Бойко B.C. Розробка та експлуатація нафтових родовищ

Подождите немного. Документ загружается.

Але розглядувані варіанти характеризуються також різними

накопиченими відборами нафти (коефіцієнтами нафтовилучення) за

різних тривалостей процесу розробки. Тому рекомендується вибирати

раціональний варіант за умови отримання однакової величини

видобутку нафти за однаковий час. Вирівнювання видобутку нафти

згідно з варіантами за розглядуваний час забезпечується умовним

введенням в експлуатацію додаткових родовищ одночасно з розробкою

родовища, яке аналізується. При цьому зведені витрати обчислюють з

урахуванням середньогалузевих витрат на пошуки і підготовку запасів

нафти (геолого-розвідувальні витрати) як в собівартості, так і в

питомих капітальних вкладеннях. Питомі капітальні вкладення

розраховуються за залишковою вартістю основних фондів і

залишковими витратами на підготовку запасів (відповідно зменшенню

їх у процесі експлуатації').

Оскільки раціональний варіант може мати проміжне положення

серед розрахункових, то для його визначення потрібно скласти графік

залежності зведених витрат від густоти сітки свердловин і визначити

мінімальну точку.

Для визначення економічно

обгрунтованого

коефіцієнта нафто-

вилучення будують залежність собівартості видобутку

т нафти від

накопиченого видобутку (диференціюванням графіка "експлуатаційні

витрати - накопичений видобуток нафти"). Відношення накопиченого

видобутку нафти до балансових запасів, коли собівартість сягає

граничної собівартості, характеризує економічно обгрунтований коефі-

цієнт нафтовилучення. Цьому накопиченому видобутку відповідає

економічно обгрунтована

тривалість розробки.

Граничну собівартість можна брати, наприклад, з урахуванням

світових цін на нафту.

181

Значині граничної собівартості відповідає така собівартість видо-

бутку нафти, за якої настає межа економічної рентабельності

видобування нафти.

Для варіанта розробки, який рекомендується до впровадження,

додатково визначають також інші економічні показники. Ці питання

грунтовніше вивчають в економічних дисциплінах.

Контрольні питання

Охарактеризуйте суть і переваги чисельних методів математичного

моделювання процесу розробки нафтових родовищ.

Які основні вимоги ставляться до сучасної методики розрахунку

технологічних показників розробки?

Розкажіть про основи теорії непоршневого витіснення нафти водою.

Як визначити середню обводненість пласта

зоні витіснення?

Охарактеризуйте принцип побудови відносних коефіцієнтів модифі-

кованих проникностей.

6. У чому полягає суть методики ВНДІ-2?

Запишіть і поясніть формулу для розрахунку коефіцієнта нафто-

вилучення із переривчастого пласта.

8. Що розуміють під бар'єрним заводненням? Чим зумовлена потреба в

його застосуванні.

9. Поясніть причини малого охоплення пластів по розрізу і площі під час

розробки родовищ неньютонівських нафт.

10.

Як впливає тріщинуватість порід на процес і показники розробки

родовищ?

11.

Розкажіть про структуру зведених витрат і як вони враховуються під

час проектування розробки нафтових родовищ.

182

Глава

ТЕХНОЛОГІЯ І ТЕХНІКА ДІЯННЯ НА НАФТОВІ

ПОКЛАДИ ТА ПІДВИЩЕННЯ НАФТОВИЛУЧЕННЯ

3.1

Загальна характеристика методів

За весь період розвитку нафтової промисловості застосовувались

різні методи діяння на нафтові поклади з метою збільшення видобутку

нафти.

Розвиток

мета методів діяння на нафтові поклади

З початку розвитку нафтової промисловості до 40-х років минулого

століття поклади розробляли на режимах виснаження, за яких

вилучали не більше 25% нафти від початкових запасів. Рідко

зустрічався природний водонапірний режим.

