Системы разработки нефтяных залежей с применением заводнения

Поддержание Пластового Давления

Применяемые методы поддержания пластового давления подвергаются обязательному контролю. Главными задачами контроля являются:

• Контроль состояния скважин
• Определение обводненных прослоев
• Оценка приемистости пластов
• Оценка притока пластовой жидкости
• Определение параметров притекающей жидкости
• Контроль нефтегазоносности
• Контроль контактов
• Проверка перемещения водонефтяного и газоводяного контактов

Геофизические Исследования

Для контроля поддержания пластового давления проводятся геофизические исследования в различных типах скважин, таких как: нагнетательные, контрольные, фонтанирующие, пьезометрические, скважины с глубинными насосами. Современное оборудование позволяет проводить измерения через трубы насосно-компрессорных установок во время фонтанирования.

Типы Заводнения

Выбор типа заводнения обосновывается:

• Водонефтяной контакт
• Пластовый тип
• Вязкость нефти
• Проницаемость
• Условия фильтрации

Внутриконтурное Заводнение

Применяется при большой площади нефтеносности и наличии коллекторов с высокой вязкостью нефти и невысокой проницаемостью.

Избирательное Заводнение

Применяется, если на участке наблюдается неповсеместное залегание коллекторов разной продуктивности. Также используется при наличии дизъюнктивных нарушений, выражающихся в разрезах скважин и резких перепадах гипсометрических отметок.

Рисунок 1. Схема избирательного заводнения.

Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

• 1 – зона с высокой проницаемостью
• 2 – зона с низкой проницаемостью
• 3 – внешний контур нефтеносности
• 4 – внутренний контур нефтеносности
• 5 – нагнетательные скважины
• 6 – добывающие скважины

Очаговое заводнение представляет собой разновидность избирательного заводнения. Данный вид заводнения используется в качестве дополнения к другим видам, если они не обеспечивают влияния закачки по всей площади участка.

Таким образом обоснованием для применения очагового заводнения является наличие участков, которые недостаточно испытывают (или не испытывают вообще) влияния заводнения после освоения. В настоящее время данный вид заводнения является одним из самых распространенных способ совершенствования уже используемой системы заводнения.

Результатом его применения становится увеличение нефтеотдачи до 25%.

Методы поддержания пластового давления

Пластовое давление – это давление в пласте-коллекторе, которое установилось в нем до начала извлечения на поверхность полезного ископаемого.

Цели поддержания пластового давления

• снижение количества добывающих скважин
• снижение затрат на добычу одной тонны полезного ископаемого
• увеличение дебита скважин

Основным способом поддержания пластового давления является заводнение.

Виды заводнения

1. Законтурное заводнение
2. Приконтурное заводнение
3. Внутриконтурное заводнение

Законтурное заводнение

Используется в случае, если продвижение грунтовых вод в пласте не компенсирует объемы извлекаемого полезного ископаемого. Для компенсации объемов извлеченного полезного ископаемого в пласт закачивается вода через нагнетательные скважины.

Приконтурное заводнение

Применяется для пластов, где установилась низкая проницаемость в законтурной части. В этом случае нагнетательные скважины располагаются в водонефтяной зоне продуктивного пласта между внутренним и внешним контурами нефтеносности.

Рисунок 1.
Схемы законтурного и приконтурного заводнения. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Внутриконтурное заводнение

Производится с помощью закачки воды в нефтенасыщенную часть пласта для восстановления или поддержания пластового давления.

Рисунок 2.
Пример схемы внутриконтурного заводнения. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Виды заводнений в Российской Федерации

На территории Российской Федерации используется несколько видов внутриконтурного заводненения, среди которых:

Площадное заводнение

Площадное заводнение характеризуется рассредоточенной закачкой воды по всей площади нефтеносности. Площадная система заводнения, в зависимости от количества скважино-точек каждого элемента, может быть линейной, четырех-, пяти-, семи-, девятиточечной.

Барьерное заводнение

При опережающей разработке нефтяной части пласта нефтегазовой залежи применяется особый вид заводнения – барьерное заводнение. Нагнетательные скважины барьерного заводнения отсекают газовую часть залежи от нефтяной. Применение барьерного заводнения позволяет снизить газовый фактор в раза, по сравнению с разработкой без воздействия на пласт.

Площадное заводнение (кроме блоковых систем)

Кроме блоковых систем заводнения широко используются внутриконтурные системы с площадным расположением скважин. Скважины располагают в соответствии с определенной геометрической схемой. Различают 5-, 7-, 9-, 13-точечные системы:

• Пятиточечная система: элемент системы – квадрат, в углах которого добывающие скважины, а в центре – нагнетательная. Интенсивность W=1:1.

• Семиточечная система: элемент системы – правильный шестиугольник с добывающими скважинами в углах и нагнетательной в центре, W = 0,5.

• Девятиточечная система: элемент системы – квадрат с тремя добывающими скважинами на каждой стороне квадрата и нагнетательной скважиной в центре, W = 0,33.

• Тринадцатиточечная система: элемент системы – шестиугольник с тремя добывающими скважинами на каждой стороне и нагнетательной скважиной в центре, W = 0,2.

Блоковые (рядные) системы заводнения

Блоковые (рядные) системы заводнения также широко применяются на территории Российской Федерации.

