Заводнение. Применяемые системы разработки с воздействием на пласт, их преимущества и недостатки
 Скачать 294.5 Kb.
|
|
Применяемые системы разработки с воздействием на пласт, их преимущества и недостатки С начала развития нефтяной промышленности до 1940х гг. залежи нефти разрабатывались на режимах истощения, при которых извлекали не более 25 % нефти от начальных запасов. Отбор остаточных запасов производился с помощью вторичных методов добычи нефти - закачки воздуха и горячей газо-воздушной смеси и др. С конца 1940х гг. начался новый этап в развитии технологии нефтедобычи - интенсивное внедрение заводнения (Waterflooding) на зрелых месторождениях (вторичный метод добычи нефти ), так и на вводимых в разработку месторождениях (первичный метод). Внедрение методов заводнения шло постепенно. Из практики разработки нефтяных месторождений Апшеронского полуострова было известно, что появление воды в скважине - явление нежелательное: сопровождается уменьшением дебита нефти, - осложнениями нормальной эксплуатации скважин вследствие образования песчаной пробки, - отложением в трубах различных минеральных солей, - необходимости подъема на поверхность больших объемов воды и т. д. В США, например, предпочитали использовать нагнетание воды лишь в качестве вторичного метода разработки. Исследования по научному обоснованию методов поддержания пластового давления (ППД) оказались востребованными в связи с проектированием разработки Туймазинского нефтяного месторождения в Башкирии (Волго-Уральская нефтегазоносная провинция). Успешное осуществление в крупных промышленных масштабах законтурного заводнения на этом месторождении способствовало внедрению метода водного воздействия и в других нефтегазоносных районах страны. Вследствие доступности воды, относительной простоты закачки и высокой эффективности вытеснения нефти водой заводнение стало высокопотенциальным и основным способом воздействия на пласты при разработке нефтяных месторождений. Заводнение - это интенсивный и экономически эффективный способ воздействия, позволяющий значительно уменьшить количество добывающих скважин, увеличить их дебит, снизить затраты на 1 т добываемой нефти. С его помощью в СССР в начале 1980х гг. было добыто свыше 90 % нефти. Заводнение - процесс введения в нефтяной пласт воды с добавками или без таковых через скважины, называемые нагнетательными, для вытеснения коллекторных флюидов в сторону скважины и для ППД при разработке залежей на определенном уровне с целью продления фонтанного периода эксплуатации скважин, улучшения нефтеотдачи и повышения суммарной добычи нефти. Процесс заводнения может быть искусственным и естественным. Наибольшее промышленное применение нашло искусственное заводнение, при котором вода закачивается с земной поверхности. В зависимости от расположения нагнетательных скважин по отношению к залежи нефти различают: законтурное, приконтурное и внутриконтурное заводнение. На многих месторождениях применяют сочетание этих разновидностей. 1.1. Законтурное и приконтурное заводнение При законтурном заводнении нагнетательные скважины расположены за внешним контуром нефтеносности (рис. 3.1). Добывающие скважины располагаются рядами, параллельными контуру, в основном в три ряда, иногда в пять в зависимости от ширины залежи, при большем числе рядов добывающих скважин центральная часть месторождения слабо подвергается воздействию заводнением.  Рис. 3.1. Законтурная система заводнения: 1 – добывающие скважины; 2 – нагнетательные скважины Нагнетательные скважины за контуром располагаются так, чтобы обеспечить круговую закачку, с расстоянием между скважинами 100-200 м и более в зависимости от геологического строения залежи. Условия для применения законтурного заводнения: 1. Небольшие размеры залежи (2-3,5 км) по ширине, отсутствие газовой шапки и значительных тектонических нарушений, разобщающих залежь. 2. Хорошая гидродинамическая связь между нефтяной и законтурной зонами. 3. Залежи однородные, с высокой проницаемостью и низкой вязкостью. 4. Рпл > Р нас. Если связь с законтурной зоной пласта отсутствует (за счет окислившихся фракций или отложений частиц после взаимодействия в пласте воды, газа, нефти), то в таком случае применяют приконтурное заводнение (рис. 3.2). Скважины располагают внутри контура водоносности в непосредственной близости от ряда эксплуатационных скважин. В качестве нагнетательных скважин часто применяют обводненные эксплуатационные скважины первого ряда.  Рис. 3.2. Размещение скважин при приконтурном заводнении: 1 – внешний контур нефтеносности, 2 – внутренний контур, 3 – нагнетательные скважины, 4 – добывающие скважины Условия применения те же, что и при законтурном заводнении. Основные недостатки законтурного и приконтурного заводнения: 1. На крупных по площади месторождениях с числом рядов более 5 они оказывают слабое воздействие на центральную часть залежи. 2. Они не могут оказывать воздействие на отдельные участки пласта с пониженным давлением. 3. При применении этих заводнений значительная часть воды уходит за контур нефтеносности. 1.2. Внутриконтурное заводнение 1.2.1. Блоковая, или рядная, система заводнений Из внутриконтурных систем заводнений нефтяных месторождений наиболее распространены блоковые, или рядные, системы. При блоковой (рядной) системе заводнения нефтяную залежь разрезают рядами нагнетательных скважин на полосы (блоки), в пределах которых размещают ряды добывающих скважин такого же направления. Закачка воды в пласт производится через нагнетательные скважины, расположенные параллельными рядами, которые называются разрезающими рядами. Ряды добывающих скважин располагаются параллельно разрезающим рядам. Отбор нефти из добывающих скважин достигается расширением полосы воды, созданной вдоль нагнетательного ряда, и перемещением ее границ в направлении к добывающим рядам. В пределах блока располагают нечетное количество рядов добывающих скважин (не более 5), при этом внутренний ряд обычно играет роль «стягивающего», чтобы не было потерь нефти во внутренних рядах скважин. В зависимости от количества рядов добывающих скважин различают однорядную, трехрядную и пятирядную блоковые системы заводнения (рис. 3.3). Опыт разработки показал, что более пяти рядов применять нельзя, так как во внутренних рядах закачка ощущаться не будет и пластовое давление будет падать. Добывающие скважины располагают как в линейном порядке, так и в шахматном.  