книги из ГПНТБ / Орлов В.С. Проектирование и анализ разработки нефтяных месторождений при режимах вытеснения нефти водой

3. Д л я неодинаковых

уровней

добычи

нефти со всего место­

рождения

распределяется

добыча

нефти

по

отдельным

эксплуа­

тационным объектам, исходя из условия

минимума

з а т р а т

на

разработку месторождения в целом.

4. Н а

основании проведенных исследований

рекомендуется

пла ­

месторождения в целом.

5.

На

основании

комплексного

геологического, технологиче­

ского

и

экономического анализа

выбирается

рациональный'

в а р и а н т

разработки

многопластового

нефтяного

месторождения

тельный вариант схемы воздействия и выделения

эксплуатацион ­

ных объектов многопластового месторождения .

К а к следует из

изложенного, многие вопросы

проектирования

р а з р а б о т к и

д о л ж н ы

решаться

для

многопластового

месторожде ­

ния в целом, а не

по отдельному,

произвольно

выделенному из

о б щ е й системы горизонту. Действительно,

система

воздействия,

например,

на один

произвольно

выбранный

горизонт

не может

нию в целом. При различных площадях

нефтеносности

(не

совпа­

д а ю щ и х в

плане

контурах нефтеносности) и

соотношениях

з а п а ­

сов,

неодинаковых

п а р а м е т р а х

пластов

по одним из них может

быть

выбрана система

законтурного

заводнения,

по

д р у г и м —

сочетание

законтурного

и внутриконтурного

пли только

внутри-

контурное

заводнение .

Причем

при

выборе

положений

линий

нагнетания

необходимо

исходить

по

возможности

из

условия

бенности

это

относится

к

внутриконтурному

заводнению.

Нарушение

принципа

единых

совмещенных

линий

«разреза ­

ния» приведет

к созданию

повышенных перепадов давлений м е ж ­

ду линиями

нагнетания

одних

горизонтов

и

зонами

эксплуатации

других,

что

может вызвать

перетоки жидкости

м е ж д у

пластами .

П р и этом

в зависимости

от взаимного расположения зон эксплуа­

тации

и

линий

законтурного

или внутриконтурного

заводнения

в о з м о ж н ы

различные случаи

перетоков.

Наименее

опасными

из

них я в л я ю т с я

перетоки

нефти

из

одного

пласта

(горизонта)

в

нефтяную

часть другого

пласта

(горизонта)

или

перетоки воды

в

ченного

процесса

разработки

по существу

мало нарушается,

но

н а б л ю д а ю т с я излишние

энергетические

затраты

на

перекачку

ж и д к о с т и из одного пласта

в другой.

Более

нежелательным

яв­

ляется

переток

воды,

закачиваемой

в один

пласт,

в

нефтяную

через

естественные литологическне окна, нарушения и т. п., но и

через

неплотности цементного кольца за обсадной колонной,

при­

чем вероятность нарушения герметичности цементного кольца

тог­

да значительно больше, так как на разделе м е ж д у пластами,

мощ­

Отмеченные условия, способствующие

возникновению

перето­

ков, обязательно должны

быть

учтены в

технологических

схемах

и проектах

разработки .

Следует

отметить и другие преимущества системы

воздействия

на пласт, когда линии нагнетания совпадают в плане.

При разработке многопластовых месторождений для сокраще ­

ния числа

с к в а ж и н и повышения эффективности разработки целе­

сообразно

эксплуатировать

ряд

пластов

вместе или

раздельно

группирование продуктивных пластов в эксплуатационные

объек­

ты в процессе эксплуатации может изменяться. Совпадение

в пла ­

не

линий

нагнетания

позволит

в широкой

степени

варьировать

сочетание

различных

пластов

при

эксплуатации

их

через

одну

скважину . Применение ж е д л я

каждого эксплуатационного

объек­

т а

своей

линии

воздействия (не совпадающей в плане

с линиями

по

другим

объектам)

создает

«жесткую

систему»,

при

которой

возможность различных

сочетаний

пластов

д л я

их

совместной

работы будет весьма ограниченной.

