УП 1 Мусин

да месторождения в разработку и от темпа отбора нефти.

НИ

2.5. Правовые условия разработки нефтяных

месторождений

Недра Российской Федерации согласно Конституции являются об-

щенациональным достоянием. Чтобы начать разведку

на нефть и газ и

ка

АГ

онное соглашение об условиях геологического изуч ния и добычи нефти.

о

объекты разра-

В Лицензионном соглашении указываются основныее

ботки и запасы их, основные права и обязанн стит

недропользователя и

условия пользования недрами:

и

- сроки ввода месторождения в разработку;

- задачи в области геологического изучения (переинтерпретация ма-

б

териалов ГИС и сейсморазведки; состав ение ПДМ; геологическое изуче-

и

ние недр и пересчет и утверждение запасовл);

- задачи в области добычи нефти: составление проектных докумен-

б

сторождений составляют проект промышленной

разведки месторожде-

ния (ППР).

н

исходных (геолого-

Цель промышленной р зведки - подготовка

промысловых) да

н

ых дляаяподсчета запасов нефти и газа и проектирова-

В ППР:

тр

- обосн вываются этажи разведки и очередность бурения разве-

дочных скважино;

-

приводя ся исходные геолого-промысловые данные для

подсчета за-

к

температуре и

пасов нефти, предварительные сведения о начальной

е

пластовом давлении;

-

л

выполняется анализ результатов опробования, эксплуатации и гидро-

-

обосновывается

целесообразность пробной эксплуатации

в процессе

промышленной

разведки;

продолжительность, режимы

и способы

эксплуатации скважин;

-

решаются вопросы техники

добычи и временного обустройства сква-

жин.

АГ

определяютНИ

В отчете по подсчету запасов запасы нефти и газа

раздельно для каждой залежи (горизонта, участка) и по месторождению

Отдельно составляется отчет ТЭО КИН. Документы по подсчету

запасов утверждаются на ГКЗ РФ или на ЦКЗ Гос омнедра.

В РФ принята следующая классификация запасов нефти: по кате-

гории А,В,С1, С2,С3, Д1,Д2.

ка

К запасам категории А, В относятся запасы в разбуренных и экс-

плуатируемых участках месторождения.

е

С1- запасы, находящиеся внутри

доказанн гот

контура нефтеносно-

сти, но еще не разбуренных эксплуатационным бурением.

С2- запасы в прилегающих

о

к доказанному контуру нефтеносности

частях месторождения.

и

С3- это запасы в геологических структурах, аналогичные тем,

нефтеносность которых уже доказана, нолне вскрытые разведочным бу-

рением.

б

определяемые на основе оценоч-

Д1, Д2 –это прогнозные запасы,

ных геолого-геофизических расчетов.

и

Первой стадией проектирования разработки месторождения является

б

залежи (ППЭ)».

Под ППЭ разведоч-

«Проект пробной эксплуатации

дивидуальным пла ам и программам, согласованным с местными орга-

н

нами гостехнадзора РФ.

ППЭ с ставляетсян

и утверждается для

месторождений,

разведка

которых не зак нчена, или закончена, но имеющиеся исходные данные

недостаточны дляо

составления «Технологической схемы разработки».

Исходной информацией для составления ППЭ служат данные раз-

вед и месторождения, полученные в результате исследования,

опробо-

тр

отдельных разведочных

вания, испытания и пробной эксплуатации

скважинк.

В ППЭ обосновывается:

а)

е

предварительная геолого-промысловая модель месторождения;

б)

перечень вводимых в эксплуатацию разведочных скважин;

л

52

сами категории С1;

г) комплекс детальных ГИС, направленных на уточнение геологиче-

ского строения и структурного плана, границ залежи;

АГ

д) комплекс опытных работ, виды геолого-промысловых исследованийНИ

скважин, лабораторных исследований керна и пластовых флюидов;

е) ожидаемые фонд скважин, максимальные уровни добычи нефти, жид-

кости, закачки воды.

ка

Особое место в ППЭ отводится программе проведения исследова-

тельских работ.

е

НБЗ и НИЗ ; оценка природного режима залежи; обоснование необходи-

о

мости бурения скважин, их местоположение, начальные дебиты; способы

и

; методы вскрытия

эксплуатации, рекомендуемое оборудование скважинт

воды; рекомендации по доразведке месторождения; технико-

экономическая оценка добычи нефти.

б

и

составляется технологиче-

После проведения пробной эксплуатациил

ская схема опытно-промышленных работ (ОПР) .

б

ных технологий в условиях данного месторождения.

В технологической схеме ОПР обосновывается:

1)

статистическая геологопромысловая модель залежи: геометризация

залежи; построение р зличных геологических схем, карт,

профильных

н

разрезов; карты фильтр ционно-емкостных параметров пласта;

2)

число проектных оцеаяочных, добывающих, нагнетательных скважин,

их размеще ие, порядок и последовательность бурения;

3)

о

варианты разработки, расчет уровней добычи на период ОПР;

4)

комплекс

исследованийн

по контролю и регулированию процесса

тр

разработки;

5)

способы эксплуатации скважин;

6)

основные

ребования к схеме промыслового обустройства;

7)

к

мероприятия по охране недр и окружающей среды;

8)

техни о-экономические расчеты вариантов разработки.

