Поддержание пластового давления. Заводнение водных залежей

Слайд 1

Способы поддержания пластового давления выбирают исходя из экономических показателей разработки и геологических условий. Для больших площадей нефтяных залежей более эффективным и экономичным методом поддержания пластового давления является способ внутриконтурного заводнения. Он является результатом блокового, барьерного (для нефтегазовых залежей), ступенчантого осевого, избирательного или очагового способов заводнения. В случаях с отчетливо выраженным сводом нефтяной залежи, для поддержания давления нагнетают газ или воздух, в результате чего появляется напор искусственной газовой шапки. Для повышения вытесняющих свойств в нефтяной залежи, при поддержании пластового давления, пускают воду или водогазовую смесь без добавок или с ними. Для расчета процесса нагнетания используют схему расположения нагнетательных скважин, приёмистость нагнетательных скважин, их число и давление, а также общий объем закачки. Схема расположения нагнетательных скважин, выбирается таким образом, чтобы возникла оптимальная связь между зонами нагнетания и отбора, а также равномерное вытеснение нефти водой.

Поддержание пластового давления, во время площадного заводнения используют рядное, 4-точечное, 7-точечное расположение нагнетальных и добывающих скважин, в зависимости от структуры и стадии разработки нефтяной залежи.

СЛАЙД 2

А для каждой скважины нефти, их количество находится отношением заданного объема закачки воды в сутки, к поглотительной способности одной скважины. Поглотительная способность нагнетательной скважины обусловлена коэффициентом приемистости и продуктивности скважины, т.е. ее производительности.

Максимальное давление нагнетания находится в зависимости от используемого насосного оборудования. Результатом эффективности заводнения, служит увеличение количества добываемой нефти из действующих скважин. При поддержании пластового давления снижается срок разработки нефтяных залежей, быстро повышается объем отбора нефти, а также конечные коэффициенты нефтеоотдачи.

Это наиболее интенсивный и экономически эффективный способ воздействия на нефтяной пласт. Позволяет значительно уменьшить число нефтяных скважин и резко повысить их дебеты, снизить затраты на 1 т добываемой нефти. С его помощью в CCCP в начале 80-х гг. добыто свыше 90% нефти. Система заводнения включает водозаборные сооружения, ёмкости, очистные установки и агрегаты, насосные станции, водо-разводящие сети и нагнетательные скважины.

На многих месторождениях применяют сочетания описанных разновидностей заводнения. В CCCP ежегодно при заводнении закачивалось в скважины около 1,5 млрд. м3 воды.

Слайд 3

При разрезании залежи рядами нагнетательных скважин закачка воды в пласты производится через нагнетательные скважины, расположенные в пределах самой залежи рядами, называемыми разрезающими рядами или линиями разрезания.

Обычно все скважины разрезающего ряда после бурения непродолжительно эксплуатируются на нефть при возможно более высоких дебитах. Это дает возможность очистить призабойную зону пласта и снизить пластовое давление в ряду, т.е. создает условия для успешного освоения скважин под закачку воды. Затем скважины через одну осваивают под нагнетание, продолжая интенсивную добычу нефти из промежуточных скважин ряда. Это способствует перемещению нагнетаемой в пласт воды вдоль разрезающего ряда. После обводнения промежуточных скважин они также переводятся под закачку воды. При такой технологии освоения скважин разрезающего ряда вдоль него в пласте создается полоса воды.

При известной величине давления нагнетания и объеме закачки, а также зная поглотительную способность каждой скважины, определяется количество нагнетальных скважин.

Важнейшей задачей при разработке и эксплуатации нефтяных месторождений является максимальное извлечение из продуктивных пластов нефти. Как было показано, полнота извлечения нефти из пластов характеризуется коэффициентом отдачи пласта, который на разных месторождениях колеблется в широких пределах. Для поддержания пластового давления и увеличения коэффициента отдачи пласта применяют различные методы, но наибольшее применение на практике нашли такие методы, как закачка под давлением в продуктивные пласты воды или газа.

