Тема1. Введение. Особенности современного этапа развития нефтяной промышленности

Тема2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРАМЕТРОВ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

 

Нефтяная залежь, нефтяное месторождение

Строение и свойства пластов, условия залегания и свойства флюидов (нефти, газа, воды), физико-гидродинамические основы извлечения нефти обстоятельно изучены в предшествующих дисциплинах (геологии, промысловой геологии, физике пласта, подземной гидродинамике и т.д.).

Обобщим представления о параметрах нефтяных месторождений с технико-технологических и экономических позиций процессов добычи нефти из недр на поверхность Земли.

Эти параметры нефтяных месторождений условно можно разделить на три группы: 

1) горно-геологические,

2) экономико-географические;

3) социально-экономические.

Экономико-географические параметры

 

Экономико-географические параметры имеют основное значение при решении вопросов размещения и развития нефтедобывающих районов. Под экономико-географическими параметрами понимают территориальное расположение месторождения, которое характеризуется:

1) удаленностью площади месторождения от экономически развитых районов;

2) климатом, рельефом местности, характером почв и растительности, сейсмичностью района;

3) ресурсами местных строительных материалов, воды, электроэнергии;

4) экономической освоенностью района.

 

Экономическая освоенность – это:

1) обжитость территории в хозяйственном отношении, наличие:

· промышленных предприятий,

· запасов других полезных ископаемых,

· продуктов питания, и т.п.,

2) плотность населения,

3) наличие трудовых ресурсов (свободной рабочей силы),

4) транспортных магистралей,

5) систем энергоснабжения.

Социально-экономические параметры

  Социально-экономические параметры связаны с социальным и экономическим развитием общества и в основном устанавливаются народнохозяйственными планами, а также решениями и постановлениями директивных органов.   

 

КАТЕГОРИИ СКВАЖИН

Природным источником сырья (нефти, газа) является залежь. Доступ в нее обеспечивается посредством множества скважин. При проектировании и разработке нефтяных месторождений выделяются следующие группы эксплуатационных скважин:

· добывающие;

· нагнетательные;

· специальные.

I. Добывающие скважины - скважины, имеющие фонтанное, насосное или газлифтное оборудование и предназначены для добывания нефти, нефтяного газа и попутной воды.

В зависимости от способа подъема жидкости добывающие скважины подразделяются на: 

1) фонтанные,

2) газлифтные;

3) насосные.

При фонтанном способе  жидкость и газ поднимаются по стволу скважины от забоя на поверхность только под действием пластовой энергии, которой обладает нефтяной пласт. Этот способ является наиболее экономичным, так как характерен для вновь открытых, энергетически не истощенны месторождений. При поддержании пластового давления путем закачки воды или газа в залежь в отдельных случаях удается существенно продлить период фонтанирования скважин.

Если скважины не могут фонтанировать, то их переводят на механизированные способы добычи нефти.

При газлифтном способе добычи в скважину для подъема нефти на поверхность подают (или закачивают с помощью компрессоров) сжатый (углеводородный) газ или крайне редко воздух, т.е.  подают энергию расширения сжатого газа.

 В насосных скважинах подъем жидкости на поверхность осуществляется с помощью спускаемых в скважину насосов - штанговых (ШСН) или погружных (ЭЦН). На промыслах используют и другие способы  эксплуатации скважин.

II. Нагнетательные скважины предназначены для воздействия на продуктивные пласты путем нагнетания в них воды, газа и других рабочих агентов. В соответствии с принятой системой воздействия нагнетательные скважины могут быть:

· законтурные,

· приконтурные

· внутриконтурные.

В процессе разработки в число нагнетательных скважин в целях переноса нагнетания, создания дополнительных и развития существующих линий разрезания, организации очагового заводнения могут переводиться добывающие скважины. Конструкция этих скважин в совокупности с применяемым оборудованием должна обеспечить безопасность процесса нагнетания, соблюдение требований по охране недр. Часть нагнетательных скважин может временно использоваться в качестве добывающих.

Резервный фонд скважин предусматривается с целью вовлечения в разработку отдельных линз, зон выклинивания и застойных зон, которые не вовлекаются в разработку скважинами основного фонда в пределах контура их размещения. Количество резервных скважин обосновывается в проектных документах с учетом:

· характера и степени неоднородности продуктивных пластов (их прерывистости),

· плотности сетки скважин основного фонда и т. д. 

  Наблюдательные и пьезометрические скважины служат в качестве контрольных и предназначены для:

· наблюдательные для периодического наблюдения за изменением положения ВНК и ГНК, ГВК, за изменением нефтеводогазонасыщенности пласта в процессе разработки залежи;

· пьезометрические - для систематического изменения пластового давления в законтурной области, в газовой шапке и в нефтяной зоне пласта.  

Количество и местоположение контрольных скважин определяется в проектных документах на разработку.

