XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Современное развитие нефтедобывающей промышленности России характеризуется ухудшением структуры запасов нефти. Все больший объем стали занимать трудно извлекаемые запасы, эффективность выработки которых может быть достигнута лишь при условии применения новых технологий повышения нефтеотдачи пластов. Роль последних в сложившейся ситуации значительно возрастает, так как увеличение нефтеотдачи на разрабатываемых месторождениях России всего лишь на один процент равносильно открытию нескольких крупных месторождений, которые могут обеспечить 2,5 - 3- летнюю добычу нефти по стране.

Учитывая то обстоятельство, что крупные месторождения России вошли в позднюю стадию разработки с круто падающей добычей, главным условием стабилизации добычи нефти и дальнейшего развития нефтяной промышленности России становится разработка и внедрение новых высокоэффективных технологических решений увеличения извлечения нефти из низко продуктивных и трудно извлекаемых запасов [2].

Решение проблемы рациональной разработки нефтяных месторождений требует, прежде всего, научного понимания условий, в которых происходит разработка нефтеносного пласта, а также физических явлений и законов, определяющих процесс эксплуатации залежей. Современное представление о нефтяном месторождении связывает нефтяную залежь с общей гидрологической системой в единое целое, в которое эта залежь входит как составная часть. Такая пространственная гидрологическая система, простирающаяся по всему продуктивному пласту, вплоть до его выходов на поверхность, если таковые имеются, включает в себя, кроме нефтеносной и газоносной областей (при наличии свободного газа в вид газовой шапки), также и водоносную область.

Для разработки залежи весьма важное значение имеет тот факт, что водоносная область по своим размерам и запасам жидкости обычно в сотни раз превышает нефтеносную, даже после полного извлечения из пласта промышленных запасов нефти общее количество содержащихся в нем жидкости уменьшается только на небольшую долю. Региональное геологическое строение и литология нефтяного пласта определяют геометрические размеры и формы гидрологической системы. При эксплуатации нефтяной залежи одновременно идут процессы: 1) движения жидкостей и газа под действием пластовых сил в этой системе через пористую среду горных пород, слагающих нефтеносный пласт; 2) дальнейшего подъема жидкостей по стволу скважин на поверхность.

Оба процесса неразрывно взаимосвязаны и управляемы. Активное вмешательство в процесс движения жидкостей в пласте начинается с момента вскрытия его некоторым числом скважин, известным образом расставленных на залежи и в определенном порядке вводимых в эксплуатацию. Условия эксплуатации этих скважин, их режимы работы, доступные повседневному регулированию, также являются одним из средств сознательного воздействия на этот процесс.

В ряде случаев оказывается возможным изменить ход процесса и увеличить его эффективность путем искусственного регулирования запасов пластовой энергии посредством нагнетания в пласт воды и газа. Наиболее легко поддается управлению режим работы скважин. Он подчинен стремлению достигнуть, возможно, большей добычи нефти данной скважины.

В зависимости от применяемого способа эксплуатации и геолого-промысловых условий, вынуждающих поддерживать при эксплуатации скважин некоторую определенную депрессию или забойное давление, из скважин может быть добыта только некоторая часть их потенциального дебита. Таким образом, установленный с учетом этих данных режим работы скважин становится заданным условием для движения жидкостей в пласте к забою эксплуатационных скважин.

Иначе обстоит дело с числом скважин и их расстановкой на залежи. Изменение числа скважин в процессе разработки залежей связано, при увеличении количества скважин, с дополнительными капиталовложениями, а при их уменьшении (закрытии) — с потерей материальных ценностей; введение коррективов в расстановку уже пробуренных скважин на залежи физически совершенно невозможно.

Именно по этой причине управление процессом эксплуатации пласта путем изменения количества скважин и порядка их размещения является наиболее трудной операцией, а потому правильное решение этого вопроса становится решающим фактором воздействия на процесс движения в пласте. Что же касается регулирования запасов пластовой энергии, осуществляемого посредством нагнетания воды или газа в пласт, то применение этого способа воздействия на пласт коренным образом может изменить картину и характер движения жидкостей.

Все перечисленные выше положения, дают учёным основание сформулировать понятие о разработке залежей нефти следующим образом: под разработкой залежи в технологическом значении этого понятия ученые в дальнейшем будут подразумевать управление процессом движения жидкостей и газа в пласте к забоям эксплуатационных скважин при помощи размещения скважин, установления их количества и порядка ввода в эксплуатацию, режима их работы и баланса пластовой энергии. Совокупность этих условий, при которых происходит разработка залежи, и определяет собой систему разработки [1].