Приконтурное и законтурное заводнение в нефтяной промышленности

Приконтурная зона пласта представляет собой участок пласта, который располагается между внешним и внутренним контуром нефтеносности.

Приконтурное заводнение

Приконтурное заводнение применяется в случаях, когда между законтурной областью и залежью полезного ископаемого нет хорошей гидродинамической связи. Нагнетание воды производится в приконтурную часть пласта, этому, нагнетательные скважины располагают у краев залежи полезного ископаемого, в местах, где проницаемость выше.

Законтурное заводнение

Если между залежью полезного ископаемого и водонасыщенной частью пласта существует хорошая гидродинамическая связь, то для увеличения производительности скважин применяется законтурное заводнение. Нагнетательные скважины располагаются в водонасыщенной зоне пласта на определенном расстоянии от внешнего контура нефтеносности.

Законтурное заводнение целесообразно использовать для обеспечения неподвижности газонефтяного контакта посредством регулирования отбора газа из газовой шапки. Обычно на одну нагнетательную скважину приходится около 5 добывающих скважин. Данный вид заводнения при применении в благоприятных геологических условиях позволяет достигать нефтеизвлечения в 60-65%.

Внутриконтурное заводнение

Внутриконтурное заводнение используется при больших размерах залежи полезного ископаемого. При данном виде заводнения залежь разрезается нагнетательными скважинами на отдельные участки, каждый из которых разрабатывается отдельно. Это способствует сокращению сроков разработки залежи.

Виды внутриконтурного заводнения

1. Избирательное заводнение
2. Очаговое заводнение

Требования к системам поддержания пластового давления

Система поддержания пластового давления должна обеспечивать:

• Рациональное и централизованное размещение оборудования
• Закачку воды в продуктивные пласты согласно технологическим проектам
• Подготовку закачиваемой воды
• Возможность проведения всех необходимых исследований
• Герметичность и надежность оборудования
• Возможность изменения режима работы скважин

Мощность системы поддержания пластового давления должна обеспечить максимальную закачку воды по каждому технологическому блоку.

Недостатки приконтурного и законтурного заводнения

Основные недостатки законтурного и приконтурного заводнения:

1. На крупных месторождениях они оказывают слабое воздействие на центральную часть залежи.
2. Не могут оказывать воздействие на отдельные участки пласта с пониженным давлением.
3. Значительная часть воды уходит за контур нефтеносности при их использовании.
4. Не применимы для залежей неоднородных как по площади так и по пластованию.

Блоковые (рядные) системы заводнения 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 (отношение проницаемости залежи к вязкости фильтрующейся жидкости), тем меньше ширина залежи, т.е. применяют более интенсивную систему заводнения. По залежам с более высокой гидропроводностью целесообразно осуществлять трехрядное заводнение, а затем дополнять очагами заводнения, при этом эффективность такого заводнения может приближаться к эффективности однорядной системы. Для залежей с наиболее благоприятными ФЕС, часто применяют пятирядную систему, но и здесь нужно предусматривать дополнительное разрезание залежи, применение очагов заводнения; 4) при разработке сильно неоднородных по толщине залежей; 5) с возможностью использования очаговых скважин для влияния на внутренние участки 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. Как правило расстояние между нагнетательными скважинами в ряду в два раза меньше, чем в добывающем ряду, так как закачиваемая вода должна влиять на два эксплуатационных поля. Основным недостатком блоковой системы заводнения является невозможность ее применения на сильно прерывистых, линзовидных пластах из-за вероятности попадания при разбуривании рядов в неэффективную зону пласта (отсутствие коллектора). А также слабое влияние закачки на центральные ряды добывающих скважин при многорядных ситстемах

Системы разработки нефтяных залежей • Система разработки месторождения – это совокупность технологических и технических мероприятий, направленных на извлечение углеводородов и попутных компонентов из залежей, и управление этим процессом. • Наиболее часто встречающиеся системы разработки – это системы с применением заводнения. • Основные виды систем разработки с применением заводнения: Законтурное Приконтурное Внутриконтурное

Внутриконтурное заводненин • Из внутриконтурных систем заводнения нефтяных месторождений наиболее распространены: Блоковые (рядные) системы; Площадные; Очаговые; Барьерные; • При данных системах в отличии от предыдущих, закачка рабочего агента (воды) осуществляется в нефтяную часть залежи. • Интенсивность заводнения – отношение количества нагнетательных скважин к добывающим; показывает на какое количество добывающих скважин должна оказывать влияние одна нагнетательная скважина.

Виды неоднородности По напластованию (толщине) По площади

Системы разработки нефтяных залежей с применением заводнения 6.1 Законтурное заводнение 6.2 Приконтурное заводнение 6.3 Внутриконтурное заводнение

Блоковые (рядные) системы заводнения 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. 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. Интенсивность (w) – систем составляет однорядных 1:1, трехрядных – 1:3, пятирядных – 1:5.

Очаговое заводнение Очаговое заводнение применяют с начала разработки, небольших по размерам линзовидных или экранированных залежей имеющих сложное геологическое строение. Чаще всего в поздних стадиях разработки с целью добычи нефти в невыработанных участках залежи. При разработке залежей с внутриконтурным заводнением очаговое заводнение дополнительно применяют в тех случаях, когда на участках залежи происходит снижение пластового давления и отборов нефти в результате неоднородности залежей или изменений коллекторских свойств пласта.

Площадное заводнение 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.