Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений 9
.pdfРазработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений тема: «Изучение основ разработки месторождений нефти и газа»
Задание №1. Теоретические вопросы
1.Регулирование разработки нефтяных месторождений.
Основной метод регулирования разработки залежи – это ее заводнение.
Сначала развития нефтяной промышленности до 40-х годов ХХ века залежи нефти разрабатывались на режимах истощения, при которых извлекали не более 25 % нефти от начальных запасов. Редко встречался естественный водонапорный режим. Отбор остаточных запасов производился с помощью так называемых вторичных методов добычи нефти – закачки воздуха и горячей газо-воздушной смеси, вакуум-процесса и др.
Сконца 40-х годов начался качественно новый этап в развитии технологии нефтедобычи – интенсивное внедрение заводнения как на энергетически истощенных (вторичный метод добычи нефти), так и на вводимых в разработку
(первичный метод) месторождениях.
В настоящее время заводнение это наиболее интенсивный и экономически эффективный способ воздействия,
позволяющий значительно уменьшить количество добывающих скважин, увеличить их дебит, снизить затраты на 1 т
добываемой нефти. С его помощью в СССР в начале 80-х годов было добыто свыше 90 % нефти.
Также на регулирование разработки влияет выделение эксплуатационных объектов.
Под эксплуатационным объектом следует понимать пласт или группу пластов, предназначенных для разработки одной серией добывающих скважин при обеспечении возможности регулирования разработки каждого из пластов отдельно.
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
Консорциум « Н е д р а »
2
Эксплуатационный объект, в который объединяются несколько пластов одной залежи или несколько залежей различных продуктивных пластов, называется многопластовым эксплуатационным объектом.
Объединение нескольких пластов в один эксплуатационный объект существенно сокращает сроки ввода месторождения в разработку и капиталовложения на бурение скважин, строительство и обустройство нефтепромысла. С
другой стороны, как показывает практика, при этом возникают значительные трудности с сохранением требуемых текущих уровней добычи нефти, достижением высоких конечных коэффициентов нефтеотдачи и регулированием процесса разработки многопластовых эксплуатационных объектов
При разработке многопластового эксплуатационного объекта осуществляется комплекс мер по регулированию его разработки. Одним из важнейших способов регулирования многопластового эксплуатационного объекта является раздельная закачка. Она может осуществляться как через самостоятельные нагнетательные скважины на каждый пласт объекта, так и через скважины оборудованные для одновременно - раздельной закачки. Простейшим оборудованием является пакер. Иногда в одну скважину спускаются две или три колонны насосно-компрессорных труб, на которых устанавливаются асимметрические пакера. Иногда устанавливаются ограничительные штуцера, при давлении закачки,
необходимой для наименее продуктивного пласта.
Другим эффективным методом регулирования разработки многопластового объекта является применение одновременно раздельной эксплуатации (ОРЭ). Имеется очень много различных конструкций для ОРЭ, наиболее простые из них для условий фонтанной эксплуатации отдельных пластов. Для условий насосной эксплуатации конструкции довольно сложные и в промысловых условиях часто выходят из строя. Высоконадежных конструкций до сих пор не создано ни у нас, ни за рубежом.
Консорциум « Н е д р а »
3
2.Виды осложнений при эксплуатации скважин.
Условия эксплуатации различных месторождений и отдельных продуктивных пластов в пределах одного месторождения могут сильно отличаться друг от друга. В соответствии с этим осложнения в работе фонтанных скважин также могут быть разнообразны. Однако можно выделить наиболее типичные и частые или наиболее опасные по своим последствиям осложнения, к которым относятся следующие:
•открытое нерегулируемое фонтанирование в результате нарушений герметичности устьевой арматуры;
•образование асфальтосмолистых и парафиновых отложений на внутренних стенках НКТ и в выкидных линиях;
•пульсация при фонтанировании, могущая привести к преждевременной остановке скважины;
•образование песчаных пробок на забое и в самих НКТ при эксплуатации неустойчивых пластов, склонных к пескопроявлению;
•отложения солей на забое скважины и внутри НКТ.
При работе штанговых насосных установок часто встречаются особые условия, осложняющие работу этих установок.
К ним следует отнести: большое газосодержание на приеме насоса; большое содержание песка в откачиваемой жидкости;
отложение парафина в НКТ и на насосных штангах и минеральных солей в узлах насоса и в НКТ, сильное искривление скважин; высокопарафинистые высоковязкие нефти.
Очень часто эти осложняющие условия действуют совместно и тогда возникает необходимость борьбы одновременно с несколькими осложняющими факторами.
Чаще всего возникают осложнения вследствие влияния газа на работу насоса, уменьшающего коэффициент наполнения цилиндра.
Консорциум « Н е д р а »
4
Задание №2. Обоснование выделенных объектов разработки
Таблица 1.