Из изложенной последовательности составления Генсхемы раз­

работки

многопластового

месторождения

следует,

что .одной из

основных является задача оптимального распределения

заданного

уровня

добычи

нефти

между

отдельными

эксплуатационными

объектами . П р и

решении

оптимальных задач

распределения

добы­

технологии

выработки

запасов

нефти,

технике

добычи

нефти,

организации

разбурнвания

и

системы

обустройства

месторож ­

дения.

Принцип

обязательного одновременного ввода в промышлен - •

ную разработку всех

объектов

многопластового

месторождения

является

в

большей

степени

необходимым,

когда

в ы д е л я е м ы е

материальные

ресурсы

в

определенный

период

ограничены, а з а ­

пасы нефти

и

добывиые

возможности месторождения

сравнитель­

но большие

и для полной их реализации

требуют

дополнительных

капитальных

вложений .

Очевидно, при такой постановке задачи целесообразно много­

пластовое

месторождение

вводить

в эксплуатацию

в

несколько

очередей, отдельными

блоками

в

определенной

последовательности

во времени,

постепенно н а р а щ и в а я объем добычи нефти по мере

выделения материальных ресурсов вплоть до выхода

месторожде ­

ния на полную проектную мощность.

В первую очередь д о л ж н ы

вводиться

в

разработку

блоки с

наибольшей

плотностью

запасов

и с

лучшей

геолого-промысловой

характеристикой .

При такой последовательности ввода месторождения в разра ­

ботку подчеркиваются

дополнительные

преимущества

системы

воздействия

на пласты,

при

которой

линии

нагнетания

вытесняю­

щего флюида совпадают в плане.

Кроме

установления

общей

для

всего

месторождения

системы

нельзя

установить

рациональную

систему его разработки, что

может привести в последующем к отклонению

от рациональной

системы разработки остальных горизонтов.

Таким образом, технологические схемы или

проекты

разработ ­

ки по

отдельным

эксплуатационным

объектам

многопластового

месторождения д о л ж н ы составляться лишь на

основе

предвари­

тельно составленной Генсхемы его разработки .

Иногда, когда

нет достаточного

количества

исходных

геологс-

основное — после

установления

системы

воздействия по место­

рождению в целом.

При этом в качестве первоочередного

эксплуатационного

объ­

екта выбирается

относительно

хорошо изученный объект,

разра ­

работки

многопластовых

нефтяных месторождений, а т а к ж е

сократить

сроки их ввода

в промышленную эксплуатацию .

Р а з р а б о т к а

нефтяного месторождения при

заводнении пред­

с т а в л я е т собой

процесс фильтрации пластовых

и нагнетаемых с

Р а з р а б а т ы в а т ь

з а л е ж ь — значит

вызвать движение

пластовых

жидкостей к забоям

эксплуатационных скважин и управлять его

д а л ь н е й ш и м течением. Это можно сделать при помощи

бурения

эксплуатационных

п

нагнетательных

скважин . Н а д о только уста­

новить необходимое

их число, размещение, время ввода

в действие

тированная

система

д о л ж н а

быть рациональной [95].

Решить

задачу

установления рациональной системы разработ­

ки непосредственно

прямым

путем в настоящее время не пред­

щего

сразу

определить

число, размещение,

порядок и режим ра­

боты

скважин, удовлетворяющий

условиям

рациональности

разработки

нефтяного

месторождения.

Поэтому

установить

рациональную

систему

разработки з а л е ж и

нефти

можно только путем построения и

технико-экономического

зования природной энергии при разработке

месторождения.

Д л я

этого следует выполнить

гидродинамические

расчеты процесса

разработки нефтяной з а л

е ж и при упругом режиме, р е ж и м е

раст­

расчетов

устанавливается доля

запасов нефти, которую • можно

извлечь за

счет естественных

источников

пластовой

энергии и

определить

время перехода к той или иной

системе

заводнения

нефтяной

з а л е ж и .

В

связи

с этим при проектировании разработки нефтяной за­

л е ж и

при

заводнении рассматриваются

различные

варианты

Характеристика

систем

заводнения

В С С С Р

заводнение является одним

из

основных

видов

воз ­

действия

при

разработке

нефтяных

месторождений,

которое

найдет свое применение, вероятно, в течение

двух-трех последую­

щих

десятилетий.

