | 1) | наметить | 
 | сетку | и | |||||||||||
| число | с к в а ж и н ; | 2) | определить | 
 | необходимость | и | принципы | 
 | поддер | |||||||||
| ж а н и я давления; | 3) | показать | изменение | технико-экономических | ||||||||||||||
| показателен разработки на срок до 10 лет; 4) наметить | 
 | порядок | ||||||||||||||||
| разбуривания | объектов; | 5) | обосновать | конструкцию | и | 
 | способ | |||||||||||
| эксплуатации | скважин; | 6) | установить | необходимый | комплекс | |||||||||||||
| исследований | с | целью контроля за разработкой | з а л е ж и . | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Проект | 
 | разработки | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| Проект составляется д л я | месторождения: | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| 1) не введенного в разработку, со сравнительно простым гео  | ||||||||||||||||||
| логическим строением | (по | данным | разведки | и | пробной | 
 | эксплуа  | |||||||||||
| тации) ; | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 2) | введенного | в | разработку | на | базе | технологической | 
 | схемы | ||||||||||
| (по м а т е р и а л а м | 
 | разведки | и | предшествующего | периода | 
 | 
 | р а з р а  | ||||||||||
| ботки) . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| В | проекте | необходимо: | 1) | 
 | обосновать | число | и | расположение | ||||||||||
| скважин, систему | воздействия | 
 | на | з а л е ж ь ; 2) | рассчитать | 
 | измене | |||||||||||
| ние технико-экономических показателей | по | годам | за | основной | ||||||||||||||
| период, по стадиям и за весь срок разработки; 3) уточнить | конеч | |||||||||||||||||
| ную | нефтеотдачу | п | комплекс | 
 | геолого-промысловых | исследований | ||||||||||||
по контролю за разработкой; 4) наметить мероприятия по регули
| рованию процесса эксплуатации; | 5) определить | последователь  | ||||||
| ность бурения скважин, их конструкцию | и | способы | эксплуатации; | |||||
| 6) обосновать резервный фонд с к в а ж и н | и у к а з а т ь | местоположе  | ||||||
| ние возможно большей части его. | • | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| Принципиальная | технологическая | схема | разработки | 
 | ||||
| П р и н ц и п и а л ь н а я | схема д о л ж н а | составляться | на | первой | стадии | |||
| проектирования разработки | крупного | месторождения | (много | |||||
| пластового или весьма большой п л о щ а д ь ю | нефтеносности). | 
 | ||||||
| В принципиальной схеме | для | з а л е ж е й | (горизонтов) или пло | |||||
щадей, подготовленных к промышленной эксплуатации, проекти
| рование | осуществляется | на уровне технологической | схемы | или | ||||
| проекта; | д л я | менее изученных — соображения | об их | добывных | ||||
| возможностях, | предполагаемой | системе | воздействия, | числе | экс  | |||
| плуатационных и нагнетательных скважин . С | учетом этого опре | |||||||
| деляется | перспективный | план | развития | добычи нефти | и газа и | |||
8
| другие | технико-экономические показатели разработки | месторож | 
| дения | в целом. | 
 | 
| Д л я | сокращения сроков подготовки месторождений | к разра  | 
ботке при составлении планов пробной эксплуатации, технологи ческих схем и проектов разработки д о л ж н ы выполняться следую щие условия.
1. В разделах, характеризующих геологическое строение и предшествующий период эксплуатации месторождения, приводить
| только те | данные, которые необходимы | для обоснования систем | |||
| разработки, с изложением этих данных | в обобщенном | виде. | |||
| 2. | Д л я | технико-экономического | анализа отбирать | минималь  | |
| ное | число | вариантов разработки, | существенно различающихся | ||
| плотностью сетки, системами воздействия или другими | принципи | ||||
| альны ми | положениями . | 
 | 
 | 
 | |
3.Пользоваться апробированными методами проектирования . Результаты исследования по созданию новых или совершенство ванию применяемых методов проектирования излагать в самостоя тельных отчетах.
4.Технологические схемы и проекты разработки составлять на
| базе геологических | запасов нефти | и газа, | утвержденных Г К З | |
| С С С Р | или принятых | Министерством | нефтяной | промышленности. | 
| 5. | В технологических схемах использовать | значения к о э ф ф и  | ||
циентов нефтеотдачи, принятые в балансе запасов полезных иско
| паемых: | уточнять | коэффициенты | нефтеотдачи | в | проекте | р а з р а  | ||||||||
| ботки с учетом данных предшествующего | периода | разработки . | ||||||||||||
| Однако, на наш взгляд [31], основным | 
 | и принципиальным | до | |||||||||||
| кументом, определяющим все основные показатели | системы | раз  | ||||||||||||
| работки | многопластового | месторождения, | 
 | является | Генеральная | |||||||||
| технологическая | схема | разработки, | роль | 
 | которой | для современ | ||||||||
| ного уровня развития нефтяной промышленности, особенно в | но | |||||||||||||
| вых районах Сибири | и | Казахстана, | еще | более | возрастает. | 
 | 
 | |||||||
| В Генсхеме решаются основные вопросы | разработки | много | ||||||||||||
| пластового месторождения | в следующей | последовательности. | 
 | |||||||||||
| 1. Н а | основании | геолого-промыслового | изучения | многопласто | ||||||||||
| вого месторождения | намечаются | различные | варианты | воздействия, | ||||||||||
в частности, законтурное и внутриконтурное заводнение вплоть до
| предельного | случая — площадного | заводнения | и | различных | в а  | |||||
| риантов | - выделения | эксплуатационных | объектов; | р а з д е л ь н а я | ||||||
| эксплуатация | каждого | горизонта | самостоятельными | сетками | ||||||
| скважин; | различные | сочетания объединения нескольких горизон | ||||||||
| тов д л я | нескольких | сеток | скважин, | вплоть | до | эксплуатации | всех | |||
| рассматриваемых горизонтов одной сеткой скважин . | 
 | 
 | ||||||||
| 2. Оцениваются | добывные возможности | по | предполагаемым | |||||||
в а р и а н т а м выделения эксплуатационных объектов при различных числе эксплуатационных и нагнетательных . с к в а ж и н и схемах воздействия, включая варианты интенсификации процесса разра  ботки в результате повышения перепадов давления . При этом по-
9
