Основные показатели разработки

Лекция 4.

РАЗРАБОТКА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

С ПРИМЕНЕНИЕМ ЗАВОДНЕНИЯ

Заводнение нефтяных месторождений применяют с целью вы­теснения нефти водой из пластов и поддержания при этом пла­стового давления на заданном уровне.

В настоящее время заводнение - самый распространенный в мире вид воздействия на пласты разрабатываемых месторож­дений. В СССР свыше 90% всей нефти добывают из заводняе­мых месторождений. В США из таких месторождений также получают значительную часть добычи нефти.

Наиболее часто применяемые виды заводнения: внутриконтурное при рядных или блоково-рядных и площадных схемах расположения скважин и законтурное. Используют также оча­говое и избирательное заводнение.

Технологически заводнение осуществляется следующим об­разом. Очищенную от примесей воду с помощью насосов высо­кого давления, установленных на насосной станции, закачивают в нагнетательные скважины, располагаемые на площади неф­теносности (внутриконтурное заводнение) или вне ее (закон­турное заводнение). Воду нагнетают одновременно в несколь­ко скважин (куст). Поэтому и насосные станции, применяемые с целью осуществления заводнения нефтяных пластов, назы­вают кустовыми насосными станциями. К каче­ству воды, закачиваемой в пласт, предъявляют следующие тре­бования. В среднем принято, что количество взвешенных ча­стиц в ней не должно превышать 5 мг/л для низкопроницаемых и 20 мг/л для высокопроницаемых пластов.

Давление на устье нагнетательных скважин в процессе за­воднения пластов поддерживают обычно на уровне 5-10 МПа, а в ряде случаев – 15-20 МПа. Так как проницаемости в призабойных зонах отдельных скважин неодинаковы при одном и том же давлении на устье, расход закачиваемой в различные скважины воды различный. Теория заводнения нефтяных пла­стов показывает, что расход q _BC воды, закачиваемой в нагне­тательную скважину, согласно закону Дарси, должен быть про­порциональным перепаду давления. Однако фактически, со­гласно опытным данным, он нелинейно зависит от перепада давления, причем при незначительных его значениях зависи­мость близка к линейной (рис. 1), но при некотором пере­паде давления ∆ р_с* расход q _BC начинает резко увеличиваться. Это происходит по той причине, что при перепаде давления ∆р_с = р_с - р_к = ∆р_с* в призабойной зоне скважины раскрываются трещины и эффективная проницаемость пласта в этой зоне резко возрастает.

Рис. 1. Зависимость расхода воды, закачиваемой в нагнетательную сква­жину,

от перепада давления

При разработке нефтяных месторождений с применением заводнения из добывающих скважин вначале получают прак­тически чистую нефть, т. е. безводную продукцию, а затем, по мере роста объема закачанной в пласт воды, начинают вместе с нефтью добывать воду. Если q_вз - полный расход во­ды, закачиваемой в разрабатываемый пласт или месторожде­ние в целом в единицу времени, q_в - количество добываемой из пласта или месторождения воды в единицу времени (дебит воды), a q_н - дебит нефти, то имеем следующие выражения.

1. Накопленное количество закачанной в пласт воды к мо­менту времени t.

(IV.1)

2. Накопленное количество добытой из пласта нефти за тот же период времени t

(IV.2)

3. Накопленное количество добытой из пласта воды

(IV.3)

Текущую нефтеотдачу η = Q_н/G при разработке заводняемых месторождений выражают обычно в виде зависимости η от Q_в/V_п или η от Q_вз/V_п (V_п - поровый объем пласта; G - гео­логические запасы нефти). Типичная зависимость η = η(Q_в/V_п), получаемая при разработке пластов, содержащих маловязкую нефть (вязкостью 1-5·10^-3 МПа·с), с применением заводне­ния показана на рис. 2.

Рис. 2. Зависимость текущей нефте­отдачи от

Q_в/V_п Нефтеотдача: η₀ - безводная; η_{к -} конечная

Извлекаемые запасы нефти в пласте или в месторождении в целом N определяют, естественно, следующей формулой:

N= η_к G (IV.4)

Зависимость текущей нефтеотдачи от отношения Q_вз/V_п в том случае, когда заводнение применяют с начала разработки ме­сторождения, имеет вид, показанный на рис. 70.

Текущая обводненность ν продукции, добываемой из пласта или месторождения, составит

(IV.5)

На рис. 3 показана типичная для месторождений маловяз­ких нефтей зависимость текущей обводненности от Q_вз/V_п.

Как уже было указано в гл. I, коэффициент текущей нефте­отдачи η равен произведению коэффициента извлечения нефти из недр или, в случае заводнения, коэффициента вытеснения нефти водой η₁ на коэффициент η₂ охвата пласта процессом вытеснения.

Коэффициентом вытеснения нефти водой η₁ при разработке нефтяных месторождений с применением заводне­ния называется отношение извлеченной из пласта нефти к ее запасам, первоначально находившимся в части пласта, подвер­женной воздействию заводнением. Соответственно коэффициентом охвата пласта воздействием η₂ называется от­ношение запасов нефти, первоначально находившихся в части пласта, подверженной воздействию заводнением, к геологиче­ским запасам нефти в пласте.