- •Основы разработки нефтяных месторождений
- •Введение
- •1. Термины и определения
- •1.1. Общие сведения о продукции нефтяных скважин
- •Соотношение между единицами давления
- •Классификация пластовых вод
- •1.2. Горно-геологические параметры
- •Классификация залежей углеводородов
- •2. Обзор свойств пород и движения флюидов
- •2.1. Емкостные свойства коллекторов
- •2.2. Фильтрационные свойства коллектора
- •2.3. Сжимаемость пород коллектора и пластовых жидкостей
- •2.4. Молекулярно-поверхностные явления
- •2.5. Капиллярные явления
- •2.6. Реологические свойства нефти
- •Соотношение между единицами вязкости
- •2.7. Подвижность флюидов в пластовых условиях
- •3. Этапы развития и технологические режимы эксплуатации нефтяного месторождения
- •3.1. Процесс разработки месторождений
- •3.2. Режимы истощения пластовой энергии
- •3.3. Газонапорный режим
- •3.4. Водонапорный режим
- •3.5. Гравитационный режим
- •3.6. Смешанный режим
- •4. Классификация и характеристика систем разработки месторождений
- •4.1. Выделение эксплуатационных объектов
- •4.2. Системы разработки в режиме естественного истощения
- •4.3. Системы разработки с искусственным восполнением пластовой энергии
- •4.4. Особенности разработки нефтяных залежей с газовой шапкой (нефтяных оторочек)
- •4.5. Системы разработки многопластовых залежей
- •4.6. Cистемы разработки с закачкой газа в пласт
- •4.7. Выбор плотности сетки скважин
- •5. Освоение и гидродинамические исследования скважин
- •5.1. Вскрытие нефтяных залежей
- •5.2. Освоение скважин
- •5.3. Гидродинамические исследования скважин
- •5.4. Повышение эффективности извлечения углеводородов из недр
- •6. Подъем нефти на дневную поверхность
- •6.1. Классификация способов подъема
- •6.2. Фонтанная эксплуатация скважин
- •6.3. Механизированная добыча нефти
- •7. Управление процессом разработки месторождения
- •Заключение
- •Оглавление
1.2. Горно-геологические параметры
Залежь – это естественное, локальное скопление углеводородов в горных породах с одним или несколькими сообщающимися между собой пластами-коллекторами.
Тип залежи, который характеризует скопление углеводородов, зависит от фазового состояния и количественного соотношения находящихся в ней нефти, газа и конденсата, а также от пластового давления и температуры (табл.1.3). В процессе разработки компонентный состав и давление в залежи меняются, что может приводить к перераспределению фаз и даже к изменению типа залежи.
Таблица 1.3
Классификация залежей углеводородов
Тип залежей и их обозначение |
Основные характеристики |
Газовые (Г) |
Состоят в основном из метана. Содержание фракций С5+ не более 0,2 % объема залежи |
Газоконденсатные (ГК): |
Состоят из метана. Подразделяются в зависимости от содержания фракций С5+ и содержания конденсата Ск: |
низкоконденсатные |
С5+ = 0,2-0,6 %, Ск 25 г/м3 |
среднеконденсатные |
С5+ = 0,4-1,9 %, Ск = 20-100 г/м3 |
высококонденсатные |
С5 1,6 %, Ск 100 г/м3 |
с содержанием конденсата более 200 г/м3 |
С5 6 % |
Нефтяные (Н) |
Нефть с различным содержанием растворенного газа (обычно менее 200 м3/м3) |
Нефтегазовые (НГ) |
Газовые залежи с нефтяной оторочкой, запасы свободного газа превышают запасы нефти |
Газонефтяные (ГН) |
Нефтяные залежи с газовой шапкой. Запасы нефти превышают запасы свободного газа в газовой шапке |
Нефтегазоконденсатные (НГК) |
Газоконденсатные или конденсатные залежи с нефтяной оторочкой. Запасы свободного газа и конденсата превышают запасы нефти |
Газоконденсатонефтяные (ГКН) |
Нефтяные залежи с газоконденсатной шапкой. Запасы нефти превышают запасы газа и конденсата |
Месторождение включает совокупность расположенных на локальной площади единичных залежей, приуроченных к одной или нескольким естественным ловушкам.
Толщина пласта бывает эффективной и общей. Эффективная толщина пласта включает сумму пористых, проницаемых и насыщенных флюидами участков, по которым происходит движение флюидов. Эффективная толщина пласта является одним из важнейших параметров при подсчете запасов углеводородов и разработке проекта эксплуатации месторождения.