До цього ж періоду відноситься початок застосування з метою

відбирання залишкових запасів так званих вторинних методів

видобування нафти - помпування повітря і гарячої газоповітряної

суміші в поклади, вакуум-процес та ін. На відміну від свердловинних

систем розробки покладів застосовувались також шахтний (шляхом

піднімання нафтонасиченої породи на поверхню, а також за

допомогою свердловин або інших дренажних каналів у шахтах) і

кар'єрний (відкритий) способи видобування нафти. Було застосовано

також площове заводнення на окремих п'ятиточкових елементах.

З кінця 40-х років минулого століття розпочався якісно новий етап у

розвитку технології нафтовидобування - інтенсивне впровадження

заводнення як на енергетично виснажених (вторинний метод

видобування нафти), так і на нових (первинний метод) родовищах.

Поряд з подальшим випробуванням і впровадженням інших методів

головним методом діяння на нафтові поклади стало заводнення.

183

Внаслідок доступності води, відносної простоти нагнітання і високої

ефективності витіснення нафти водою звичайне заводнення буде

широко застосовуватися ще тривалий час Підтримування пластового

тиску (ППТ) шляхом заводнення дало змогу збільшити

- середній проектний коефіцієнт нафтовилучення із пластів у

цілому (з урахуванням інших систем і методів розробки) приблизно

в 2 рази,

темпи видобування нафти (поточний річний видобуток),

- тривалість фонтанування свердловин

Заводнення як окремий метод розробки нафтових родовищ за

сприятливих фізико-геолопчних умов дає змогу досягнути коефіцієнта

нафтовилучення 0,65 0,7 Проте в разі заводнення родовищ з

важковидобувними запасами (висока в'язкість нафти, мала проник-

ність і велика неоднорідність пластів) коефіцієнти нафтовилучення

зменшуються до 0,3 0,35 за зростання кратності промивання nop

пласта водою з 0,8 1 до 5 7, а за динамічного коефіцієнта в'язкості

нафти понад 25 30 мПас заводнення стає малоефективним Тому

перед нафтовидобувною галуззю стоїть проблема підвищення нафто-

вилучення із пластів, яка полягає в збільшенні ефективності завод-

нення як основної технологи і у відбиранні залишкової нафти з уже

заводнених зон (третинні методи видобування) та із покладів, які

розробляються на інших режимах виснаження або витіснення

У 50-х роках минулого століття підвищення ефективності

заводнення пов'язували головним чином зі зміною схеми розміщення

свердловин (приконтурне, осьове, блокове, осередкове, площове,

вибіркове заводнення), вибором оптимального тиску наїнітання, з

обгрунтованим виділенням об'єктів розробки

т ін

184

З початку 60-х років почали посилено вивчати способи покращення

витіснювальної здатності води за рахунок додавання різних активних

домішок (поверхнево-активних речовин, вуглеводневого газу, лугу,

кислоти

ін), які впливають на гідродинаміку потоку

Класифікація, умови і перспективи застосування методів підвищення

нафтовилучення

У наш час відомі, вивчаються і впроваджуються в промислову

практику десятки різних методів діяння на нафтові поклади і підви-

щення нафтовилучення (первинні, вторинні, третинні), що тією чи

іншою мірою базуються на заводненні Серед них можна виділити

чотири головні групи

гідродинамічні методи - циклічне заводнення, зміна напрямку

фільтраційних потоків, створення високих тисків нагнітання,

форсоване відбирання рідини, а також методи діяння на привибійну

зону пласта,

фиико-хшічт методи - заводнення із застосуванням активних

домішок (поверхнево-активних речовин - ПАР, полімерів, лупв,

сірчаної кислоти, дюксиду вуглеводню, міцелярних розчинів),

газові методи - водогазове циклічне діяння, витіснення нафти

газом високого тиску,

теплові

методи

- витіснення нафти теплоносіями (гарячою водою,

парою), пароциклічне оброблення пласта, внутрішньопластове горіння,

використання води як терморозчинника нафти

Застосовність методів підвищення нафтовилучення із пластів

визначається геолого-фізичними умовами (табл 3 1 та 3 2)

