Режимы работы нефтяных залежей

Режим работы залежи определяется главенствующим видом пластовой энергии, обеспечивающим приток нефти или газа к забою скважины. Источниками пластовой энергии в нефтяных и газовых

залежах являются: 1) напор краевых вод; 2) упругие силы нефти, газа, воды и породы; 3) давление газа, растворенного в нефти при его выделении в свободное состояние; 4) сила тяжести; 5) закачка воды, газа для поддержания пластового давления.

Разработка залежи обычно осуществляется под воздействием одного, реже нескольких источников энергии. Но вид энергии в процессе разработки от стадии к стадии может меняться. Например, в начальной стадии главным источником энергии может быть напор краевых вод, затем, по мере истощения этой энергии, могут подключаться упругие силы, затем энергия расширяющегося газа, а на самой поздней стадии -гравитационные силы.

Выделяют следующие режимы работы залежей.

Нефтяных:

1) водонапорный;

2) упруго - водонапорный;

3) газонапорный (режим газовой шапки);

4) режим растворенного газа;

5) гравитационный.
Газовых:

 

1) газовый (режим расширяющегося газа);

2) газо - упруго - водонапорный;

3) газоводонапорный.

Водонапорный режим

При водонапорном режиме нефть или газ перемещаются в пласте под воздействием напора вод в условиях активного восполнения отбора жидкости природной или нагнетаемой водой. Природный водонапорный режим обеспечивается за счет вод, попадающих в пласт из поверхностных или других источников. При этом поступающая в залежь вода полностью компенсирует отбор жидкости эксплуатационными скважинами, поэтому давление в залежи в процессе разработки практически не меняется. Для реализации водонапорного режима необходимо наличие ряда факторов: наличие хорошей сообщаемости области питания и залежи; высокий напор, создаваемый большой разницей в абсолютных отметках между залежью и областью питания; сравнительно небольшое расстояние между залежью и областью питания (не более 15-25 км).

Все указанные условия удовлетворяются обычно по залежам, расположенным в геосинклинальных областях, и водонапорный режим чаще встречается именно в таких регионах. Этот режим является наиболее эффективным и позволяет достигать высоких значений конечной нефтеотдачи (до 0.5-0,7). Природный водонапорный режим не

требует затрат на поддержание пластового давления, поэтому является экономически наиболее эффективным.

Упруго - водонапорный режим

Так же, как и при водонапорном режиме, нефть и газ продвигаются к забою скважин под воздействием напора краевых вод, но напор этот создается за счет упругих сил нефти, воды и породы, а не за счет поступления новых порций воды извне. Запас упругих сил в связи со слабой сжимаемостью пород и жидкостей невелик, поэтому давление в залежи при этом режиме довольно быстро начинает падать и при отсутствии поддержания пластового давления искусственным путем режим залежи может перейти в режим растворенного газа или гравитационный.

Упруго - водонапорный режим чаще встречается в залежах платформенных бассейнов, где наклоны пластов невелики, а расстояния до областей питания измеряются сотнями километров. Этот режим менее эффективен, при падении давления в залежи требуется применение механизированных способов добычи, что приводит к дополнительным затратам энергии и средств. Залежи с упруго - водонапорным режимом обычно разрабатываются с поддержанием пластового давления.

Газонапорный режим

При газонапорном режиме нефть оттесняется к стволу скважины под напором сжатого газа, находящегося в залежи в виде газовой шапки. Эффективность проявления газонапорного режима определяется следующими факторами: наличием сообщаемости газовой шапки и нефтяной части залежи; высотой газовой шапки; большими углами падения пласта; небольшой вязкостью пластовой нефти.

При газонапорном режиме в начальной стадии разработки давление и дебиты снижаются незначительно. В результате расширения газовой шапки происходит вытеснение нефти газом и понижение газо-нефтяного контакта. По мере дальнейшего расширения газовой шапки дебиты постепенно снижаются и возникает опасность прорыва газа в интервал перфорации нефтяной части пласта. Этот фактор является одним из основных, снижающих эффективность разработки залежей при газонапорном режиме.

При еще большем снижении давления в залежи начинаются выделение растворенного газа в свободное состояние и движение водонефтяного контакта.

К еще большим нежелательным последствиям приводит отбор газа

из газовой шапки, т.к. это связано с потерей пластовой энергии и подъемом газонефтяного контакта. Нефть, попадая в газовую часть залежи, «размазывается» по поровому пространству, и извлечение ее становится практически невозможной.

Из-за указанных выше причин газонапорный режим характеризуется в целом невысокой эффективностью, но при благоприятных условиях (например, при большой высоте нефтяной части залежи) и при применении специальных мер (барьерное заводнение) нефтеотдача при этом режиме может достигать значительных величин (до 0,4-0,5). Примерами эффективной разработки залежей при газонапорном режиме являются Анастасиевско-Троицкое месторождение в Краснодарском крае, Лянторское в Западной Сибири.

Режим растворенного газа

Этот режим в залежи наступает при условии снижения пластового давления ниже давления насыщения и выделении газа из растворенного состояния в свободное в самом пласте. Пузырьки расширяющегося газа, устремляясь к забою скважины, увлекают с собой нефть. Однако обладая более высокой подвижностью по сравнению с нефтью, газ опережает нефть, и соотношение газа к нефти в продукции скважины становится все выше и выше. В результате потеря энергии пласта возрастает, а нефть в пласте, потеряв большую часть растворенного газа, становится более вязкой и менее подвижной. Часть газа, выделившегося из нефти, устремляется в повышенные участки пласта и образует там мелкие газовые шапки, еще более осложняя разработку.

В чистом виде режим растворенного газа малоэффективен, и нефтеотдача при этом не превышает 0,1-0,3. Поэтому обычно такие залежи разрабатываются с применением методов поддержания пластового давления для того, чтобы давление в залежи не снижалось ниже давления насыщения.

Гравитационный режим

При гравитационном режиме нефть к забою скважин продвигается под воздействием силы тяжести. Этот режим проявляется в залежах на последней стадии разработки, когда все другие источники энергии (давление, газовая шапка, растворенный газ и т.д.) истощены. Нефть, лишенная газа, становится малоподвижной, вязкой.

Для эффективного проявления этого режима необходимы высокие коллекторские свойства пластов, крутые углы их залегания.

Нефть при этом режиме движется к забою скважины под действием

собственного веса, накапливается в скважине и насосом откачивается на поверхность. Такие залежи могут разрабатываться шахтным способом (Ярега в Коми республике).

Режим малоэффективный, и нефтеотдача при этом не превышает 0,1-0,2.