Неоднородность пласта – это природная неравномерность емкостных и фильтрационных свойств пласта-коллектора по простиранию и по вертикали. Неоднородность пласта обусловлена в основном литологическим составом и изменчивостью его пористости и проницаемости. Неоднородность пласта необходимо учитывать при обосновании модели эксплуатационного объекта.
Слоистая неоднородность составляет один из наиболее распространенных типов геологической неоднородности, при которой проницаемые слои перемежаются с непроницаемыми глинистыми пропластками. Слоистая неоднородность классифицируется по толщине слоев: тонкая (1-10 см), мелкая (10-25 см), средняя (25-30 см), крупная (40-100 см) и очень крупная (более 100 см).
Учет слоистой неоднородности позволяет обосновывать выделение эксплуатационных объектов в многопластовом разрезе.
Расчлененность пласта характеризуется бессистемным чередованием проницаемых нефтенасыщенных линз и пропластков. Коэффициент расчлененности kр определяется как отношение общего числа проницаемых пропластков во всех скважинах n к общему числу скважин N:
.
К запасам нефти относятся масса нефти и природных битумов, а также конденсата на дату подсчета в выявленных, разведанных и разрабатываемых залежах, приведенная к нормальным условиям. По степени подготовленности к разработке запасы нефти делятся на четыре категории: А, В, С1 и С2. Первые три категории составляют разведанные запасы, а С2 – предварительно оценочные.
Все запасы нефти в пласте подразделяются на:
разведанные – это количество нефти, битума, газа и газоконденсата, установленное бурением разведочных и добывающих скважин и подсчитанное по категориям А1 + В + С; к разведанным запасам относят объемы нефти, которые можно получить применением специальных методов эксплуатации;
балансовые геологические – общее количество полезного ископаемого в залежи;
эксплуатируемые – запасы нефти, разработка которых на данный период экономически целесообразна;
балансовые извлекаемые – запасы нефти, которые могут быть извлечены из недр с использованием современных технологий и технических средств при соблюдении требований по охране недр и окружающей среды;
потенциально возможные – это суммированные запасы нефти месторождений и залежей, извлечение которых возможно с применением более совершенных методов; размер потенциально возможных извлекаемых запасов нефти может увеличиваться за счет совершенствования известных и создания новых технологий;
прогнозируемые – сумма запасов нефти месторождений и залежей, на которых прогнозируется применение новых технологий нефтеизвлечения;
активные – запасы нефти, вовлеченные в разработку или подлежащие вводу в разработку в ближайшее время;
пассивные – балансовые запасы нефти на объектах разрабатываемых месторождений, которые по экономическим или технологическим причинам не вовлечены в разработку;
текущие – запасы нефти любых категорий, подсчитанные на определенную дату, за вычетом добытых нефти и газа;
остаточные – балансовые запасы нефти, оставшиеся в недрах после завершения разработки месторождения определенным методом;
забалансовые – запасы нефти, разработка которых на данное время экономически не целесообразна или технологически невозможна; в дальнейшем они могут быть переведены в категорию балансовых.
Размер запасов меняется за счет совершенствования технологий, изменения экономических условий добычи нефти и других факторов.
Степень выработки запасов характеризует отношение объема нефти, добытой из залежи, к размеру извлекаемых запасов нефти.
Оценка пространственного размещения начальных и остаточных запасов нефти в неоднородных слоистых и обводняющихся коллекторах необходима для планирования и регулирования разработки.
Нефтеотдача коллекторов – один из важнейших показателей эффективности процесса разработки залежей. Степень полноты извлечения нефти из недр характеризуют коэффициентом нефтеизвлечения (нефтеотдачи). Различают текущий, конечный и проектный коэффициенты нефтеизвлечения.
Текущий коэффициент нефтеизвлечения характеризует отношение добытого количества нефти за определенный период к балансовым ее запасам. Текущая нефтеотдача возрастает во времени при эксплуатации месторождения.
Конечный коэффициент нефтеотдачи определяет отношение извлеченных запасов нефти за весь период разработки к балансовым запасам.
Проектный коэффициент нефтеизвлечения обосновывается и планируется при составлении проектов разработки месторождения.
Коэффициент вытеснения характеризует отношение объема нефти, вытесненной из зоны пласта агентом, к начальному содержанию нефти в этой же зоне.