Режимы залежей нефти и газа

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Раздел 2. Режимы залежей нефти и газа

Потенциальная энергия равна произведению объема тела V на создаваемое давление Р

Текущее пластовое давление - Рплтек = ρghп , где hп – пьезометрическая высота

Виды пластовой энергии:

–напор подошвенных и краевых вод;

–энергия расширяющихся газов газовой шапки;

–энергия расширяющихся пузырьков растворенного газа;

–упругая энергия сжатых горных пород и пластовых жидкостей;

–сила гравитации;

–энергия нагнетания в пласт различных вытесняющих агентов.

Сил сопротивления:

-сил трения жидкости и газа о стенки поровых каналов

-сил трения внутри самой жидкости

-силы поверхностного натяжения, приводящие к проявлению капиллярных сил и сил прилипания

-сопротивление пузырьков газа (эффект Жамэна)

Режим залежи нефти и газа (reservoir drive) – характер проявления преобладающей пластовой энергии, обеспечивающий перемещение нефти и газа по пласту к забоям эксплуатационным скважинам.

Режимы работы нефтяных залежей:

–водонапорный;

–упругий;

–растворенного газа;

–газонапорный (режим газовой шапки);

–гравитационный;

–смешанный.

Водонапорный режим Основной источник энергии – напор краевых и подошвенных вод

Условия проявления:

-связь продуктивного горизонта с поверхностью земли

-небольшие размеры залежи

-малая вязкость нефти

-высокая проницаемость

-хорошая гидродинамическая связь с внутриконтурной и законтурной частями

-отсутствие тектонических нарушений

Упругий режим Основной источник энергии – упругость пород коллекторов и насыщающих их жидкостей.

Условия проявления:

-удаленность от области питания (слабый напор краевых вод)

-большие размеры залежи

-резкая неоднородность

-низкая проницаемость

-слабое поступление краевой воды из законтурной части

-наличие тектонических нарушений

-пластовое давление выше давления насыщения.

Потенциальная энергия упругой деформации Ед = ∆V × Рпл,

где F =площадь, ; l – линейная деформация (расширение), м.

Приращение объема ∆V = F × ∆l при упругой деформации можно выразить в соответствии с законом Гука через объемный коэффициент упругой среды (изменение объема среды - ∆V при изменении давления ∆Р, 1/Па)

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

β= 1 ΔV

V ΔP ,

Тогда

Ед=PβVΔP ,

Чем больше упругость β, объем среды (воды, нефти, газа, породы), давление Рпл и возможность снижения давления ΔР, тем больше потенциальная энергия упругой деформации

Газонапорный режим (режим газовой шапки)

Основной источник энергии – энергия расширяющегося газа в газовой шапке.

Условия проявления:

-большой объем газа в газовой шапке

-высокая проницаемость коллекторов

-малая вязкость нефти

-пластовое давление стремится к давлению насыщения

Режим растворенного газа Основной источник энергии – энергия расширяющихся пузырьков растворенного газа

Условия проявления:

-высокая проницаемость

-количество свободного газа в порах не превышает 7%

-пластовое давление приблизительно равно давлению насыщения. Количество растворенного газа в нефти

Vг = Lр×Pнас ×Vн = Го×Vн,

где Lр – коэффициент растворимости газа в нефти Рнас – давление насыщения нефти газом

Vн – объем нефти;

Го = Lр×Рнас – газосодержание(газонасыщенность)

Гравитационный режим Основной источник энергии – сила тяжести самой нефти (потенциальная энергия напора нефти).

Варианты условий проявления:

1в. На последней стадии разработки, когда действие других источников пластовой энергии иссякает 2 в. В хорошо проницаемых пластах с крутыми углами падения крыльев 3 в. Для залежей высоковязких нефтей с низким пластовым давлением и с небольшим количеством растворенного газа (шахтный способ разработки).

Смешанный режим Варианты условий проявления:

1 в. Проявляется во времени – один режим сменяется другим.