Відомі методи характеризуються різною потенційною можливіс-

тю збільшення нафтовилучення із пластів (від 2 до 35% балан-

сових запасів) і різними факторами їх застосування (табл З З)

185

Таблиця 3.1 - Головні критерії для застосування фізико-хімічних і

газових методів підвищення нафтовилучення

Параметр

Динамічний

кое-

фіцієнт в 'язкості

пластової нафти,

мПас

Нафтонасиче-

ність, %

Пластовий тиск,

МПа

Пластова тем-

пература, °С

Коефіцієнт

проникності

пласта, мкм

Товщина

пласта, м

Тріщинуватість

Літологія

Соленість пла-

стової

води,

мг/л

Жорсткість води

(наявність солей

кальцію

магнію)

Газова шапка

Густота сітки

свердловин,

/свердл.

Витіснення

діоксидом

вуглецю

<15

>30

Водога-

зове

діяння

<25

>50

Нагнітання

міцелярних

розчинів

<15

>25

Полімерне

заводнення

5-100

Нагнітання

водних

розчинів

ПАР

>50

Не обмежений

Не обмежена

Не обмежений

<70

>0,1

<25

од

Не

обмеже-

ний

Не обмежена

Несприятливий параметр*

Не обмежена

Неспри-

ятлива

Необ-

межена

Не обмежена

Пісковик

Несприятлива

Пісковик і

карбонати

Не обмежена

Несприятлива

<16 <24

Не обмежена

* Несприятливий,

а в дуже

вираженій

формі

- недопустимий параметр.

186

Таблиця 3.2 - Головні критерії для застосування теплових методів

підвищення нафтовилучення

Параметр

Динамічний

коефіцієнт

в'язкості

пластової нафти,

мПас

Нафтонасиченість,

Коефіцієнт проник-

ності пласта, мкм

Товщина

пласта, м

Тріщинуватість

Глибина залягання

пласта, м

Вміст глини

в пласті, %

Густота сітки

свердловин,

х 10

/свердл.

Внутрішньо-

пластове

горіння

>10

Витіс-

нення

парою

>50

Пароцик-

лічне

оброблення

> 100

Витіснення

гарячою

водою

>50

>0,1

> 0,2 Не обмежений

Несприятливий параметр*

>1500

Не обмежений

<16

<1200

< 1500

5-Ю

<6 Не обмежена

* Несприятливий,

а в дуже вираженій

формі -

недопустимий

параметр.

Для родовищ з малов'язкими нафтами, які розробляються з викорис-

танням заводнення, до найперспективніших можна віднести такі

методи: іідродинамічні, застосування діоксиду вуглецю, водогазових

сумішей, міцелярних розчинів, а для родовищ з високов'язкими

нафтами - використання водяної

пари,

внутрішньопластового горіння.

Решта методів будуть використовуватися, головним чином, для

інтенсифікації видобування нафти і регулювання процесу розробки

родовищ.

187

Таблиця 3.3 - Потенційні можливості та критичні фактори методів

підвищення нафтовилучення

Робочий

агент

Вода + газ

Полімери

Луги

Міцелярні

розчини

Діоксид

вуглецю

Пара

Повітря +

вода

(горіння)

Збільшення

нафтови-

лучення, %

5-10

5-8

2-8

8-20

8-15

15-35

15-30

Критичний фактор застосування робочого

агента

Гравітаційний

розподіл.

Зниження

продуктивності

Соленість води

пласта. Зниження

продуктивності

Активність нафти

Складність технології. Соленість води і

пласта. Зниження продуктивності

Зниження охоплення

діянням.

Регенерація,

корозія

Втрата

теплоти.

Мала

глибина.

