Разработка месторождений
Изучение коллекторских свойств горных пород. Общие сведения о промысловых и геофизических исследованиях. Системы разработки нефтяных месторождений. Контроль и регулирование эксплуатации залежи. Рассмотрение методов увеличения нефтеотдачи пластов.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.02.2020 |
| Размер файла | 892,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Основы разработки нефтяных и газовых месторождений
Понятие о нефтяном месторождении. Коллекторские свойства пород. Понятие о пористости и проницаемости. Пластовое давление. Физические свойства нефтей в пластовых и поверхностных условиях. Действующие силы в пласте, напор пластовых вод, давление сжатого газа и др. Понятие о разработке месторождений нефти. Схема размещения скважин, методы воздействия на пласт - внутриконтурное и законтурное заводнение. Понятие о контроле за разработкой месторождения.
Понятие о методах повышения нефтеотдачи пластов. Тепловые методы.
Нефтяные месторождения
Горные породы, составляющие земную толщу, подразделены на два основных вида - изверженные и осадочные.
Изверженные породы- образуются при застывании жидкой магмы в толще земной коры (гранит) или вулканических лав на поверхности земли (базальт).
Осадочные породы -образуются путем осаждения (главным образом в водной среде) и последующего уплотнения минеральных и органических веществ различного происхождения. Эти породы обычно залегают пластами. Определенный период времени в течение, которого шло формирование комплексов горных пород в определенных геологических условиях называется геологической эрой (эратемой). Соотношение этих пластов в разрезе земной коры относительно друг друга изучается СТРАТИГРАФИЕЙ и сведены в стратиграфическую таблицу.
Стратиграфическая таблица
|
Эратема |
Система, год и место установления |
Индекс |
Число отделов |
Число ярусов |
|
|
Кайнозойская |
Четвертичная,18229, ФранцияНеогеновая, 1853, ИталияПалеогеновая, 1872, Италия |
QNP |
23 |
137 |
|
|
Мезозойская |
Меловая, 1822, ФранцияЮрская, 1793, ШвейцарияТриасовая, 1834, Центр. Европа |
KJT |
233 |
12116 |
|
|
Палеозойская |
Пермская, 1841, РоссияКаменноугольная, 1822, ВеликобританияДевонская, 1839, ВеликобританияСелурская,1873, ВеликобританияОрдовикская, 1879, ВеликобританияКембрийская, 1835, Великобритания |
PCDSOC |
233233 |
777469 |
Более древние отложения относят к криптозойской эонотеме, которая разделена на АРХЕЙ и ПРОТЕРОЗОЙ.В верхнем протерозое выделен РИФЕЙ с тремя подразделениями и ВЕНД. Таксонометрическая шкала докембрийских отложений не разработана.
Все горные породы имеют поры, свободные пространства между зернами, т.е. обладают пористостью. Промышленные скопления нефти (газа) содержатся главным образом в осадочных породах - песках, песчаниках, известняках, являющихся хорошими коллекторами для жидкостей и газов. Эти породы обладают проницаемостью, т.е. способностью пропускать жидкости и газы через систему многочисленных каналов, связывающих пустоты в породе.
Нефть и газ встречаются в природе в виде скоплений, залегающих на глубинах от нескольких десятков метров до нескольких километров от земной поверхности.
Пласты пористой породы, поры и трещины которой заполнены нефтью, называются нефтяными пластами (газовыми) или горизонтами.
Пласты, в которых имеются скопления нефти (газа) называются залежами нефти (газа).
Совокупность залежей нефти и газа, сконцентрированных в недрах на одной и той же территории и подчиненных в процессе образования одной тектонической структуре называется нефтяным (газовым) месторождением.
Обычно залежь нефти (газа) бывает приурочена к определенной тектонической структуре, под которой понимают форму залегания пород.
Пласты осадочных горных пород, первоначально залегавшие горизонтально, в результате воздействия давлений, температур, глубинных разрывов поднимались или опускались в целом либо относительно друг друга, а так же изгибались в складки различной формы.