Закачка в нефтяной пласт воды – наиболее популярный метод разработки нефтяных месторождений. Этот метод позволяет поддерживать высокие текущие дебиты нефтяных скважин, и в итоге достичь высокого процента отбора извлекаемых запасов нефти.

Основной целью закачки воды в пласт является эффективное вытеснение нефти к добывающим скважинам и увеличение экономической эффективности разработки месторождения благодаря повышению коэффициента извлечения нефти из залежи.

В некоторых случаях воду загущают добавлением в нее полимеров, мицелярных растворов

Слайд 8

Естественные режимы работы залежей:

1. Водонапорный

2. Режим растворённого газа

3. Гравитационный

4. Режим газовой шапки

Метод законтурного заводнения применяют при разработке сравнительно небольших по размерам залежей. Он заключается в закачке воды в пласт через нагнетательные скважины, размещаемые за внешним контуром нефтеносности на расстоянии 100 м и более. Эксплуатационные скважины располагаются внутри контура нефтеносности параллельно контуру.

Метод приконтурного заводнения применяют на месторождениях с низкой проницаемостью продуктивных пластов в части, заполненной водой. Поэтому нагнетательные скважины располагают либо вблизи контура нефтеносности, либо непосредственно на нем. (Рисунок 3.7)

В результате заводнения приток воды к пласту увеличивается и давление и нефтяной залежи поддерживается на высоком уровне.

Рисунок 3.7 — Система разработки нефтяной залежи с приконтурным заводнением

Контуры нефтеносности: 1 — внешний, 2 — внутренний; Скважины: 3 — нагнетательные, 4 – добывающие

Слайд 7

При законтурном заводнении закачку воды в пласты осуществляют через специально пробуренные скважины, расположенные за линией границы контура нефтяного месторождения (за его контуром). В этом случае вода проникает в капилляры пластов и вытесняет из них нефть, стягивая к центру контур нефтяного месторождения. При больших площадях нефтяного месторождения эффективность применения одного законтурного заводнения оказывается недостаточной и наряду с ним применяют внутриконтурное заводнение, когда площадь нефтяного месторождения путем размещения инжекционных (нагнетательных) скважин по линиям внутри контура месторождения разбивают на отдельные менее крупные месторождения. Вода перед закачкой в пласты специально подготавливается на установках подготовки воды.

Гидравлический разрыв пласта - это процесс, связанный с образованием и раскрытием трещин в призабойной зоне продуктивных пластов под гидростатическим действием жидкости, закачиваемой в скважину под большим давлением. Давление закачки зависит от глубины залегания продуктивного пласта, вида пород, составляющих этот пласт, и др. Обычно давление при гидравлическом разрыве должно превышать гидростатическое давление в скважине в 1,5-3 раза. Конкретное давление гидравлического разрыва характеризуется градиентом разрывного давления, который изменяется в пределах от 0,0105 до 0,02 МПа/м. Например, для нефтяных месторождений Татарии и Башкирии при глубинах скважин 1650-1800 м градиент разрывного давления составляет 0,014-0,017 МПа/м, т.е. давление гидравлического разрыва меняется в пределах от 23 до 30 МПа. Для предупреждения закрытия образовавшихся трещин в породах пласта в их полости вводят крупнозернистый песок. При производстве гидравлического разрыва применяют три вида рабочих жидкостей: жидкость разрыва, жидкость-песконоситель и продавочную жидкость. В качестве жидкости разрыва обычно применяют жидкости на углеводородной основе (нефть, дизельное топливо, керосин). Жидкость-песконоситель должна хорошо удерживать в своем составе частицы песка размером 0,3-1 мм и предназначена для заполнения песком раскрытых трещин в пласте. Жидкости-песконосители готовят на углеводородной основе с введением загустителей для повышения вязкости (например, нефтяного гудрона). В качестве продавочной жидкости в эксплуатационных скважинах используют нефть, а в нагнетательных - воду. Гидравлический разрыв пласта осуществляют закачкой в скважину рабочей жидкости под большим давлением с помощью поршневых насосных агрегатов. Вначале в скважину закачивают жидкость разрыва и проводят опробование пластов на приемистость и устанавливают возможность образования трещин в пласте. После этого, не снижая темпа закачки, с помощью второго агрегата в скважину закачивают жидкость-песконоситель. После того как в скважину вместе с жидкостью закачают необходимое количество песка, включают насосный агрегат для подачи в скважину продавочной жидкости, с помощью которой вдавливают частицы песка в образовавшиеся трещины пласта.