л

Т хнологическая схема разработки (ТСР) является основным

про ктным

документом, определяющим принципы воздействия на пла-

сты еи систему промышленной разработки месторождения

в целом. В

53

ТСР технологические показатели

рассчитываются отдельно для каждого

горизонта.

Проект разработки по сравнению с ТСР

характеризуется большой

глубиной проработки отдельных

вопросов.

Он составляется

обычно

после разбуривания большей

части основного фонда

АГ

сква-

проектных

жин, обоснованных в ТСР.

составляются

НИ

Уточненные проекты разработки

на поздней или

завершающей стадии эксплуатации,

после добычи более 70-80% НИЗ

нефти, определенных в ТСР и проекте разработки.

ка

В ТСР и проекте разработки обосновывается:

-

выделение эксплуатационных объектов;

е

-

системы размещения и плотности сеток добывающих и нагнета-

тельных скважин;

-

выбор способов и агентов воздействия на плас ы;

-

порядок ввода объектов в разработку;

о

и

разработки;

- методика расчета технологических показателейт

-

уровни и динамика добычи нефти

закачки вытесняющих агентов

не менее в трех вариантах;

-

вопросы повышения эффективности реализуемых систем

заводне-

-

ния;

и

б

пластов и ОПЗ сква-

применение методов увеличения нефтеотдачил

-

жин;

б

выбор способов и режимов эксплуатации скважин и скважинного

оборудования;

-

мероприятия

по предупреждению и борьбе с осложнениями при

эксплуатации скважин;

-

требования к системе сбора и промысловой подготовки продукции

-

скважин;

н

требования и рекоменд ции к конструкции скважин и производству

н

-

буровых работ, методамая

вскрытия пластов и освоения скважин;

мероприятия по контролю и регулированию;

о

- мероприятия по охране недр и окружающей среды;

- объемы и виды работ по доразведке месторождения;

тр

- вопросы, связанные с опытно-промышленными испытаниями новых

технологий;

-

ехнико-экономическая часть;

к

проект на

обустройство составляется после

утвер-

Технический

ждения ТСР и ПР на ЦКЗ. В этом документе

даются конкретные

реко-

м ндации и рабочие чертежи для

строительства и обустройства месторо-

л

жд ния.

еВсе проектные документы разрабатываются по техническому зада-

ментов на разработку нефтяных и газовых месторождений».

АГ

цией проектов и ТСР.

ка

Глава 3

е

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАЗРАБОТКИ

НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙт

о

3.1. Моделирование основных процессов движения жидкостей

в пласте. Основные типы и этапы моделирования

и

Основная задача инженера-разработчикал

заключается в правильном

понимании и использовании законов дв жения пластовых жидкостей, ме-

б

ханизмов и особенностей взаимного вытеснения при различных системах

расстановки скважин и закачке вытесняющих агентов.

и

Изучать законы природы воо ще, законы движения нефти и воды в

процессе разработки пластов в частностиб , можно разными способами: не-

– это метод исследова ия и научного познания объекта при помощи моде-

лей.

н

К моделир ваниюн

приходится обращаться в следующих случаях:

∙ объект исследования недоступен непосредственному изучению;

∙

о

он очень сложный, на процесс влияет много факторов;

∙ нельзя один и тот же эксперимент провести повторно.

Все эти случаи характерны для подземной гидромеханики, которая

тр

является научной основой процесса разработки нефтяных месторождений.

Нккоторые вопросы, ответы на которые можно получить при помо-

щи моделирования пластовых систем:

е

1. как нужно разрабатывать и эксплуатировать месторождение,

чтобы обеспечить рациональную добычу нефти и газа?

л

55

2)

и

предварительное зучение объекта;

3)

построен

б

е модели;

4)

моделирование;

5)

сравнение результатов моделирования с фактиче-

скими данными;

6)

совершенствование и уточнение модели.

Модели для исследов ния фильтрации пластовых жидкостей можно

н

разделить на четыре типа:

∙

естественные физическиеая

модели;

∙

аналоговые модели;

∙

о

математические модели;

∙

тр

ни текстовые модели (чертежи, схемы, карты, графики,

графические

диаг аммы, текстовые документы, описывающие объект).

Последний тип – достаточно простой и наглядный.

Физические модели – это лабораторные модели с искусственной

пористой средой (песок, стеклянные шарики и т.п.) или естественные об-

разцы пород, керны.

Прик

лабораторном моделировании соотношение различных сил в

п асте и физической модели должны быть одинаковы, и должны выпол-

е

няться критерии подобия.

л

56

π1 =

τ

,

π 2 =

τ L

,

μн = μ0 , π γ =

γ h , (3.1)

НИ

Р

к

k P

μв

P

m

АГ

где ∆γ – разность удельных весов воды и нефти;

τ – коэффициент межфазного натяжения;

μо – отношение вязкости нефти к вязкости воды;

∆Р – гидродинамический перепад давления;

ка

к, m, h, L – коэффициенты абсолютной проницаемости, пористости,

нефтенасыщенная толщина и длина пласта.