Складки, обращенные выпуклостью вверх, называются антиклиналями, а складки направленные выпуклостью вниз - синклиналями.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Антиклиналь Синклиналь
Самая высокая точка антиклинали называется ее вершиной, а центральная часть сводом. Наклонные боковые части складок (антиклиналей и синклиналей) образуют крылья. Антиклиналь, крылья которой имеют углы наклона, одинаковые со всех сторон, называется куполом.
Большинство нефтяных и газовых залежей мира приурочены к антиклинальным складкам.
Обычно одна складчатая система слоев (пластов) представляет собой чередование выпуклостей (антиклиналей) и вогнутостей (синклиналей), причем в таких системах породы синклиналей заполнены водой, т.к. они занимают нижнюю часть структуры, нефть (газ) же, если они встречаются, заполняют поры пород антиклиналей. Основными элементами, характеризующими залегание пластов, является
направление падения;
простирание;
угол наклона
Падение пластов- это наклон слоев земной коры к горизонту, Наибольший угол, образуемый поверхностью пласта с горизонтальной плоскостью, называется углом падения пласта.
Линия, лежащая в плоскости пласта и перпендикулярная к направлению его падения, называется простиранием пласта
Размещено на http://www.allbest.ru/
Структурами, благоприятными для скопления нефти, помимо антиклиналей, являются также моноклинали. Моноклиналь - это этаж залегания пластов горных пород с одинаковым наклоном в одну сторону.
При образовании складок обычно пласты только сминаются, но не разрываются. Однако в процессе горообразования под действием вертикальных сил пласты нередко претерпевают разрыв, образуется трещина, вдоль которой пласты смещаются относительно друг друга. При этом образуются разные структуры: сбросы, взбросы, надвиги, грабелы, гореты.
Сброс - смещение блоков горных пород относительно друг друга по вертикальной или круто наклонной поверхности тектонического разрыва. Расстояние по вертикали, на которое сместились пласты, называются амплитудой сброса.
Если по той же плоскости происходит не падение, а подъем пластов, то такое нарушение называют взбросом (обратным сбросом).
Надвиг - разрывное нарушение, при котором одни массы горных пород надвинуты на другие.
Грабел - опущенный по разломам участок земной коры.
Горет - приподнятый по разломам участок земной коры.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Геологические нарушения оказывают большое влияние на распределение нефти (газа) в недрах Земли - в одних случаях они способствуют ее скоплению, в других наоборот, могут быть путями обводнения нефтегазонасыщенных пластов или выхода на поверхность нефти и газа.
Для образования нефтяной залежи необходимы следующие условия
§ Наличие пласта- коллектора
§ Наличие над ним и под ним непроницаемых пластов (подошва и кровля пласта) для ограничения движения жидкости.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Совокупность этих условий называется нефтяной ловушкой. Различают
§ Сводовую ловушку
§ Литологически экранированные
§ Тектонически экранированные
§ Стратиграфически экранированные
Режимы нефтегазоносных пластов
Под режимом работы нефтяных залежей понимают характер проявления движущих сил, обеспечивающих продвижение нефти в пластах к забоям эксплуатационных скважин. Знать режимы работы необходимо для проектирования рациональной системы разработки месторождения и эффективного использования пластовой энергии с целью максимального извлечения нефти и газа из недр.
Различают следующие режимы:
водонапорный,
упругий и упруговодонапорный,
газонапорный или режим газовой шапки,
газовый или режим растворенного газа,
гравитационный,
смешанный.
Водонапорный режим - режим, при котором нефть движется в пласте к скважинам под напором краевых (или подошвенных) вод. При этом залежь наполняется водой из поверхностных источников в количествах, равных или несколько меньших количества отбираемой жидкости и газа из пласта в процессе его разработки.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Показателем эффективности разработки залежи является коэффициент нефтеотдачи - отношение количества извлеченной из залежи нефти к общим (балансовым) запасам ее в пласте. Практикой установлено, что активный водонапорный режим наиболее эффективный. При этом режиме удается извлечь 50-70%, а иногда и больше от общего количества нефти, содержащейся в недрах до начала разработки залежи.