Разработка нефтяного месторождения должна вестись по системе, обеспечивающей наилучшее использование природных свойств нефтяного пласта, режима его работы, технологии и техники эксплуатации скважин и других объектов и сооружений при обязательном соблюдении норм охраны недр и окружающей среды. Система разработки залежи должна обеспечить непрерывный контроль и регулирование процесса разработки месторождения с учетом новых сведений о геологическом строении, получаемых при разбуривании и эксплуатации залежи. Чем полнее изучен геолого-промысловый материал, тем точнее определяется система разработки нефтяной залежи.

Данные о структуре пласта, его эффективной нефтенасыщенной толщине, расчленении на отдельные пропластки и зоны позволяют выполнить построение структурных карт и геологических профилей с нанесением положения газонефтяных и водонефтяных контуров (контактов). Данные, характеризующие геометрию пласта, позволяют определить запасы нефти и газа, и выбрать варианты размещения скважин. Данные о режиме работы пласта, размерах и свойствах водонасыщенной зоны, динамика пластового давления позволяют обосновать необходимость его поддержания, определить потенциальные дебиты скважин и сроки разработки залежей.

Для определения режима работы пласта, его свойств и особенностей учеными всесторонне изучается не только зона пласта, насыщенная нефтью, но и зона, насыщенная водой и газом. На основе оценки и сопоставления таких показателей, как начальное пластовое давление, давление насыщения нефти газом, размеры и свойства водонасыщенной зоны или размеры газовой шапки и другие, можно прогнозировать доминирующий режим работы залежей в первые периоды ее разработки.

В первоначальном проектном документе по разработке следует ориентироваться на равномерную сетку скважин до тех пор, пока в процессе разбуривания всей залежи не будут выявлены такие ее особенности, которые потребуют сгущения сетки на отдельных участках. Комплексно, на основе геологического, гидродинамического и технико-экономического анализа, должна решаться задача об определении общего числа скважин, о положении рядов и выборе расстояний между скважинами в рядах.

Процесс поддержания пластового давления путём закачки воды может начинаться, как с законтурного, так и с тех или иных вариантов внутриконтурного заводнения. В зависимости от неоднородности разрабатываемого пласта, соотношения вязкостей нефти и воды, плотности размещения основного фонда скважин, технико-экономических показателей разработки устанавливается количество скважин резервного фонд.

Большая часть нефтяных месторождений характеризуется наличием двух, трех и более продуктивных пластов. Выделение эксплуатационных объектов на многопластовых месторождениях – одна из задач при проектировании системы разработки.

Эксплуатационный объект – это один или несколько продуктивных пластов, разрабатываемых отдельной (самостоятельной) сеткой скважин. После выделения эксплуатационных объектов формирование системы разработки месторождения включает, следующие мероприятия:

– определение очередности разработки объектов и их разбуривание;

– управление движением нефти к скважинам и подъем жидкости на поверхность;

– регулирование баланса пластовой энергии;

– управление потоками нефти (нефти, газа и воды) на поверхности [3].

Проанализировав литературные данные можно сделать следующий вывод, что разработка нефтяного месторождения должна вестись по системе, обеспечивающей наилучшее использование природных свойств нефтяного пласта, режима его работы, технологии и техники эксплуатации скважин и других объектов и сооружений при обязательном соблюдении норм охраны недр и окружающей среды. Решение проблемы рациональной разработки нефтяных месторождений требует, прежде всего, научного понимания условий, в которые происходит разработка нефтеносного пласта, а также физических явлений и законов, определяющих процесс эксплуатации залежи.

Литература

Крылов, А.П. Научные основы разработки нефтяных месторождений /А.П. Крылов, М.М. Глоговский, М.Ф. Мирчинк // Институт компьютерных исследований . – 2014. – С. 416.

Росляк, А.Т. Развитие нефтяных и газовых месторождений / А.Т. Росляк // Томский политехнический университет. – 2015. – С. 61.

Юшков, И.Р. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений / И.Р. Юшков, Г.П.Хижняк, П.Ю.Илюшин // Пермский национальный исследовательский политехнический университет. – 2015 . – С. 219.