К сожалению, все параметры подобия одновременно соблюдать не

всегда удается.

е

дении экспериментов. Они достаточно длительны, при этом в зависимости

о

от поставленной цели процесс вытеснения нельзя прерывать. Обычно счи-

тается, что одиночный эксперимент – это не экспериментт , поэтому для

и

получения надежных результатов необходимо проводить эксперимент не

менее трех раз.

Но физические эксперименты – основополагающие, т.к. на них уста-

б

навливаются и проверяются основные законы движения жидкостей в по-

ристой среде.

и

л

Аналоговое моделирован е – основано на аналогиях, существую-

щих в математическом описан

ф льтрационных процессов с другими

физическими явлениями.

ая

Наибольшее распространение получила электрогидродинамическая

аналогия (ЭГДА), использующаябаналогию между стационарной фильтра-

цией жидкостей и расчетом

электрических цепей, предложенная

процессами объясняется

однотипностью

закона Дарси для процесса

н

фильтрации жидкости:

о

н

q =

кA

p

(3.2)

тр

μ

L

I =

R .

(3.3)

и закона Ома для постоянного тока:

к

V

л

Аналогия между физическими величинами в этих уравнениях при-

веденае

в таблице 3.1.

57

Таблица 3.1

Аналогия между законами Ома и Дарси

Закон Ома

Закон Дарси

Условное

Физическая величина

Условное

Физическая величина

обозначение

обозначение

НИ

I

Сила тока

Q

Скорость фильтрации

жидкости

1/R

Электропроводимость

kA/μ

гидропроводность

АГ

V=∆U/ℓ

Электрическое напряжение

∆p/ℓ

Градиент давления

или отношение

разности

ка

потенциалов между двумя

точками к расстоянию меж-

ду ними

Моделирование процесса стационарной фильерации жидкости по

этому способу производится

в следующей п следовательности. Берут

т

специальную электропроводящую бумагу. Вырезают из нее кусочек, по-

добный по форме площади нефтяной залежи. «Задаюто

» необходимые гра-

ничные условия и подключают к точкам-«скважинам» ток. Тогда по бума-

и

ге будет протекать ток и установится распределение электрического по-

б

л

тенциала. Замерив в интересующих точках и пересчитав электрический

потенциал, находят распределение давления.

При помощи метода ЭГДА можно моделировать двумерные одно-

фазные задачи установившейся фильтрации.

и

Преимущество данного метода заключается в том, что решение за-

дачи удается получить непосредственноб , без применения сложной мате-

матической теории дифференциального и интегрального исчисления.

К недостаткам метода можно отнести следующие моменты: во-

фильтрации; во-вторых, метод применим только к стационарным задачам.

ая

Ко второму типу а алоговых моделей относятся сеточные электри-

ческие модели, которыен

достаточно широко использовались в 1950-1970

годах. Сейчас ни

полностью вытеснены методами моделирования на

ЭВМ.

н

Наиболее оуниверсальными являются математические модели фильт-

рационных процессов.

Ма ема ические модели представляют собой систему нелинейных

дифференциальныхтр

уравнений, описывающих изучаемый процесс, опи-

рающихся на эксперимент и методы решения этих уравнений.

к

Математическое моделирование включает в себя следующие этапы:

е1. Формулировка содержательной постановки задачи: задание облас-

2. Формулировка математической постановки задачи: выписываются

АГ

или выводятся необходимые дифференциальные уравнения, начальные и

граничные условия;

НИ

3. Качественное исследование поставленной задачи (доказательство

ми, то составляется программа

расчета сист мы кон чно-разностных

уравнений на ЭВМ.

е

ка

6. Проверка адекватности математической модели исследуемому

объекту путем сравнения расчетных и фактическихтданных.

7. При необходимости производится уточнение математической мо-

дели.

и

о

3.2. Модели движения жидкостей в пласте

л

В расчетах процесса разработки нефтяных месторождений исполь-

зуются следующие модели:

б

∙

Модель однородной жидкости,

∙

и

Модель неоднородной жидкости (2х-, 3х фазной).

По первой модели можно определить распределение давления в пла-

ая

б

сти пласта водой и ефтью, дебиты скважин по нефти и воде. Эта модель

н

применяется для расчетов процесса вытеснения нефти водой в пласте, ко-

торая называется модельюн

многофазного течения. В этой модели учиты-

вают различие вязк сти и фазовых проницаемостей нефти и воды. Под-

разделяется на п ршневую и непоршневую.

При поршневомо

вытеснении в пласте образуется две зоны (рис. 3.1):

∙ в первой (передней) зоне движется только нефть, в порах содержится

к

связанная вода и нефть;

∙ во второйтр

(заводненной) зоне – за фронтом вытеснения движется

только вода, в порах содержится вода и неподвижная остаточная нефть.

л

В этой модели вода вытесняет подвижную нефть как поршень. Со-

г асное

этой модели в однородном пласте сначала добывается безводная

59