Винесення

піску. Технічні проблеми

Ускладнення в ініціюванні горіння.

Охоплення пласта

горінням.

Технічні

проблеми. Охорона довкілля

Сучасні методи підвищення нафтовилучення з 70-х років минулого

століття набули широкого промислового застосування і випробування.

Практика показала, що використання методів підвищення нафто-

вилучення із пластів у 7-Ю разів дорожче, ніж у разі застосування

заводнення. Тому рентабельність їх визначається ціною на нафту.

Проте в майбутньому, з урахуванням росту споживання нафти і

обмеженості світових ресурсів нафти, тенденцій економії нафти і

підвищення ефективності її використання в усіх сферах споживання,

інтенсивних пошуків альтернативних джерел її заміни як палива і

сировини, методи підвищення нафтовилучення із пластів стануть

широко застосовуваними.

188

§ 3.2 Технологія і техніка підтримування пластового тиску

заводненням

У наш час заводнення - високопотенційний і освоєний метод

розробки нафтових родовищ та збільшення нафтовилучення із пластів,

який практично застосовується за всіх геолого-фізичних і техніко-

технологічних умов, окрім гідрофобних колекторів, високов'язких

нафт

дуже заглинизованих малопроникних пластів.

Водопостачання систем ППТ. Якість нагнітальної води

Підтримування пластового тиску (ППТ) заводненням потребує

використання великих об'ємів якісної води. Вирішення проблеми

водопостачання зводиться до пошуків надійного і багатого водою

джерела з великою кількістю води (з оцінкою запасів і можливих

витрат води), обгрунтування якості води і розробки технології її

підготовки. Споживання становить 1,5-2 м води на

т видобутої

нафти. Витрата нагнітальної води визначається стадією розробки

родовища

(рис.

3.1).

Якість води характеризується наявністю добрих нафтовитісніовальних

властивостей, малим вмістом механічних домішок і емульгованої

нафти, відсутністю зниження проникності пласта (приймальності

нагнітальних свердловин), а також відсутністю сірководню, діоксиду

вуглецю, кисню, водоростей

мікроорганізмів.

Розчинений у воді кисень спричиняє інтенсивну корозію металу і

сприяє активному розвитку в пласті аеробних бактерій. Діоксид

вуглецю знижує рН води і призводить до руйнування захисних

окисних плівок на металі, а також до підсилення корозії устаткування.

Сірководень, взаємодіючи з залізом, утворює тверді виносимі потоком

води частинки сірчистого заліза, а за наявності кисню - сірчану кислоту.

189

Він може утворюватися внаслідок відновлення сульфатів кальцію, що

містяться у воді, вуглеводнями нафти з виділенням діоксиду вуглецю і

у вигляді осаду карбонату кальцію.

V к Л •

Рисунок 3.1— Зміни відносного відбору рідини, запомповування води,

потреби у воді V і нафтовилучення г\ у часі /: 1,Г - відпові-

дно відбір нафти і нафтовилучення за режиму розчиненого

газу; 2, 2', 3 - відповідно відбір нафти, нафтовилучення і від-

бір рідини при заводненні; 4 - потреба у воді в разі повного

використання стічних вод; 5 - витрата запомповуванної во-

ди.

Штриховка: вертикальна - ефект у видобутку нафти від

заводнення; скісна - економія (повторне використання) води

Наявність його в продукції видобувних свердловин призводить до

підсилення корозії нафтовидобувного обладнання. Сульфатопогли-

наючі і сульфатоутворюючі бактерії спричинюють біокорозію металів.

Вони можуть жити за рахунок розщеплення органічних і неорганічних

речовин і розвиватися як за відсутності вільного кисню (анаеробні

бактерії), так

за наявності розчиненого у воді кисню (аеробні бактерії).

Сульфаговідновлюючі бактерії здатні повністю відновлювати

сульфати, які є в нагнітальній воді, і утворювати до 100 мг/л

сірководню.

190