Природные режимы работы нефтяных залежей

9. Понятие о природном режиме залежи. Источники пластовой энергии в нефтяных и газовых залежах. Факторы, влияющие на формирование режима залежи. Режимы вытеснения и истощения.

Природный режим – это совокупность геологических условий, обеспечивающих передвижение нефти или газа к забоям добывающих скважин. Природный режим формируется в залежи до начала ее разработки, но проявляется с началом эксплуатации.

Основным источником пластовой энергии в нефтяных залежах являются:

1. Напор пластовых вод.
2. Упругость жидкости и породы.
3. Давление сжатого газа в газовой шапке.
4. Энергия выделяющегося из нефти растворенного газа.
5. Собственная сила тяжести нефти.
6. Энергия внутренних поверхностей пористой среды и жидкости.

1. Энергия и напор расширяющегося газа.
2. Напор пластовых вод.
3. Упругость газа и породы.

Геологические факторы, определяющие формирование режима в залежи.

1. Структурный фактор – размеры структуры, амплитуда, углы падения крыльев и наличие нарушений.
2. Гидрогеологический – тип водонапорной системы, степень связи пластов с законтурной областью и между пластами в залежи.
3. Литологический – состав, тип коллектора, ФЕС и неоднородность.
4. Условия залегания флюидов в пласте – ширина переходной зоны, наличие газовой шапки, нефтяной оторочки.
5. Свойства пластовых флюидов – газонасыщенность нефти, вязкость.

По преобладающему источнику в нефтяных залежах различают следующие природные режимы:

1. Водонапорный.
2. Упруго-водонапорный.
3. Режим газовой шапки (газонапорный).
4. Режим растворенного газа.
5. Режим гравитационный.

По степени восполнения природной энергии первые три режима называют режимами вытеснения, остальные два – режимы истощения природной энергии.

Ко времени составления первого проектного документа (технологической схемы разработки) природный режим залежи должен быть установлен однозначно, поскольку от типа режима зависит:

• Выбор системы ППД,
• Определение оптимальной сетки добывающих скважин,
• Определение конечной величины нефтеотдачи КИН,
• Прогноз темпов падения пластового давления,
• Прогноз темпов годовой добычи.

10. Природные режимы вытеснения в нефтяных залежах (виды режимов, на примере одного из режимов — геологические условия проявления, источник энергии, динамика показателей разработки).

Режимы вытеснения в нефтяных залежах: Водонапорный, Упруго-водонапорный, Режим газовой шапки (газонапорный).

Основная движущая сила – напор краевых или подошвенных вод. При данном режиме отбираемый объем нефти полностью компенсируется пластовой водой, поступающей в залежь из законтурной области.

Геологические условия проявления режима.

1. Режим проявляется в залежах, приуроченных к инфильтрационным водонапорным системам, когда для залежи характерна хорошая гидродинамическая связь между нефтяной честью и законтурной областью.
2. Небольшие размеры залежи (узкая водонефтяная зона).
3. Высокая проницаемость коллектора, как для нефти, так и для воды; относительная однородность коллектора.
4. Незначительная вязкость нефти (

Динамика показателей разработки.

Q_н – суммарная добыча нефти, изменяется по стадиям, к концу IV стадии может быть извлечено 65-80% нефти от величины НИЗ.

Р_пл – пластовое давление – для режима характерна связь между величиной отбора (Q_н) и пластовым давлением Р_пл. С увеличением добычи нефти пластовое давление уменьшается, при стабильной добыче не изменяется, при уменьшении Q_н пластовое давление способно увеличиться.

Р_нас – давление насыщения – давление, при котором весь газ находится в нефти в растворенном состоянии. При данном режиме пластовое давление много больше давления насыщения, и Р_нас=const.

G – газовый фактор – количественное соотношение газовой и жидкой фазы, полученной в результате дегазации нефти (10-50…500 м3/м3). G=const.

Q_ж – добыча жидкости – сумма Q_н + вода. На I стадии Q_ж полностью совпадает с Q_н. Начиная со II стадии, когда в залежь поступают законтурные пластовые воды (начинается обводнение), величина Q_ж превышает Q_н. На III стадии с уменьшением Q_н добыча жидкости тоже уменьшается. На IV стадии Q_ж возрастает в связи с высокой обводненностью.

В – обводненность – начинает расти со II стадии в связи с подтягиванием контура нефтеносности. На II и III стадии продукция скважин характеризуется умеренным количеством воды. На IV стадии обводненность возрастает до максимальных величин.

Вывод: данный режим наиболее эффективный, на I и II стадиях разработки пластовой энергии в залежи достаточно для поддержания высокого уровня пластового давления. Начиная с III стадии в целях продления высокой добычи нефти необходимо применять систему ППД.

Источник

Лекция 08 природные режимы залежей нефти и газа

Природным режимом залежи называют совокупность естественных сил (видов энергии), которые обеспечивают перемещение нефти или газа в пласте к забоям добывающих скважин.

Первичные методы разработки – это совокупность естественных (природных) сил, которые обеспечивают перемещение нефти и газа в пласте к забою скважины.