Оценочные скважины бурятся на разрабатываемых или подготавливаемых к пробной эксплуатации месторождениях (залежах) с целью:

1) уточнения параметров и режима работы пластов,

2) выявления и уточнения границ обособленных продуктивных полей,

3) оценки выработки запасов нефти отдельных участков залежи в пределах контура запасов категории А+В+С. 

 

III. Специальные скважины предназначаются для:

· добычи технической воды,

· сброса промысловых вод,

· подземного хранения газа,

· ликвидации открытых фонтанов.

Водозаборные скважины предназначаются для водоснабжения при бурении скважин, а также систем поддержания пластового давления в процессе разработки.

 Поглощающие скважины предназначены для закачки промысловых вод с разрабатываемых месторождений в поглощающие пласты.

Скважины – дублеры предусматриваются для замены фактически ликвидированных из-за старения (физического износа) или по техническим причинам (в результате аварий при эксплуатации) добывающих и нагнетательных скважин. Количество, размещение и порядок ввода скважин-дублеров по представлению нефтегазодобывающих управлений обосновывается технико-экономическими расчетами в проектах и уточненных проектах разработки и как исключение в технологических схемах с учетом возможной добычи нефти из скважин – дублеров, на многопластовых месторождениях - с учетом возможного использования вместо них скважин возвратного фонда с нижележащих объектов.

Законсервированные скважины - не функционирующие в связи с нецелесообразностью или невозможностью их эксплуатации (независимо от их назначения), консервация которых оформлена в соответствии с действующими положениями.

Эксплуатационный фонд скважин подразделяется на скважины, находящиеся в:

· обустройстве и освоении после бурения;

· эксплуатации (действующие),

· ожидании капремонта;

· капитальном ремонте после эксплуатации.

К находящимся в эксплуатации (действующим) скважинам относятся скважины, добывающие продукцию в последнем месяце отчетного периода независимо от числа дней их работы в этом месяце.

  В фонде, находящихся в эксплуатации (действующих) скважин выделяются скважины:

1) дающие продукцию,

2) остановленные в целях регулирования разработки или экспериментальных работ,

3) находящиеся в планово-профилактическом обслуживании (простаивающие остановленные в последнем месяце отчетного периода из числа давших добычу в этом месяце).

К находящимся в капремонте после эксплуатации относятся скважины, выбывшие из действующих, на которых на конец отчетного месяца проводились работы по ремонту.

К скважинам, находящимся в ожидании капремонта, относятся скважины, которые простаивали в течение календарного месяца.

МЕСТОРОЖДЕНИЙ

1.1. ОБЪЕКТ И СИСТЕМА РАЗРАБОТКИ

Нефтяные и нефтегазовые месторождения – это

скопления углеводородов в земной коре, приуроченные к одной

или нескольким локализованным геологическим структурам, т.е.

структурам, находящимся вблизи одного и того же

географического пункта.

Залежью называется естественное локальное единичное

скопление нефти в одном или нескольких сообщающихся между

собой пластах-коллекторах, т. е. в горных породах, способных

вмещать в себе и отдавать при разработке нефть.

Залежи углеводородов, входящие в месторождения, обычно

находятся в пластах или массивах горных пород, имеющих

различное распространение под землей, часто – различные

геолого-физические свойства. Во многих случаях отдельные

нефтегазоносные пласты разделены значительными толщами

непроницаемых пород или находятся только на отдельных

участках месторождения. Такие обособленные или

отличающиеся по свойствам пласты разрабатывают различными

группами скважин, иногда при этом используют различную

технологию.

Места скопления природного газа в свободном состоянии в

порах и трещинах горных пород называются газовыми

залежами. Если газовая залежь является рентабельной для

разработки, т.е. когда сумма затрат на добычу, транспорт и

использование газа меньше полученного экономического

эффекта от его применения, то она называется промышленной.

Газовым месторождением обычно называют одну залежь или

группу залежей, расположенных на одной территории.

Размер и многопластовость месторождений с емкостными

свойствами коллекторов определяют в целом величину и

плотность запасов нефти, а в сочетании с глубиной залегания

oбycловливают выбор системы разработки и способов добычи

нефти.

С и с т е м о й р а з р а б о т к и месторождения следует

называть совокупность взаимосвязанных инженерных решений,

определяющих объекты разработки; последовательность и темп

их разбуривания и обустройства; наличие воздействия на пласты

с целью извлечения из них нефти и газа; число, соотношение и

расположение нагнетательных и добывающих скважин; число

резервных скважин, управление разработкой месторождения,

охрану недр и окружающей среды. Построить систему разработки

месторождения означает найти и осуществить указанную выше

совокупность инженерных решений.

Введем понятие объекта разработки месторождения.

 

СХЕМАТИЗАЦИЯ ФОРМЫ ЗАЛИЖИ

 

При предварительных подсчетах, для получения показателей разработки при том или ином варианте разработки осредняют геолого-физические данные и упрощают геометрию пласта.