Геолого-физическая характеристика продуктивных пластов месторождения 4
Параметры |
|
Пласты |
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
|
|
||||
Средняя глубина залегания, м |
2165 |
2184 |
|
2800 |
2830 |
|
|
|
|
|
|
Тип залежи |
пласт. |
пласт. |
|
пл.свод. |
пл.св.лит.эк. |
|
|
|
|
|
|
Тип коллектора |
терриген. |
терриген. |
|
терриг. |
терриген. |
|
|
|
|
|
|
Пористость, % |
19 |
19 |
|
14 |
12 |
|
|
|
|
|
|
Средняя нефтенасыщенность, доли ед. |
0,86 |
0,91 |
|
0,88 |
0,83 |
|
|
|
|
|
|
Проницаемость, мкм2 |
0,109 |
0,109 |
|
0,072 |
0,094 |
Коэффициент песчанистости, доли ед. |
0,54 |
0,38 |
|
0,227 |
0,581 |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент расчлененности, доли ед. |
3,5 |
2,5 |
|
3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
Начальная пластовая температура, 0С |
48 |
48 |
|
68 |
62 |
Начальное пластовое давление, Мпа |
23,6 |
23,6 |
|
28,3 |
29 |
|
|
|
|
|
|
Вязкость нефти в пластовых условиях, |
10,8 |
10,8 |
|
1,5 |
1,92 |
мПа·с |
|
|
|
|
|
Плотность нефти в поверхност. |
0,8879 |
0,8879 |
|
0,8392 |
0,8418 |
условиях, г/см3 |
|
|
|
|
|
Абсолютная отметка ВНК, м |
-1922 |
-2084 |
|
-2594 |
-2515 |
|
|
|
|
|
|
Объемный коэффициент нефти, доли |
1,057 |
1,057 |
|
1,225 |
1,206 |
ед. |
|
|
|
|
|
Содержание серы в нефти, % |
2,53 |
2,53 |
|
0,92 |
1,21 |
|
|
|
|
|
|
Содержание парафина в нефти, %. |
6,67 |
6,67 |
|
6,72 |
5,11 |
|
|
|
|
|
|
Давление насыщения нефти газом, МПа |
4,6 |
4,6 |
|
10,25 |
9,3 |
|
|
|
|
|
|
Газовый фактор, м3/т |
18,2 |
18,2 |
|
83,8 |
75 |
Вязкость воды в пластовых условиях, |
1,162 |
1,162 |
|
0,9 |
0,95 |
мПа·с |
|
|
|
|
|
Консорциум « Н е д р а »
5
Параметры |
|
Пласты |
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
|
|
|
||||
Начальные геологические запасы |
520 |
312 |
|
0,4 |
0,9 |
нефти, млн. т |
|
|
|
|
|
Начальные извлекаемые запасы нефти, |
87 |
56 |
|
0,08 |
0,2 |
млн. т |
|
|
|
|
|
Объекты 1, 2 и 3, 4 попарно схожи по глубине, типу коллектора, пористости, нефтенасыщенности, проницаемости,
пластовому давлению и температуре. У них также попарно сходные вязкости и плотности нефти, содержание серы в нефти, давления насыщения и начальные геологические запасы нефти.
Поэтому рекомендуется объект 1 разрабатывать совместно с объектом 2, а объект 3 совместно с объектом 4.
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
Консорциум « Н е д р а »
6
Рис. 10. Схематическое изображение залежей.
Консорциум « Н е д р а »
7
1.Дайте определение объекта разработки и залежи, в чем их принципиальное отличие?
Под залежами понимаются единичные естественные локальные скопления углеводородов в одном и/или нескольких пластах-коллекторах (горных породах, способных содержать и пропускать жидкую фазу при создании депрессии в области фильтрации) представляющих собой единое гидродинамическое тело, т.е. сообщающихся друг с другом, а также ограниченных по кровле и подошве плотными глинистыми непроницаемыми породами-покрышками.
Объект разработки — в отличии от залежи, это искусственно выделенное (то есть человеком, а не природой) в
пределах разрабатываемого месторождения геологическое образование (пласт, массив, совокупность пластов),
содержащее промышленные запасы углеводородов, извлечение которых из недр осуществляется при помощи определенной группы скважин, то есть объект разрабатывается «своей сеткой скважин».
2.Какие бывают виды объектов разработки, охарактеризуйте их?
В объект разработки может быть включен один, несколько или все пласты месторождения. Объекты разработки подразделяют на самостоятельные, т. е. разрабатываемые в данное время и возвратные, которые будут разрабатываться скважинами, эксплуатирующими в этот период другой объект.
3.Какие факторы влияют на выделение объектов разработки?
При обосновании объектов разработки в первую очередь учитываются следующие факторы:
•Геолого-физические характеристика коллекторов – глубина залегания продуктивных отложений, общая и эффективная нефтенасыщенная толщина, проницаемость, неоднородность коллекторов и др.
Консорциум « Н е д р а »
8
•Физико-химические свойства нефти, газа и воды – вязкость, плотность, различное содержание парафина,
сероводорода в нефти, химическая совместимость пластовых вод.
•Нецелесообразно объединять пласты с различным фазовым состоянием углеводородов и режимами пластовой энергии.
•Условия разработки нефтяных месторождений. Чем больше пластов и пропластков включено в один объект,
тем технически и технологически труднее осуществлять контроль за перемещением разделов нефти.
Ухудшение условий управления разработкой месторождения ведет к уменьшению нефтеотдачи пласта.
•Нецелесообразно объединять пласты с различной техникой и технологией эксплуатации скважин.
4.Объясните влияние глубины залегания продуктивных отложений на выделение объектов?
Объединение двух пластов с различными глубинами, то есть с различными давлениями, приведут к отсутствию притока из пласта с меньшим давлением. Также могут возникнуть сложности с подбором и с работой насосного оборудования. Если существует необходимость, то более целесообразно применять одновременно-раздельную эксплуатацию (ОРЭ).
5. Объясните, как влияет величина извлекаемых запасов месторождения на выделение объектов и
последовательность их ввода в разработку?
Выделяются самостоятельные залежи, то есть те которые будут разрабатываться собственной сеткой скважин, и
возвратные. К возвратным относятся, как правило, невыдержанные, сильно прерывистые по площади линзовидные залежи с небольшими извлекаемыми запасами (менее 1 млн тонн), разрабатываемые транзитными скважинами, пробуренными на другие горизонты и переведенными на возвратный объекты после выработки запасов из основных объектов. Часто
Консорциум « Н е д р а »