Эффективность циклического воздействия на пласты

 

Проведенные исследования влияния различных факторов на эффективность процесса позволили установить идентичность за­висимостей показателей эффективности циклического заводнения для коллекторов разных типов (рис. 41).

 

Рис. 41. Зависимость показателей эф­фективности циклического заводне­ния — текущей добычи S, накоплен­ного отбора нефти χ₁, нефтеотдачи χ₂ от безразмерного времени τ для ус­ловий пласта A_4–5 Самотлорского ме­сторождения

 

На рис. 41 конец разработки месторождения соответствует прорыву воды в добываю­щую галерею по слою с меньшей проницаемостью (τ=1/ k ₂). т. е. полному охвату пласта заводнением, и эффект от циклического воздействия сводится к нулю. На практике же эксплуатация нефтяной залежи осуществляется при помощи скважин, и из со­ображений рентабельности разработка не доводится до полного обводнения добываемой продукции. Поэтому в реальных усло­виях метод циклического заводнения не только интенсифицирует процесс заводнения, но одновременно и увеличивает нефтеотдачу пластов за счет повышения охвата их заводнением к моменту достижения экономического предела рентабельности эксплуа­тации.

Эффективность нестационарного циклического воздействия на пласты изменением давления нагнетания воды растет почти пропорционально увеличению амплитуды колебания расхода воды (рис. 42).

Рис. 42. Зависимость прироста теку­щей добычи нефти Smax от ампли­туды давления нагнетания b.

V=(k₁–1) (1—k₂)— показатель неодно­родности пласта по проницаемости

 

Во всех случаях зависимость Smax = f(b) выражается практи­чески прямой линией (см. рис. 42). Из рисунка видно также, что для получения равных дополнительных отборов нефти из коллек­торов различной неоднородности необходимо задавать различный режим нагнетания: чем меньше толщинная проницаемостная неоднородность коллектора, тем значительнее должны быть ам­плитуды колебания расхода воды и, естественно, колебания дав­ления нагнетания.

В реальных условиях амплитуда колебания расхода воды не может быть бесконечно большой. Увеличение объема нагнетания воды (при постоянном числе нагнетательных скважин) ограничи­вается возможностями насосов, устанавливаемых в системе за­воднения. Сокращение же объема нагнетания воды, следствием которого является снижение пластового давления, не должно при­водить к снижению его величины намного ниже давления насы­щения. Как отмечалось, на практике целесообразно снижение пластового давления в зоне отбора ниже давления насыщения нефти газом не более чем на 15—20 %.

Оснащение промыслов современными насосами позволяет осуществлять процесс циклической закачки воды в пласты без дополнительных затрат на переустройство системы заводнения. Осуществление циклического заводнения с полной остановкой нагнетательных скважин (b =1), когда в фазу повышения давле­ния нагнетания расход увеличивается в 2 раза (при сохранении неизменным среднего уровня закачки), может потребовать уста­новки высоконапорных насосов, позволяющих закачивать воду при максимальных давлениях на устье скважин до 22—25 МПа.

При выборе той или иной амплитуды нужно учитывать, что отключение нагнетательных скважин и даже ограничение объе­мов закачки воды уменьшением давления нагнетания могут при­вести к замерзанию нагнетательных скважин и водоводов в зим­нее время или появлению в них нефти.

Эффективность циклического заводнения снижается с ростом относительного времени начала циклического заводнения τ*.

Время начала циклического заводнения влияет не только на величину эффекта, но и на длительность его проявления, а также на время достижения максимального значения эффективности. Чем раньше начато циклическое заводнение, тем большую долю дополнительной накопленной добычи нефти можно обеспечить к концу разработки в общем, объеме накопленной добычи нефти. Начало применения метода на поздней стадии разработки надо считать менее целесообразным, поскольку дополнительная до­быча нефти за счет метода приходится на период, когда разра­ботка сопровождается отбором больших количеств воды (рис.43).

Рис. 43. Зависимость относительной дополнительной добычи нефти χ_1MAX от отно­сительного времени начала циклического заводнения τ* для разных месторож­дений.