В

настоящее

время

в

практике

разработки

нефтяных

место­

рождений

нашли

применение

следующие

системы

заводнения:

1)

законтурное;

2) приконтурмое;

3)

внутриконтурное,

путем

«разрезания»

з а л е ж и

нефти

рядами

нагнетательных

с к в а ж и н

на

площади

самостоятельной

разработки,

различной конфигурации

и

размеров;

4)

сочетание

законтурного

и

внутриконтурного;

5) площадное, к а к первичный

способ

разработки — предельный

случай

«разрезания»;- 6) очаговое; 7)

избирательное.

Законтурное заводнение применяется при разработке сравни ­

тельно

небольших

по

з а п а с а м

з а л е ж е й

нефти.

П р и

этом

виде

заводнения

з а к а ч к а

воды

проводится

в

ряд

нагнетательных

скважин,

расположенных

за

внешним

контуром

нефтеносности.

тательных

целесообразно

максимально

использовать

разведочные

с к в а ж и н ы , попавшие за

контур

нефтеносности.

Прнконтурное заводнение проектируется тогда, когда

з а т р у д ­

нена

гидродинамическая

связь

нефтяной зоны пласта

с

законтур ­

ной

областью, а

т а к ж е

с

целью

повышения эффективности

закон ­

турного

заводнения . В

этом

случае

ряд

нагнетательных

с к в а ж и н

размещается на внешнем или внутреннем контуре

нефтеносности

или

ж е

в водо-нефтяной

зоне.

Внутриконтурное заводнение является наиболее широко рас ­

пространенным

видом заводнения,

при

котором

обширная

пг>

площади и б о л ь ш а я по

з а п а с а м

нефтяная

з а л е ж ь

рядами

нагне­

тательных с к в а ж и н «разрезается» на площади

самостоятельной

разработки .

Одним

из основных

параметров

при

внутриконтурном

«разре ­

зании» являются размер и конфигурация «отрезаемых»

площадей

самостоятельной

разработки .

Эта

з а д а ч а

решается

в

к а ж д о м

конкретном

случае

как

с точки зрения требуемых темпов

разра ­

ботки месторождения, т а к и нефтеотдачи.

Одним

из частных

случаев

внутриконтурного

заводнения,

яв ­

ляется

поперечное

«разрезание»

з а л е ж е й

на полосы

самостоя­

тельной

разработки — т а к

н а з ы в а е м а я

блоковая

система

завод ­

нения.

Средние, относительно большие по п л о щ а д и и

з а п а с а м

место­

рождения

проектируется

р а з р а б а т ы в а т ь

при сочетании

законтур ­

ного и внутриконтурного заводнения .

Н а и б о л е е

широко

распро­

страненным видом

этой

системы

является

сочетание

законтурного

заводнения

с продольным

«разрезанием»

з а л е ж и

по

оси

струк­

туры или с центральным

очаговым

заводнением.

этой системе эксплуатационные и нагнетательные

скважины

р а з ­

мещаются по классическим правильным схемам

пяти-, семи-

и

девятиточечной или линейно-площадным

системам,

когда

ряды

нагнетательных

и эксплуатационных

скважин

чередуется

при

шахматном размещении скважин в рядах .

Очаговое заводнение

применяется,

как

правило, в

дополнение

к той или иной

системе

законтурного

или внутриконтурного

за ­

чения нефтеотдачи.

При этой

системе заводнения группа нагне­

тательных с к в а ж и н

— «очаги»

размещаются в зонах развития

работки и сводится к минимуму влияние

зональной

неодно­

родности и

прерывистости,

линзовидности

пласта на

потери

нефти.

Нагнетательные скважины р а з м е щ а ю т с я

хаотично

в зонах

повышенной

продуктивности

пласта .

месторождениях с

самыми неодинаковыми

геолого-физическими

условиями — практически при всех типах коллекторов с

различной

их характеристикой

и большом

диапазоне

значений

вязкости

нефти.