Для гидродинамических расчетов любая конфигурация залежи должна быть приведена к более правильной геометрической форме. Вытянутая овальная залежь, имеющая соотношение короткой и длинной осей a: b < 1:3, в расчетах заменяется равновеликой по площади полосой. На полосе ряды эксплуатационных скважин параллельны (рис.1)

На схеме и на залежи должно быть одинаковое число скважин и рядов. Расстояние между рядами и скважинами на схеме обычно несколько занижены по сравнению с расстояниями на залежи. Определяемые дебиты скважин будут также занижены, так как чем ближе эквиваленты друг к другу, тем больше степень их взаимодействия.

Овальная залежь, имеющая соотношение осей 1: 3 < a: b < 1: 2, должна быть в расчетах заменена равновеликим по площади кругом (рис. 2), имеющим тот же периметр контура нефтеносности, что и на карте.

 

Тема1. ВВЕДЕНИЕ. ОСОБЕННОСТИ СОВРЕМЕННОГО ЭТАПА РАЗВИТИЯ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Развитие нефтяной промышленности России в последние годы происходит на фоне заметного ухудшения структуры запасов н ефти, что в основном связано с:

· значительной выработкой многих уникальных и крупных высокопродуктивных месторождений и их высоким обводнением,

· открытием и вводом в разработку месторождений с трудноизвлекаемыми запасами, приуроченными к коллекторам с высокой геологической неоднородностью, карбонатным породам со сложным строением пустотного пространства, газонефтяным залежам,

· залежам с высоковязкими нефтями и аномальными условиями залегания.

Растет доля запасов нефти в низкопроницаемых коллекторах (с 29 % в 1980 г. до 75 % в 1993 г.) с неблагоприятными условиями ее извлечения. Растет доля месторождений, расположенных на труднодоступных территориях, что требует увеличения капитальных вложений на их освоение, а также применения новых технологий и технических средств.

   Другой особенностью современного этапа является все возрастающий объем запасов, находящихся на поздней стадии разработки, с резким изменением их структуры. Выработанность активных запасов достигла величины 65,5 %, трудноизвлекаемых – 23%.

   Экономические трудности привели к сокращению разведочного и эксплуатационного бурения, объемов прироста запасов нефти, ввода новых нефтяных месторождений в промышленную разработку. Это дало возможность на длительный период сохранить стабильный уровень добычи нефти, обеспечивающий потребности страны.

Круг современных проблем разработки нефтяных месторождений:

1. Необходимость дальнейшего повышения степени извлечения нефти на основе геологического, гидродинамического и геофизического изучения пласта и построение постоянной компьютерной модели для каждого крупного месторождения.

Повышение нефтеотдачи пласта обеспечивается:

· стимулированием притока к скважинам,

· увеличением площадей дренирования за счет горизонтальной проводки стволов скважин

· крупномасштабного гидроразрыва,

· использованием физико-химических методов воздействия на продуктивную толщу.

2. Геофизическое обоснование методов увеличения нефтеотдачи и отбора нефти в сложных условиях требует интенсивной разработки нового физико-математического моделирования природных и техногенных процессов в продуктивной толще и вмещающем массиве.

3. Обеспечение дальнейшего развития комплексного много- дисциплинарного подхода к разработке месторождений углеводородов.

4. Возрождение контроля за разработкой месторождений, осуществление исследований конкретных скважин.

5. Создание необходимых условий для исследований закономерностей фазовых переходов жидких и газообразных углеводородов при термобарических условиях, характерных для разработки вновь открываемых месторождений.

6. Постановка исследований по более активному использованию физических полей для повышения степени извлечения углеводородов из недр.

7. Проведение теоретических и экспериментальных исследований в области механики нефтегазоносных пластов применительно к актуальным проблемам геологии, геофизики, бурения и разработки месторождений.

8. Решение природоохранных проблем разработки месторождений осуществлять на основе мониторинга экологической обстановки с помощью дистанционных методов (подземно-наземно-аэрокосмический мониторинг объектов нефтяной и газовой промышленности).

9. Геолого-геофизические наблюдения за месторождением завершать созданием адекватной компьютерной модели.

10. Ориентироваться на вскрытие пластов скважинами с наибольшей эффективной поверхностью вскрытия, т.е. наклонными и горизонтальными скважинами в зависимости от геометрии толщин.

11. Создавать новые технологии первичного и вторичного вскрытия пласта.

12. На месторождениях с низкопроницаемыми коллекторами изучать результативность применения крупномасштабных гидроразрывов пласта (ГРП) с использованием высокого давления, специальных жидкостей разрыва и нагнетания в пласт агентов по закреплению трещин.

13. Совершенствовать и внедрять вибротехнологию отбора остаточной нефти из заводненных пластов и исследовать результаты ее внедрения.

14. Развивать теоретические и экспериментальные исследования в области фильтрации многофазных систем.

15. Обобщить опыт разработки сложнопостроенных месторождений и обеспечить создание систем комплексной разработки месторождений нефти.