Режим нефтегазоводоносных пластов
Режим пласта определяется характером проявления движущих сил в пласте, обусловливающих приток флюидов к скважинам. Эти движущие силы зависят как от естественных (геол. строения, физико-химические свойства пласта и флюидов) так и от искусственно создаваемых условий разработки и эксплуатации месторождения.
Главными источниками энергии нефтегазоводоносных пластов являются: 1) напор контурной (краевой) воды; 2) напор подошвенной воды; 3) напор газовой шапки; 4) давление растворенного в нефти газа после выделения его в свободную фазу; 5) упругость пласта и насыщающих его флюидов; 6) сила тяжести.
В соотв. с этим выделяют следующие режимы нефтяных и газовых пластов.
Для нефтяных пластов:
1) водонапорный (жестко-водонапорный);
2) упругий (упруго-водонапорный и замкнуто-упругий);
3) газонапорный (режим газовой шапки);
4) режим растворённого газа;
5) гравитационный.
Для газоносных пластов:
1) водонапорный (жестко-водонапорный);
2) упругий;
3) газовый.
Упругие силы пласта при его разработке проявляются не только в пластах с упругим режимом, но и с другими режимами, в которых главным источником энергии являются неупругие силы, напр. напор воды, газа и др.
Газовый режим - расширение ранее сжатого газа (под влиянием гидростатического давления). Гравитационный режим – движение под влиянием силы тяжести при наличии перепада давлений между пластом и скважиной. Жёстко- и упруго-водонапорный режимы – залежи тесно связаны с пластовыми водами, которые являются основным источником энергии пластов. При жёстко-водонапорном режиме флюиды, отбираемые из скважин, замещаются водой, поступающей из области питания или прилегающих участков пласта под влиянием перепада давлений между начальным пластовым давлением в пласте и забойным в скважинах.
Начальное пластовое давление зависит от глубины залегания пласта, часто оно близко к гидростатическому (но не всегда!). Приближённо определяется по формуле:
Н-высота
столба воды в скв., м.
10- водяной столб в м ≈ 1ат
Различают статическое и динамическое пластовое давления. Первое всегда больше второго.
Для нефонтанирующих и фонтанирующих нефтяных скважин, вскрывающих водяную часть, давление определяется по формулам:
и
Н – глубина фонтанирующей скважины, м
Рм – избыточное давление на устье скважины, ат.
Для нефонтанирующих и фонтанирующих нефтяных скважин:
и
м
Для скважин, вскрывающих газовую шапку:
где НГ.С.- глубина скважины, заполненной газом, м
δГ – средний по стволу удельный вес нефтяного газа относит. воздуха (обычно = 0.606)
Кроме пластового и забойного давлений, определяют давление насыщения, геостатическое давление и давление уплотнения.
Давление насыщения – давление, выше которого смесь нефти и газа представлена только жидкой фазой. Оно определяется по специальному графику, выражающему зависимость между давлением насыщения, растворимостью газа и удельным весом нефти.
Зная газов. ф-р и удельный вес нефти, по графику можно определить давление насыщения. Кроме того его можно определить в лабораторных условиях на специальной установке.
Геостатическое давление – давление, создаваемое весом горных пород.
Н-высота столба породы, принимаемая равной высоте столба жидкости в скважине.
Давление уплотнения – давление, которое уплотняет горные породы за счёт уменьшения объёма пор и выжимания из них жидкости при вскрытии скважиной.
Ру = Ргеост – Ргидр
Режим пластов не остаётся постоянным, он может изменяться с изменением действующих сил, проницаемостью пород, свойств нефти и воды, характера разработки и эксплуатации, искусственного воздействия на пласт, т.е. один режим может перейти в другой. Например, упруго-водонапорный режим может смениться гравитационным в литологически экранированных залежах. Законтурное заводнение или закачка газа может привести к повышению давления и скважины могут фонтанировать.
Режим пластов в совокупности с режимом фильтрации, упругостью жидкостей и породы, гидравлическими сопротивлениями, определяет характер и форму индикаторных кривых. Последние характеризуют зависимость дебита скважин от понижения пластового давления или уровня жидкости в них.
Изучение и прогнозирование режимов нефтяных пластов, их изменения имеет первостепенное значение при гидродинамических расчётах, связанных с проектированием и эксплуатацией нефтяных и газовых месторождении. Эти расчёты подробно рассматриваются в специальных руководствах по подземной гидравлике и гидродинамике.