Н а основе обобщения опыта

проектирования и анализа разра ­

руемого месторождения, т. е. следует применять:

1)

законтурное

заводнение на з а л е ж а х

шириной

не более 5 км; 2)

системы завод ­

нения с «разрезанием»

на полосы (площади, блоки)

для з а л е ж е й

с благоприятной геологической

характеристикой

и

со

значитель-

ной

шириной

(более 5 к м ) , а т а к ж е

при

меньшей ширине

зале ­

жей,

если они

приурочены

к сравнительно в ы д е р ж а н н ы м

по

пло­

щ а д и пластам,

но

характеризуются

пониженной

проницаемостью

коллекторов, повышенной вязкостью нефти пли

резким

ухудше ­

нием

условий

фильтрации

на границах

з а л е ж и ;

3)

площадное

заводнение для

разработки

з а л е ж е й

со сравнительно

однородным

строением пластов, но имеющих весьма

низкую

проницаемость

коллекторов

или

высокую

вязкость

нефти;' 4)

избирательное

пластов;

5)

очаговое

заводнение в качестве

вспомогательного

метода

для развития

и

увеличения

интенсивности

принятой

основной системы заводнения на всех стадиях

разработки .

При

законтурном и внутрпкоитурном

заводнении ширина

полос

ле д о л ж н а

превышать

5 км. Наиболее

широкие

полосы

(4—5

км)

могут быть

рекомендованы

для з а л е ж е й

с высокой проницаемостью

ном при

подвижности нефти в пластовых условиях более

0,2

д/спз.

П р и меньшей подвижности следует «разрезать»

з а л е ж и

на

полосы

меньшей

ширины.

При ширине площадей (полос) 4—5 км между рядами нагнета­

тельных

с к в а ж и н целесообразно

р а з м е щ а т ь пять

рядов

эксплуата ­

ционных

скважин, при меньшей

ширине -— как

пять,

т а к

и три

мещаться тогда, когда

вводится ограничение па отбор

жидкости

из скважин .

Ширина п л о щ а д и

(полос), число

эксплуатационных

рядов, а

т а к ж е расстояние м е ж д у нагнетательными

и первыми

рядами экс­

плуатационных скважин, тесно связаны

с плотностью

сетки эксплу­

атационных скважин .

Без гидродинамических расчетов

и

технико-экономического

ной плотности сетки с к в а ж и н

в различных геолого-физических ус­

ловиях . Н а основе обобщения

опыта разработки, м о ж н о лишь

сетки

скважин .

И з

изложенного следует, что

основными

элементами

систем

заводнения я в л я ю т с я : размер площади

(полосы,

б л о к а ) ,

находя­

щейся

под воздействием,

расстояния от линий нагнетания до

первых

рядов

эксплуатационных с к в а ж и н ; рядность

систем и

соотношение

м е ж д у числом

эксплуатационных

и нагнетательных скважин; плот­

ность

сетки скважин; перепад давления м е ж д у забоями

нагнета ­

тельных и эксплуатационных скважин . Все эти элементы

взаимно

обусловлены, и их сочетание определяет

систему разработки нефтя­

ной з а л е ж и при заводнении.

В

процессе

проектирования разработки з а л е ж и

выбирается не

о п т и м а л ь н а я

плотность

сетки

скважин,

а система

разработки

Размещение

скважин

и

обоснование

оасчетных

вариантов

П о д начальными условиями

при

проектировании

разработки

нефтяной з а л е ж и

понимаются:

начальное пластовое

давление и

температура,

свойства

пластовых

флюидов при

этих условиях.

З а граничные

условия принимаются

условия

на

контурах

пита­

ния, забоях

нагнетательных и эксплуатационных

скважин, а

имен­

1.

З а д а н средний уровень текущей добычи нефти.

Требуется

т а к разместить скважины, чтобы получить

минимальные

затраты .

2.

Определены наличные материальные

ресурсы. Следует т а к

бычу

нефти.

Во втором варианте ставятся следующие вопросы.

1.

З а д а н средний

уровень

добычи

нефти Q c p

(срок

разработ ­

ки Т).