Рис. 3.3. Блоковая система заводнения – однорядная, трехрядная и пятирядная Интенсивность (w) – это отношение нагнетательных скважин к добывающим; интенсивность однорядных составляет 1:1, трехрядных – 1:3, пятирядных – 1:5. Область применения блокового заводнения: 1) применяются при любых размерах залежей; 2) с любой связью с законтурной зоной; 3) с различным спектром изменений проницаемости коллектора и вязкости нефти. Чем меньше подвижность (  ), тем меньше ширина залежи, т.е. применяют однорядную систему заводнения. С более высокой гидропроводностью целесообразно осуществлять трехрядное заводнение, а затем дополнять очагами заводнения – эффективность тогда будет как у однорядной системы. Если очень хорошая характеристика пластов, то применяют пятирядную систему, но и здесь нужно предусматривать дополнительное разрезание залежи, применение очагов заводнения;4) при разработке сильно неоднородных по вертикальному разрезу пластов, т.е. расчлененных; 5) с возможностью использования очаговых скважин для влияния на внутренние участки пласта. С увеличением  при одном и том же объеме закачанной воды текущая нефтеотдача будет меньше из-за высокой вязкости нефти, так как вода будет двигаться языками (уже при  >5) по проницаемым участкам пласта.При выборе расположения нагнетательных скважин необходимо учитывать геологическое строение месторождения и литологическую характеристику пластов. Нагнетательные скважины не следует закладывать на участках пласта с малой проницаемостью и мощностью из-за малой приемистости скважины. Расстояние между нагнетательными скважинами в ряду в два раза меньше, чем в добывающем ряду, так как закачиваемая вода должна влиять на два эксплуатационных поля. Разбуривание следует начинать с нагнетательных скважин, последним бурится стягивающий ряд. Основным недостатком блоковой системы заводнения является невозможность применения на сильно прерывистых, линзовидных пластах из-за вероятности попадания при разбуривании рядов в неэффективную зону пласта (отсутствие коллектора). 1.2.2. Площадная система заводнения Кроме блоковых систем заводнения широко используются внутриконтурные системы с площадным расположением скважин, которые являются более активными. Скважины располагают в соответствии с какой-либо определенной геометрической схемой. Различают 5-, 7-, 9-, 13-точечные системы (рис. 3.4).  Рис. 3 4. Элементы площадных систем заводнения Пятиточечная система Элемент системы представляет собой квадрат, в углах которого находятся добывающие скважины, а в центре – нагнетательная, Интенсивность W=1:1. Семиточечная система Элемент системы представляет собой правильный шестиугольник с добывающими скважинами в углах и нагнетательной в центре, w = 0,5, т.е. на одну нагнетательную приходится две добывающие скважины. Девятиточечная система Элемент системы представляет собой квадрат с тремя добывающими скважинами на каждой стороне квадрата и нагнетательной скважиной в центре, w = 0,33. Соотношение нагнетательных и добывающих скважин составляет 1:3. Тринадцатиточечная система Элемент системы представляет собой шестиугольник с тремя добывающими скважинами на каждой стороне и нагнетательной скважиной в центре. Интенсивность w = 0,25, т.е. 1:4. Чем больше показатель w, тем выше интенсивность системы заводнения. Наиболее интенсивной является пятиточечная система площадного заводнения. Область применения площадного заводнения: в однородных залежах, а также в залежах, характеризующихся высокой неоднородностью по площади, т.е. прерывистых, линзовидных; в пластах с низкой проницаемостью и повышенной вязкостью нефти, т.е. с коэффициентом подвижности ( )<0,05.Чем выше вязкость нефти, тем более плотная сетка скважин применяется. Воздействие залежей при площадном заводнении интенсивнее блоковой 5-рядной системы. При площадной системе заводнения можно обеспечить более высокий темп отбора при меньшем количестве скважин. Преимущество по сравнению с рядной – возможность более рассредоточенного воздействия на пласт. 1.2.3. Очаговое заводнение Очаговое заводнение применяют с начала разработки залежей, небольших по размерам и неоднородных, но чаще всего в поздних стадиях разработки с целью добычи нефти в невыработанных участках, целиках залежи. При разработке залежей с внутриконтурным заводнением дополнительно применяют очаговое заводнение в тех случаях, когда на участках залежи происходит снижение пластового давления и отборов нефти в результате присутствия линзообразных залежей или изменений коллекторских свойств пласта. При площадных системах очаговое заводнение не применяется, так как будет нарушена схема расположения скважин. Контрольные вопросы Какой вид заводнения применяют обычно на крупных по размерам залежах нефти? К какой системе искусственного заводнения относится площадное заводнение? Какой вид заводнения применяют при разработке сравнительно небольших по размерам залежей нефти? При каком заводнении интенсивность равняется 1:3? При какой системе заводнения нефтяную залежь разрезают рядами нагнетательных скважин на полосы? В каком случае применяют однорядную систему заводнения? Какое количество добывающих рядов располагают в пределах блоков? |