Коэффициент нефтеотдачи при водонапорном режиме может быть в пределах 0.5-0.7 и более.
Упругий (упруговодонапорный) режим - режим работы залежи, при котором пластовая энергия при снижении давления в пласте проявляется в виде упругого расширения пластовой жидкости и породы. Силы упругости жидкости и породы могут проявляться при любом режиме работы залежи. Поэтому упругий режим правильнее рассматривать не как самостоятельный, а как такую фазу водонапорного режима, когда упругость жидкости (нефти, воды) и породы является основным источником энергии залежи. Упругое расширение пластовой жидкости и породы по мере снижения давления должно происходить при любом режиме работы залежи. Однако для активного водонапорного режима и газовых режимов этот процесс играет второстепенную роль.
В отличие от водонапорного режима при упруговодонапорном режиме пластовое давление в каждый данный момент эксплуатации зависит и от текущего, и от суммарного отборов жидкости из пласта. По сравнению с водонапорным режимом упруговодонапорный режим работы пласта менее эффективен. Коэффициент нефтеизвлечения (нефтеотдачи) колеблется в пределах 0.5-0.6 и более.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Газонапорный режим (или режим газовой шапки) - режим работы пласта, когда основной энергией, продвигающей нефть, является напор газа газовой шапки. В этом случае нефть вытесняется к скважинам под давлением расширяющегося газа, находящегося в свободном состоянии в повышенной части пласта. Однако, в отличие от водонапорного режима (когда нефть вытесняется водой из пониженных частей залежи) при газонапорном режиме, наоборот, газ вытесняет нефть из повышенных в пониженные части залежи. Эффективность разработки залежи в этом случае зависит от соотношения размеров газовой шапки и характера структуры залежи. Благоприятные условия для наиболее эффективного проявления такого режима - высокая проницаемость коллекторов (особенно вертикальные, напластование), большие углы наклона пластов и небольшая вязкость нефти.
По мере извлечения нефти из пласта и снижения пластового давления в нефтенасыщенной зоне газовая шапка расширяется, и газ вытесняет нефть в пониженной части пласта к забоям скважин. При этом газ прорывается к скважинам, расположенным вблизи от газонефтяного контакта. Выход газа и газовой шапки, а также эксплуатация скважин с высоким дебитом недопустима, так как прорывы газа приводят к бесконтрольному расходу газовой энергии при одновременном уменьшении притока нефти. Поэтому необходимо вести постоянный контроль за работой скважин, расположенных вблизи газовой шапки, а в случае резкого увеличения газа, выходящего из скважины вместе с нефтью, ограничить их дебит или даже прекратить эксплуатацию скважин. Коэффициент нефтеотдачи для залежей нефти с газонапорным режимом колеблется в пределах 0,5-0,6. Для его увеличения в повышенную часть залежи (в газовую шапку) нагнетается с поверхности газ, что позволяет поддерживать, а иногда и восстановить газовую энергию в залежи.
Режим растворенного газа - режим работы залежи, при котором нефть продавливается по пласту к забоям скважин под действием энергии пузырьков расширяющегося газа при выделении его из нефти. При этом режиме основной движущей силой является газ, растворенный в нефти или вместе с ней рассеянный в пласте в виде мельчайших пузырьков. По мере отбора жидкости пластовое давление уменьшается, пузырьки газа увеличиваются в объеме и движутся к зонам наименьшего давления, т.е. к забоям скважин, увлекая с собой и нефть. Изменение равновесия в пласте при этом режиме зависит от суммарного отбора нефти и газа из пласта. Показателем эффективности разработки залежи при газовых режимах является газовый фактор, или объем газа, приходящегося на каждую тонну извлеченной из пласта нефти. Коэффициент нефтеизвлечения при этом режиме равен 0,2-0,4.