2 в. Отдельные участки залежи работают при различных режимах. 3 в. Несколько источников энергии проявляют себя одновременно.

Режимы газовых залежей

Основные источники энергии газовых пластов – энергия расширяющегося газа, упругие силы воды и породы и напор краевых и подошвенных вод.

Режимы:

1.газовый,

2.упруговодонапорный.

Газовый режим (разработки залежи) - режим, при котором проявление пластовой энергии месторождения обуславливается упругой энергией пластового газа и насыщенных им пластов-коллекторов.

Режим разработки залежи считают газовым при отсутствии продвижения пластовой воды в залежь.

Упруговодонапорный режим - режим залежи, при котором проявление пластовой энергии месторождения природного газа и окружающей его водоносной области при извлечении газа характеризуется реализацией упругой энергии флюидов (газа, воды) и насыщенных ими пластов-коллекторов, а также пьезометрическим напором законтурных (подошвенных) пластовых вод.

Режим считают упруговодонапорным:

-при зафиксированном по ГИС продвижении воды в залежь;

-при снижение пластового давления в пьезометрических скважинах, вскрывающих отложения ниже начального ГВК или пробуренных за контуром газоносности;

-при обводнение эксплуатационных скважин в процессе разработки залежи.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Раздел 3. Основы проектирования разработки нефтяных и газовых месторождений

Распределение месторождений (залежей) нефти и газа по степени освоения:

разрабатываемые - месторождения, на которых осуществляется добыча углеводородов в соответствии с утвержденным проектным документом на разработку (технологическим проектом разработки или дополнением к нему или технологической схемой разработки или дополнением к ней);

разведываемые - месторождения, на которых проводятся геолого-разведочные работы, в том числе может осуществляться добыча в рамках проекта пробной эксплуатации залежи, месторождения или эксплуатация отдельных скважин.

Темп разработки – отношение текущей добычи УВ к извлекаемым запасам.

Т = (Qтек / Qизв) × 100%

Поисково-оценочный этап Целью поисково - оценочных работ является обнаружение новых месторождений нефти и газа или новых

залежей на ранее открытых месторождениях Методы поисково-разведочных работ:

1. Геологические методы

1.1Геологическая съемка

1.2Структурно-геологическая съемка 2. Геофизические методы

2.1Гравиметрическая разведка

2.2Магнитная разведка

2.3Электроразведка

2.4Сейсмическая разведка 3. Геохимические методы

3.1Газовая съемка

3.2Микробиологическая съемка

3.3Инфракрасная съемка

3.4Люминесцентная съемка

4. Бурение поисково-разведочных скважин

4.1Опорные скважины

4.2Параметрические скважины

4.3Структурные скважины

4.4Поисково-оценочные

4.5Разведочные скважины

На поисково-оценочном этапе составляется и реализуется «Проект поискового бурения». Намечается проведение грави-, электро-, магниторазведки, сейсмики, бурение одной или нескольких

поисковых скважин, отбор керна, флюидов, испытания с целью обнаружения залежей нефти и/или газа и открытия месторождения.

Правила разработки УВ сырья. Пр № 356 МПР от 14.06.2016

Разведка месторождения 2 этап – этап разведки

Подготовка месторождения к промышленной разработке начинается на этапе разведки месторождения после постановки запасов УВС данного месторождения на государственный баланс запасов полезных ископаемых (ГБЗ).

Месторождение открыто, если на площади в скважине получен промышленный приток нефти и/или газа. На этом заканчивается этап поиска.

Для подготовки месторождения к промышленной разработке на стадии разведки месторождения -изучаются характеристики месторождения (залежи),

- собираются необходимые геолого-геофизические, технико-технологические и другие материалы, позволяющие подготовить месторождение к подсчету геологических запасов УВС, составлению технологической схемы разработки месторождения и вводу его в промышленную разработку.

После открытия месторождения составляется «Проект разведочного бурения», с целью разведки и уточнения геологического строения пластов месторождения. Может составляться еще «Проект доразведки».

