Уравнение материального баланса

Характер разработки залежи может быть определен заранее с помощью уравнения материального баланса, учитывающего такие переменные факторы, как объемы пластовых флюидов, пластовые давления и температуры, сжимаемость, товарные объемы нефти и газа и степень продвижения воды в залежь. Правильнее было бы сказать, что это целый комплекс уравнений [41], с помощью которого инженер-промысловик может рассчитать объемы нефти, газа и законтурной воды в пласте и предсказать характер и величины изменений этих объемов в будущем. Но их рассмотрение выходит за рамки данной книги. Следует лишь твердо помнить, что нефтегазоносный пласт характеризуется многими взаимосвязанными переменными факторами и что изменение одного из них может оказаться закономерной причиной изменения других факторов. Точность прогнозирования таких изменений зависит от точности используемых данных при решении уравнений с различными переменными. На основе данных о предшествующей разработке залежи можно сделать достаточно объективные количественные или полуколичественные прогнозы относительно поведения этой залежи в будущем.

Знание физических законов, на которых основано уравнение материаль­ного баланса, позволяет производить переоценку некоторых представлений, сложившихся в начальный период разработки залежи. Например, если пластовое давление в процессе разработки снижается медленнее, чем предполагалось по предварительным расчетам, то это свидетельствует о каком-то дополнительном источнике питания пласта. Так, на месторождении Мара в западной Венесуэле характер добычи нефти из продуктивного пласта в меловых отложениях не соответствовал уравнению материального баланса. Исследования показали, что эта залежь дополнительно подпитывалась из залежи в фундаменте (см. стр. 125 и фиг. 6-31). Если обнаруживается, что в какой-то части залежи пластовое давление и дебиты скважин поддерживаются на высоком уровне, несмотря на их общее снижение на всей остальной площади залежи, то это может служрггь указанием на возможность существования еще не разведанных участков месторождения и, таким образом, привести к открытию новых значительных запасов нефти [42].

Сверхвысокопродуктивные скважины

В литературе описаны многочисленные скважины с необычно высокой продуктивностью. Такие скважины представляют большой интерес с точки зрения изучения тех подземных сил, которые обусловливают эту высокую продуктивность. В настоящее время, правда, когда осуществляется строгий контроль за работой скважин и применяются новейшие методы добычи, таких «выдающихся» скважин стало значительно меньше, чем раньше, когда скважины работали открытым фонтаном до их полного истощения¹. Примеры таких скважин описываются ниже. Характерным в ряде случаев является небольшая глубина залегания продуктивных горизонтов.

Скважина Петролеа № 200, расположенная вблизи крупного выхода нефти на месторождении Норт-Дом-Петролеа в Колумбии (см. карту на стр. 597), выбрасывала свыше 5000 баррелей нефти за 10 часов с глубины всего 100 футов, пока ее не удалось закрыть и прекратить открытое фонтанирование [43].

Знаменитая скважина Портреро-дель-Льяно № 4 на месторождении Голден-Лейн, Мексика, непрерывно фонтанировала с 1910 г. до 1 мая 1949 г. и выбросила за это время свыше 115 160 000 баррелей нефти [44]. Эта скважина была введена в эксплуатацию с начальным дебитом около 100 000 баррелей в сутки, но затем вышла из-под контроля и выбросила около 2 000 000 баррелей. Большая часть этой нефти была потеряна. Скважина № 4 компании «Агуила», также на Голден-Лейн, открыто фонтанировала в течение двух месяцев, начиная с 27 декабря 1910 г. Когда фонтан в конце концов был закрыт и скважина введена в эксплуатацию, дебит ее оказался равным 100 000-110 000 баррелей в сутки. К концу 1933 г. суммарная добыча из этой скважины, исключая потери при открытом фонтанировании, составила 93 000 000 баррелей.

На месторождении Пинчер-Крик в Альберте, Канада, скважина № 1, пробуренная летом 1953 г., фонтанировала газом из миссисипских известняков, залегающих на глубине 11 971-12 415 футов с дебитом 168 млн. куб. футов в сутки газа и свыше 34 баррелей конденсата в сутки.

Скважина № 54 на Старогрозненском месторождении в Чечено-Ингушской АССР фонтанировала в течение 8 лет и за это время дала 1,5 млн. т нефти (около 10 720 000 баррелей) [45]. Скважина «Дружба» в Балаханы (Бакинский район) давала в 1875 г. до 400 тыс. пудов нефти в сутки (около 7 тыс. т в сутки) с глубины 175 м (574 фута). Общее количество нефти, полученное из этой скважины за время фонтанирования, составило 0,5 млн. т (3 750 000 баррелей). Другая скважина в этом районе за время фонтанирования дала также около 0,5 млн. т, а дебит еще одной скважины превышал в 1886 г. 700 тыс. пудов в сутки (87 500 баррелей) с глубины 213 м (700 футов) [46]. В Бакинском районе известны тысячи скважин, фонтанировавших с глубины 300-760 м (1000-2500 футов).

На месторождении Месджеде-Солейман в Иране из скважины № 7-7 было добыто около 50 млн. баррелей нефти за весь период ее эксплуатации. Продуктивный горизонт Асмари (олигоцен-миоцен) представлен пористыми и трещиноватыми известняками, залегающими на глубине 1000-3500 футов [47].

В течение весны и лета 1862 г. более 5 млн. баррелей нефти излилось на поверхность при вскрытии новой залежи на месторождении Блок-Крик в районе Эннискиллен, юго-западный Онтарио. Нефть сплошным слоем покрыла все озеро Эри. Отдельные скважины на этом месторождении характеризовались дебитами от 1000 до 7500 баррелей в сутки при глубине залегания продуктивного горизонта 108-237 футов [48].

Скважина № 30 на месторождении Йэйтс в западном Техасе фонтанировала нефтью плотностью 0,876 (30°API) с глубины 1070 футов. Дебит ее составлял 8528 баррелей в час или около 204 681 баррель в сутки [49]. Эта скважина была пробурена в июле 1929 г. и в настоящее время все еще эксплуатируется. Продуктивны кавернозные известняки пермского возраста.

¹Фонтанирующая скважина ‑ это такая скважина, из которой нефть через насосно-компрессорные трубы или через эксплуатационную колонну свободно изливается на поверхность. Поток жидкости, выходящий из скважины, может представлять собой чистую нефть или смесь нефти с газом, изливающихся через определенные промежутки времени (периодическое фонтанирование); вместе с нефтью из скважины может поступать вода, образуя частично или полностью водо-нефтяную эмульсию.