Гравитационный режим - режим работы залежи, при котором движение нефти по пласту к забоям скважин происходит за счет силы тяжести самой нефти. Гравитационный режим проявляется тогда, когда давление в пласте упало до минимума, напор контурных вод отсутствует, газовая энергия полностью истощена. Если при этом залежь обладает крутым углом падения, то продуктивными будут те скважины, которые вскрыли пласт в крыльевых, пониженных зонах. Коэффициент нефтеизвлечения при гравитационном режиме обычно колеблется в пределах 0,1-0,2.
Смешанный режим - режим работы залежи, когда при ее эксплуатации заметно одновременное действие двух или нескольких различных источников энергии.
Основные свойства нефти и газа
Нефть и нефтяной газ - это смесь углеводородов (соединений углерода с водородом). Известно множество соединений углерода с водородом, различающихся характером сцепления атомов углерода и водорода и их числом в молекуле. В зависимости от этого одни углеводороды при нормальных условиях (760 мм.рт.ст. и t=20оС) находятся
§ в газообразном состоянии (природный и нефтяной газы),
§ в жидком (нефть) и имеются углеводороды,
§ в твердом состоянии (парафины, содержащиеся почти во всех нефтях).
В среднем в нефти содержится
§ 82-87% углерода (С),
§ 11-14% водорода (Н) и
§ 0.4 -1.0% примесей - соединений, содержащих кислород, азот, серу, асфальтовые и смолистые вещества.
При подогреве нефти в зависимости от температуры из нее вначале испаряются самые легкие - бензиновые фракции, затем более тяжелые - керосиновые, соляровые и т.д. Считают, что фракции нефти, кипящие в интервалах 40-200С - бензиновые, 150-300оС - керосиновые, 300-400оС - соляровые, при 400оС и выше - масляные.
По содержанию смолистых веществ нефти подразделяют на три группы:
малосмолистые - содержание смол не более 18%
смолистые - содержание смол от 18 до 35%
высокосмолистые - содержание смол более 35%
По содержанию парафина нефти делятся также на три группы:
беспарафинистые - содержание парафина до 1%
слабопарафинистые - содержание парафина от 1 до 2%
парафинистые - содержание парафина более 2%
Содержание в нефти большого количества смолистых и парафинистых соединений делает ее вязкой и малоподвижной, что вызывает необходимость проведения особых мероприятий для извлечения ее на поверхность и последующей транспортировки.
По содержанию серы нефти подразделяются на:
малосернистые - содержание серы до 0.5%
сернистые - содержание серы от 0.5 до 2.0%
высокосернистые - содержание серы более 2.0%
Содержание в нефтях сернистых соединений ухудшает их качество, вызывает осложнения в добыче нефти.
О качестве нефти в промысловой практике ориентировочно судят по ее плотности.
Плотность характеризуется массой, приходящейся на единицу объема. Плотность нефти при нормальных условиях колеблется от 0,7 (газовый конденсат) до 0,98 и даже 1,0 г/см3. Легкие нефти с плотностью до 0,88 г/см3 наиболее ценные, т.к. обычно в них содержится больше бензиновых и масляных фракций.
Важнейшее физическое свойство любой жидкости, в том числе и нефти - вязкость, т.е. свойство жидкости сопротивляться взаимному перемещению ее частиц при движении. Различают
динамическую и
кинематическую вязкости.
За единицу динамической вязкости принимается вязкость такой жидкости, при движении которой возникает сила внутреннего трения в 1Н 9Ньютон) на площади 1 м2 между слоями, движущимися на расстоянии 1 м с относительной скоростью 1м/сек.
Размерность динамической вязкости: [m]=Па.с. (Паскаль-секунда).
Вязкость пластовых жидкостей, в том числе и нефти, обычно намного ниже 1 Па.с. В промысловой практике для удобства принято пользоваться единицей вязкости в 1000 раз меньшей мПа.с (миллипаскаль.секунда). так, вязкость пресной воды при температуре +200С составляет 1мПа.с. Вязкость нефтей добываемых в России в зависимости от характеристики и температуры изменяется от 1 до нескольких десятков мПа.с (0.1-0.2 Па.с) и более.