3 этап: пробная эксплуатация - подготовка к промышленной эксплуатации составляются и реализуются

Проект пробной эксплуатации месторождения (залежи) (ППЭ) и дополнения к нему (ДППЭ)

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Цель ППЭ - получение необходимой информации для уточнения геологического строения, добывных возможностей, выполнения подсчета запасов и подготовки месторождения к промышленному освоению. Геологические исследования:

-отбор керна или шлама;

-анализ глубинных проб нефти, газа и воды;

-опробование пластоиспытателем (оценка промышленной нефтегазоносности пласта, оценка продуктивности, получения данных для подсчета запасов УВ).

Геофизические исследования:

-электрические методы (метод потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС)-измерение естественного эл. поля; методы кажущегося удельного сопротивления - создают искусственные эл. поля);

-радиоактивные методы;

-акустические методы;

-методы изучения технического состояния скважин (инклинометрия, каверно- и профелеметрия, контроль цементирования).

Гидродинамические исследования:

-методы установившихся и неустановившихся отборов.

Метод ПС позволяет выделить песчаные и глинистые пласты, определить минерализацию пластовых вод и колекторские свойства продуктивных пластов.

Метод КС позволяет выделить границы пласта, степень минерализации пластовых вод, наличие трещин и каверн в осадочных породах, пустотность, структуру пустотного пространства.

Интервалы отбора керна, опробований и испытаний, геофизические исследования скважин (ГИС), гидродинамические исследования пластов в скважинах (ГДИ) и другие исследования (с указанием их видов) в каждой разведочной или другой по назначению скважине устанавливаются геолого-техническим нарядом или отдельными планами работ на скважине.

При опробовании вскрытого пласта проводят отбор проб УВС, с целью изучения их количественного и качественного состава (в соответствии с планами работ).

При испытании вскрытых продуктивных пластов необходимо проведение работ по определению следующих начальных характеристик:

а) пластового давления и температуры; б) положения ВНК, ГНК, ГВК; в) дебитов пластовых флюидов; г) продуктивных характеристик;

д) геолого-физических характеристик пласта; е) состава и физико-химических свойств пластовых флюидов.

Геолого-геофический разрез скважины - это один из основных отчетных документов о результатах выполненных геолого-разведочных работ.

4этап - Промышленная разработка

К месторождениям, подготовленными к разработке, относятся месторождения, в отношении которых проведены исследования и мероприятия :

1.Прошедшие гос. экспертизу запасы по категории С1 составляют не менее 30% от всех запасов;

2.Определены добывные возможности скважин, изучены свойства нефти, свободного и растворенного газа, газового конденсата;

3.Изучены гидрологические, геокриологические, экологические и др. условия разработки месторождения с полнотой, достаточной для достоверного и экономически обоснованного решения

о порядке и условиях его промышленного освоения

Правила разработки УВ сырья. Пр № 356 МПР от 14.06.2016

Технические проекты на промышленную разработку месторождений:

а) технологическая схема разработки месторождения (ТСР) и дополнения к ней (ДТСР); б) технологический проект разработки месторождения (ТПР) и дополнения к нему (ДТПР).

Месторождение, по которому составлена и утверждена в порядке, установленном законодательством Российской Федерации о недрах ТСР, ТПР или дополнение к ним, считается введенным в промышленную разработку.

Технологическая схема разработки является основным проектным технологическим документом, определяющим систему промышленной разработки месторождения на период его разбуривания основным эксплуатационным фондом скважин.

ВТСР решаются задачи:

-выделение объектов разработки;

-расстановка фонда скважин на полное развитие.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

- рассматривают мероприятия по повышению коэффициента извлечения УВС гидродинамическими, физико-химическими, газовыми, тепловыми методами, рекомендуют мероприятия по достижению установленного норматива использования попутного газа.