В нефтяных залежах к основным силам, перемещающим нефть в пластах, относятся:

• напор контурной воды под дей­ствием ее массы;
• напор контурной воды в результате упруго­го расширения породы и воды;
• давление газа газовой шапки;
• упругость выделяющегося из нефти растворенного в ней газа;
• сила тяжести нефти
• сжимаемость горных пород под действием силы тяжести.

При преобладающем проявлении одного из названных источников энергии соответственно различают режимы нефтяных залежей:

• водонапорный
• упруговодонапорный
• газонапорный (режим газовой шапки)
• растворенно­го газа
• гравитационный
• переуплотнения (compaction)

В газовых и газоконденсатных залежах источниками энер­гии являются давление, под которым находится газ в пласте, и напор краевых пластовых вод. Соответственно различают режимы:

• газовый (режим расширяющегося газа)
• упруговодогазонапорный.

Природный режим залежи определяется главным образом геологическими факторами: характеристикой водонапорной системы, к которой принадлежит залежь, и расположением залежи в этой системе относительно области питания; геоло­го-физической характеристикой залежи — термобарически­ми условиями, фазовым состоянием УВ, условиями залегания и свойствами пород-коллекторов и другими факторами; сте­пенью гидродинамической связи залежи с водонапорной сис­темой. На режим пласта существенное влияние могут оказы­вать условия эксплуатации залежей. При использовании природных видов энергии для разработки залежи от режима за­висят интенсивность падения пластового давления и, следова­тельно, энергетический запас залежи на каждом этапе разработки, а также поведение подвижных границ залежи (ГНК, ГВК, ВНК) и соответствующие тенденции изменения ее объ­ема по мере отбора запасов нефти и газа. Все это необходи­мо учитывать при выборе плотности сети и расположения скважин, установлении их дебита, выборе интервалов пер­форации, а также при обосновании рационального комплек­са и объема геолого-промысловых исследований для контро­ля за разработкой. Природный режим при его использова­нии обусловливает эффективность разработки залежи — темпы годовой добычи нефти (газа), динамику других важ­ных показателей разработки, возможную степень конечного извлечения запасов нефти (газа) из недр. Продолжительность эксплуатации скважин различными способами, выбор схемы промыслового обустройства месторождения и характеристика технологических установок по подготовке нефти и газа также во многом зависят от режима залежи. Знание природ­ного режима позволяет решить один из центральных вопро­сов обоснования рациональной системы разработки нефтя­ных и газоконденсатных залежей: возможно ли применение системы с использованием природных энергетических ресур­сов залежи или необходимо искусственное воздействие на залежь. В нефтяных залежах к основным силам, перемещающим нефть в пластах, относятся:

• напор контурной воды под действием ее массы — водонапорный режим;
• напор контурной воды в результате упругого расширения породы и воды — упруговодонапорный;
• давление газа газовой шапки — газонапорный (режим газовой шапки);
• упругость выделяющегося из нефти растворенного в ней газа — растворенного газа;
• сила тяжести нефти — гравитационный;
• сила тяжести вышележащих горных пород — режим переуплотнения.

В газовых и газоконденсатных залежах источниками энергии являются давление, под которым находится газ в пласте, и напор краевых пластовых вод. Соответственно различают газовый и упруговодогазонапорный режимы. Природный режим залежи определяется главным образом геологическими факторами: характеристикой водонапорной системы, к которой принадлежит залежь, и расположением залежи в этой системе относительно области питания; геолого-физической характеристикой залежи — термобарическими условиями, фазовым состоянием УВ, условиями залегания и свойствами пород-коллекторов и другими факторами; степенью гидродинамической связи залежи с водонапорной системой. На режим пласта существенное влияние могут оказывать условия эксплуатации залежей. При использовании для разработки залежи природных видов энергии от режима зависят интенсивность падения пластового давления и, следовательно, энергетический запас залежи на каждом этапе разработки, а также поведение подвижных границ залежи (ГНК, ГВК, ВНК) и соответствующие тенденции изменения ее объема по мере отбора запасов нефти и газа. Все это необходимо учитывать при выборе плотности сети и расположения скважин, установлении их дебита, выборе интервалов перфорации, а также при обосновании рационального комплекса и объема геолого-промысловых исследований для контроля за разработкой. Природный режим при его использовании обусловливает эффективность разработки залежи — темпы годовой добычи нефти (газа), динамику других важных показателей разработки, возможную степень конечного извлечения запасов нефти (газа) из недр. Продолжительность эксплуатации скважин различными способами, выбор схемы промыслового обустройства месторождения и характеристика технологических установок по подготовке нефти и газа также во многом зависят от режима залежи. Знание природного режима позволяет решить один из центральных вопросов обоснования рациональной системы разработки нефтяных и газоконденсатных залежей: возможно ли применение системы с использованием природных энергетических ресурсов залежи или необходимо искусственное воздействие на залежь. Режим залежи при ее эксплуатации хорошо характеризуется кривыми, отражающими в целом по залежи поведение пластового давления, динамику годовой добычи нефти (газа) и воды, промыслового газового фактора. Все эти кривые в совокупности с другими данными об изменении фонда скважин, среднего дебита на одну скважину и т.д. представляют собой график разработки залежи. Ниже рассмотрим режимы с преобладанием одного из видов природной энергии.

Источник