Кинематическая вязкость - отношение динамической вязкости к плотности, измеряется в м2/с. Иногда для оценки качества нефти и нефтепродуктов пользуются относительной (условной) вязкостью, показывающей во сколько раз вязкость данной жидкости больше или меньше вязкости воды при определенной температуре. Измерение проводят обычно путем сравнения времени истекания из отверстия вискозиметра Энглера равных объемов исследуемой жидкости и воды. Результаты определений выражают в градусах условной вязкости оВYt, где индекс t указывает температуру измерения.
С повышением температуры вязкость нефти (как и любой другой жидкости) уменьшается. С увеличением количества растворенного газа в нефти вязкость нефти также значительно уменьшается.
На нефтяных месторождениях обычно наблюдается увеличение температуры с глубиной. Кроме того, в нефти, как правило, всегда содержится определенное количество растворенного газа. Поэтому вязкость нефти в пластовых условиях всегда меньше, чем вязкость на поверхности.
Нефтяные газы и их свойства
Газы, добываемые из нефтегазовых залежей вместе с нефтью, называют нефтяными газами. Они представляют собой смесь углеводородов - метана, пропана, бутана, пектана и др.
Самый легкий из всех углеводородов - метан. В газах добываемых из нефтяных и газовых месторождений метана содержится от 40 до 95%.
Одной из основных характеристик углеводородных газов является относительная плотность, под которой понимают отклонение массы объема данного газа к массе такого же объема воздуха при нормальных условиях.
Относительная плотность нефтяных газов колеблется от 0.554 для метана до 2.49 для пентана и выше. Чем больше в нефтяном газе легких углеводородов - метана СН4 и этана С2Н6(относительная плотность - 1.038), тем легче этот газ. При нормальных условиях метан и этан находятся в газообразном состоянии. Следующие за ним по относительной плотности пропан С3Н8(1.522) и бутан С4Н0 (2.006) также относятся к газам, но легко переходят в жидкость даже при небольших давлениях.
Природный газ - смесь газов. Компонентами природного газа являются углеводороды парафинового ряда: метан, этан, пропан, изобутан, а также неуглеводородные газы: сероводород, углекислый газ, азот.
При эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений в скважинах, газосборных сетях, магистральном газопроводе при определенных термодинамических условиях образуется кристаллогидраты. По внешнему виду они похожи на сажеобразную массу или лед. Гидраты образуются при наличии капельной влаги и определенных давлениях и температурах.
В зависимости от преобладания в нефтяных газах легких (метан, этан) или тяжелых (пропан и выше) углеводородов газы разделяются на
сухие - природный газ, который не содержит тяжелых углеводородов или содержит их в незначительных количествах.
Жирные- газ, содержащий тяжелые углеводороды в таких количествах, когда из него целесообразно получать сжиженные газы или газовые бензины.
На практике принято считать жирным газом такой, в 1 м3 которого содержится более 60г газового бензина. При меньшем содержании газового бензина газ называют сухим. С тяжелыми нефтями добывают преимущественно сухой газ, состоящий главным образом из метана. В нефтяных газах, кроме углеводородов, содержатся в незначительных количествах углекислый газ, сероводород и др.
Важной характеристикой природного газа является растворимость его в нефти.
Коэффициент растворимости газа (газовый фактор) показывает, сколько газа растворяется в единице объема жидкости при повышении давления на единицу. Коэффициент растворимости в зависимости от условий растворения изменяется от 0.4х10-5 до 1х10-5 Па-1. Со снижением давления до определенного значения (давление насыщения) начинает выделяться растворенный в нефти газ.
По мере поступления от забоя скважины нефти с газом, газ имеет свойство расширяться, в результате- объем газа больше объема поступления нефти.
Газовый фактор не на всех месторождениях, пластах одинаков. Он обычно колеблется от 30 м3/м3 до 100 м3/м3 и выше.
Давление, при котором из нефти начинают выделяться первые пузырьки растворенного газа, называют давлением насыщения пластовой нефти. Это давление зависит от состава нефти и газа, соотношения их объемов и от температуры.