2-й цикл – составление и реализация ТПР (цикл совершенствования системы разработки) Приблизительно ½ 2-й стадии разработки – пробурено большинство скважин по ТСР, осуществлена система воздействия на пласт, добыча приблизилась к максимальной проектной.

Цикл уточнения предварительных технологических решений, принятых в ТСР.

Проект разработки является основным документом, по которому осуществляется комплекс технологических и технических мероприятий по извлечению УВС, контролю процесса разработки.

В проектах разработки рекомендуется предусматривать комплекс мероприятий, направленных на достижение максимально возможного коэффициента извлечения УВС.

Новые проектные технологические документы и дополнения к ним составляются в следующих случаях:

истечение срока действия предыдущего проектного технологического документа;

существенное изменение представлений о геологическом строении эксплуатационных объектов после их разбуривания и ввода в разработку;

необходимость изменения эксплуатационных объектов;

необходимость совершенствования запроектированной системы размещения и плотности сетки скважин;

необходимость совершенствования реализуемой технологии воздействия на продуктивные пласты;

завершение выработки запасов по действующему проектному документу и необходимость применения на месторождении новых методов доизвлечения запасов УВС;

отклонение фактического отбора УВС от проектного уровня более допустимого, предусмотренного настоящими Рекомендациями.

Модели пластов нефтяных и газовых

Проектные решения должны быть основаны на имеющейся геологической и иной информации о недрах, в том числе на результатах расчетов технологических показателей разработки с применением ЦГМ и ЦФМ. Модель пласта – это система количественных представлений о геолого-физических свойствах пласта, а также насыщающих его флюидов, используемая в расчетах разработки нефтяного месторождения.

Физическая модель пласта – это масштабированное представление пласта или электрогидродинамический (ЭГДА) его аналог.

Используется для оценки параметров вытеснения и охвата пласта с целью приближенной оценки эффективности извлечения нефти или для использования в гидродинамической модели.

В качестве модели пласта часто используются образцы керна или набитые песком или карбонатной породой трубы.

Электрогидродинамический аналог пласта (ЭГДА)

– такие модели используют следующее соответствие электрических и гидродинамических процессов: перепад давления – это электрическая разность потенциалов, а расход – это сила тока.

Таким образом, фильтрационное сопротивление – это электрическое сопротивление.

Геологическая (цифровая) модель - представление продуктивных пластов и вмещающей их геологической среды в виде набора цифровых карт (двухмерных сеток) или трехмерной сетки ячеек.

Постоянно действующая геолого-технологическая модель (ПДГТМ) –

объемная имитация месторождения, хранящаяся в памяти компьютера в виде многомерного объекта, позволяющая исследовать и прогнозировать процессы, протекающие при разработке в объеме месторождения, уточняющаяся на основе новых данных на протяжении всего периода эксплуатации месторождения.

Фильтрационная (гидродинамическая) модель –

совокупность числовых динамических параметров, характеризующих моделируемое месторождение, сборные сети и управляющие воздействия на них в процессе разработки, а также математическое описание основных закономерностей процессов течения флюидов под влиянием этих воздействий (2Д, 3Д, 4Д).

Источниками информации для моделей являются:

-данные сейсмических исследований;

-результаты ГИС;

-данные лабораторных исследований (как свойств породы, так и пластовых флюидов);

-интерпретация результатов ГДИ;

-анализ результатов разработки для разрабатываемых залежей;

-ряд специальных исследований.

Детерминированная (адресная) модель Это модель, в которой стремятся воспроизвести как можно точнее фактическое строение и свойства пластов.

Пласт разбивается на ячейки и каждой ячейке присваивается массив свойств и параметров (например, пористость,

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

проницаемость (Kx, Ky, Kz), нефтегазоводонасыщенность и т.д.) Вероятностно-статистическая модель

Вероятностно-статистические модели не отражают детальные особенности строения и свойства пластов. При их использовании ставят в соответствие реальному пласту некоторый гипотетический пласт, имеющий такие же вероятностно-статистические характеристики, что и реальный.