Месторождения: 1 — Шаимское; 2 — Жетыбайское; 3 — Азнакаевская площадь, Ромашкинское, Д;; 4 — Западно-Сургутское, БСш; 5 — Абдрахмановская площадь, Ромашкинское, Дх; 6,7,8 — Самотлорское, АВ4_5, БВ2 и БВ8 соответственно

 

Для некоторых нефтяных месторождений на этом рисунке пока­зано изменение максимальных значений текущих показателей эффективности метода χ₁ (прироста добычи нефти) в зависимо­сти от относительного времени начала циклического заводнения τ*. Из рисунка видно, что при увеличении τ* максимальные зна­чения χ₁ по всем объектам резко снижаются. С учетом масштаба времени часть зависимостей (рис. 43) перестроена в абсолютном времени τ* (рис. 44). При пересчете использовалась прогнозная динамика обводнения продукции этих объектов, полученная при определении перспектив их разработки.

 

 

Рис. 44. Зависимость дополнительной добычи нефти χ_1MAX от времени начала циклического заводнения τ* для разных месторождений.

Месторождения: 1, 2, 3 — Самотлорское, соответственно БВю, БВ8, АВ4_5; 4 — Абдрахманов­ская площадь, Ромашкинское, Д:; 5 — Азнакаевское, Дх

 

 

Обращает на себя внимание то обстоятельство, что темп паде­ния эффективности процесса с ростом τ* по пластам Самотлорского месторождения гораздо значительнее, чем по пласту Д] Ромашкинского месторождения. Различие в характере изменения χ₁ от t* можно объяснить разными типами коллекторов на ука­занных месторождениях. На основании рис. 43 и 44 можно считать, что месторождение целесообразно разрабатывать с самого начала с циклическим заводнением, т. е. оптимальным считать τ* = 0.

При прочих одинаковых параметрах эффективность цикличе­ского заводнения является функцией неоднородности V=(k₁— 1)(1 — k₂) и гидропроводности более проницаемого слоя k₁H₁ (рис. 45).

Рис. 45. Номограмма эффективности циклического заводнения

 

Нанесенные на диаграмме кривые (1—38) яв­ляются изолиниями максимальных накопленных дополнительных отборов нефти только при циклическом заводнении (||χ₂|| — 1). Реальными значениями ||χ₂|| — 1 следует считать значения, рас­положенные в области 1 (см. рис. 45) и изменяющиеся в пределах от 1 до 20%. Значения ||χ₂|| — 1, расположенные в областях // и ///, являются практически нереальными. Эффективность про­цесса циклического воздействия на пласты увеличивается с ро­стом V и k₁H₁. По номограмме (см. рис. 45) можно, не обращаясь к помощи ЭВМ, оценить возможный максимальный прирост нефтеотдачи при циклическом заводнении, начало которого сов­падает с началом обычного заводнения (τ* = 0) при заданных ам­плитудном факторе рбβ b = 0,5 и относительной частоте смены цик­лов ω = 2. Полученные результаты дают основание предполагать, что метод циклической закачки воды применим везде, где разра­ботка осуществляется с использованием обычного заводнения.

Влияние степени гидродинамической разобщенности слоев Ψ на эффективность циклического заводнения залежей изучено с различной неоднородностью по проницаемости (V). С увеличе­нием распространения изолирующего непроницаемого прослоя эф­фективность процесса циклического заводнения, естественно, снижается. Качественная карти­на динамики относительных по­казателей циклического заводне­ния в зависимости от степени разобщенности слоев для кол­лекторов всех типов остается идентичной (рис. 46).

Рис. 46. Влияние степени расчленен­ности пласта Ψ на дополнительную добычу нефти ||χ₂|| при разной неоднородности V.

 

Для каждого сочетания проницаемостей слоев существует свое предельное значение Ψmax, выше которого применение цик­лического заводнения может ока­заться нецелесообразным. В об­щем случае такой величиной добычу нефти (прирост нефтеотдачи) можно считать Ψ= 0,4—0,5, и, как показали исследования, при Ψ=0,5 во всех случаях максималь­ный эффект накопленной добычи нефти ||χ₂|| или слишком мал, или вообще отсутствует.

Таким образом, циклическое воздействие на неоднородные пласты способствует увеличению текущего уровня добычи нефти и конечной нефтеотдачи за счет повышения охвата их заводне­нием. Эффект от циклического воздействия на пласты увеличи­вается с повышением гидрофильности пласта (смачиваемости), микронеоднородности пористой среды, проницаемостной (слои­стой) неоднородности, сообщаемости слоев, а также с увеличе­нием амплитуды колебания давления нагнетания воды и с при­менением процесса на более ранней стадии заводнения.