Требуется т а к разместить скважины, чтобы их общее число

было

минимальным .

2.

И м е е м число

скважин .

Н у ж н о

разместить

их на

площади

В результате решения задачи в указанной

идеализированной

постановке второго варианта Ю. П. Борисов

сделал следующие

выводы.

-

1. В з а л е ж а х

полосовой формы нужно несколько реже ставить

скважины в первом ряду и сгущать в последнем. В остальных

ря­

дах расстояния

между с к в а ж и н а м и и между рядами д о л ж н ы

быть

одинаковыми .

2. В з а л е ж а х

круговой формы сгущение сетки скважин должно'

результаты решения

задачи о

размещении с к в а ж и н использова­

лись

в практике разработки лишь частично. А

именно принима­

лись

неодинаковыми

расстояния

м е ж д у рядами

и с к в а ж и н а м и в

стояние

между с к в а ж и н а м и

в рядах (батареях)

как

в круговых,

так и в полосообразных з а л е ж а х . В последующем

на

основе реше­

ния Минского совещания по разработке нефтяных

месторождений

наряду

с неравномерными

рассматривались при

проектировании

Результаты

решения задачи о рациональном

размещении сква­

ж и н [19] . [20],

[22] неприменимы для

реальных неоднородных

пластов для систем с законтурным и тем

более с

внутрпконтуриым

заводнением.

элементов системы

заводнения:

ширина и конфигурация «отрезае­

мых» площадей, расстояния от

линий нагнетания до первых рядов

эксплуатационных

скважин,

перепадов давлений — элементов,

родных пластов при законтурном и

внутриконтурном заводнении,

при проектировании разработки возникает необходимость

рассмат­

ривать многочисленные варианты по схемам

размещения

скважин,

системам

воздействия с различной

степенью

интенсивности.

Н а основе опыта проектирования

разработки рассматриваемая

проблема

может

быть сформулирована следующим образом .

З а д а н ы

о б щ а я

площадь и запасы

нефти месторождения, пара ­

щадей при внутриконтурном

заводнении,

параметры

размещения

с к в а ж и н

(расстояния от

линий

нагнетания

L 0 , расстояния

между

рядами L и с к в а ж и н а м и

в рядах

2а) и тем самым определить та к

называемую плотность сетки скважин .

Конкретизируем постановку

задачи и

рассмотрим

последова­

тельность

ее решения на

примере полосообразной з а л е ж и ,

разра ­

батываемой при поперечном

«разрезании».

З а д а н ы о б щ а я длина

и ширина полосовой з а л е ж и (запасы неф­

рием рациональности.

Рассматриваются дв а случая з а д а н и я

вариантов .

Ширина

полосы

постоянна

При различных заданных M вариантах ширины

«отрезаемых»

полос S,- = const

(расстояниях м е ж д у

двумя

рядами

нагнетатель­

ных скважин)

задается L

подвариантов

по

числу

рядов и плот­

ности сетки эксплуатационных

с к в а ж и н

/ в

пределах к а ж д о г о ва­

рианта по ширине «отрезаемой»

полосы и тем самым

определяются

рядов

эксплуатационных

с к в а ж и н

L 0 î - , соответствующие

вариан ­

там по схемам размещения

эксплуатационных скважин и 5,-.

Ширина

полосы

переменная

При

различных

заданных

N вариантах

L 0 , = const

рассматри­

вается

«О» подвариантов по числу рядов и плотности

сетки

эксплу­

атационных скважин / в пределах

каждого

варианта

по

Ь0І =

= const

и тем самым определяются

переменные значения

шири­

ны Si, соответствующие в а р и а н т а м по схемам размещения

эксплу­

атационных с к в а ж и н и L 0 .

Таким образом,

в пределах

к а ж д о й изразновидностей

в а р и а н ­

тов

необходимо

рассмотреть

MxLxf

и

NxOXf

вариантов

по

схемам

размещения эксплуатационных

и нагнетательных скважин,

а следовательно, интенсивности

систем

разработки.

Однако, кроме

отмеченных

вариантов, нередко

требуется

рас­