Слайд 5

ПОДДЕРЖАНИЕ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ— процесс естественного или искусственного сохранения давления в продуктивных пластах нефтяных залежей на начальной или запроектированной величине с целью достижения высоких темпов добычи нефти и увеличения степени её извлечения. Поддержание пластового давления при разработке нефтяной залежи могут осуществлять за счёт естественного активного водонапорного или упруговодонапорного режима, искусственного водонапорного режима, создаваемого в результате нагнетания воды в пласты-коллекторы при законтурном или приконтурном, а также при внутриконтурном заводнении. В зависимости от геологических условий и экономических показателей разработки выбирают тот или иной способ поддержания пластового давления или их комбинацию.

Поддержание пластового давления способом внутриконтурного заводнения является наиболее эффективным и экономичным, особенно для больших по площади нефтяных залежей. Его создают путём блокового, ступенчатого осевого, барьерного (для нефтегазовых залежей) площадного, очагового или изибрательного способов заводнения. При поддержании пластового давления в нефтяной части залежи через нагнетательные скважины закачивают воду или водогазовую смесь без добавок или с различными добавками, способствующими улучшению её вытесняющих свойств. Если нефтяная залежь имеет ярко выраженный свод, то в него для поддержания пластового давления нагнетают газ или воздух, вследствие чего создаётся напор искусственной газовой шапки. При расчёте процессов нагнетания определяют схему размещения нагнетательных скважин, суммарный объём закачки, приёмистость нагнетательных скважин, их число и давление нагнетания. Подбирается такая схема расположения нагнетательных скважин, которая обеспечивает наиболее эффективную связь между зонами нагнетания и отбора и равномерное вытеснение нефти водой.

При площадном заводнении в зависимости от геологического строения нефтяной залежи и стадии её разработки для поддержания пластового давления применяют рядное, 4-точечное, 7-точечное и другое расположение нагнетательных и добывающих скважин. В размещении скважин по правильной геометрической сетке могут допускаться отклонения, если площадное заводнение проводят дополнительно к ранее внедрённой системе заводнения с учётом её эффективности, геологического строения и состояния разработки пластов-коллекторов. Суммарный объём закачиваемого агента зависит от запроектированного отбора жидкости из залежи, от давления на линии нагнетания и большей частью от коллекторских и упругих свойств пластов. Число нагнетательных скважин при известном объёме закачки зависит от поглотительной способности каждой скважины при данной величине давления нагнетания. Поглотительная способность нагнетательных скважин определяется коэффициентом приёмистости, так же как производительность нефтяной скважины — коэффициентом продуктивности. Максимальное давление нагнетания зависит от типа имеющегося насосного оборудования. Число нагнетательных скважин для каждой залежи нефти определяется отношением заданного объёма закачки воды в сутки к поглотительной способности одной скважины. Об эффективности процесса заводнения судят по увеличению текущей добычи нефти из действующих скважин. Применение поддержания пластового давления резко увеличило темпы отбора нефти, сократило сроки разработки нефтяных залежей, обеспечило высокие конечные коэффициенты нефтеотдачи.

http://oilloot.ru/80-dobycha-i-promyslovaya-podgotovka-nefti/469-podderzhanie-plastovogo-davleniya-i-povyshenie-nefteotdachi-plastov

http://www.mining-enc.ru/p/podderzhanie-plastovogo-davleniya/