Наибольшая температура, при которой газ не переходит в жидкое состояние, как бы, велико не было давление, называется критической температурой.
Давление соответствующее критической температуре называется критическим давлением. Таким образом, критическое давление - это предельное давление, при котором и менее которого газ не переходит в жидкое состояние, как бы ни была низка температура.
Так, например, критическое давление для метана 4.7 МПа, а критическая температура - 82.50С (минус).
Пластовые воды
Пластовые воды имеются в большинстве нефтегазовых месторождениях и являются обычным спутником нефти. Помимо пластов, в которых вода залегает вместе с нефтью, встречаются и чисто водоносные пласты.
Пластовая вода в нефтяных и газовых залежах может находиться не только в чисто водяной зоне, но и в нефтяной и газовой, насыщая вместе с нефтью и газом продуктивные породы залежей. Эту воду называют связанной или погребенной.
До проникновения в осадочные отложения нефти поровое пространство между зернами породы было заполнено водой. В процессе тектонических вертикальных перемещений горных пород (коллекторов нефти и газа) и после них углеводороды мигрировали в повышенные части пластов, где происходило распределение жидкостей и газов в зависимости от их плотности. Содержание связанной воды в породах нефтяных залежей колеблется от долей процента до 70% объема пор и в большинстве коллекторов составляет 20-30% этого объема..
Пластовые воды обычно сильно минерализованы. Степень их минерализации колеблется от нескольких сот граммов на 1 м3 в пресной воде и до 80 кг/м3 в концентрированных рассолах.
Минеральные вещества, содержащиеся в пластовых водах, представлены солями натрия, кальция, магния, калия и других металлов. Основные соли пластовых вод - хлориды, а также карбонаты щелочных металлов. Из газообразных веществ пластовые воды содержат углеводородные газы и иногда сероводород. Плотность пластовой воды в зависимости от количества растворенных в ней солей колеблется в пределах 1,01-1,02 г/см3 и более.
По значению плотности наряду с другими данными судят о происхождении воды.
Вязкость пластовой воды в большинстве нефтяных месторождений меньше вязкости нефти. С повышением температуры вязкость воды уменьшается. Пластовые воды обладают электропроводностью, которая зависит от степени минерализации.
Нефтесодержащие коллекторы
Нефтесодержащие коллекторы или породы коллекторы (пески, песчаники, конгломераты, трещины и кавернозные известняки, и доломиты) - породы у которых поры, пустоты и трещины могут быть вместилищами нефти и газа.
Песок - мелкообломочная рыхлая горная порода, состоящая из зерен (песчинок), подразделяется на крупнозернистый, мелкозернистый, среднезернистый и тонкозернистый. По форме зерен различают пески округленные и угловатые.
Песчаник - обломочная осадочная горная порода из сцементированного песка. Состоит главным образом из зерен кварца.
Глины - тонкозернистые горные породы, состоящие в основном из глинистых минералов - силикатов со слоистой кристаллической структурой. В нефтяных и газовых месторождениях глины играют роль непроницаемых перекрытий между которыми залегают пласты пород, заполненных нефтью, газом и водой.
горный нефтяной месторождение пласт
Коллекторские свойства горных пород
Горные породы, содержащие нефть, газ и воду и способные отдавать их при разработке, называются коллекторами.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Коллекторские свойства нефтеносных пластов зависят от размера и формы зерен, слагающих породу, степени отсорбированности обломочного материала, характера и степеней цементации осадков, а карбонатных пород - от пористости и трещиноватости.
Породы - коллекторы характеризуются
пористостью,
проницаемостью
трещиноватостью.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Пористость горной породы характеризуется наличием в ней пустот (пор), являющихся вместилищем для жидкостей (воды, нефти) и газов, находящихся в недрах Земли.
Различают пористость:
общую,
открытую
эффективную
Общая пористость характеризуется разностью между объемом образца и объемом составляющих его зерен.
Открытая пористость, или пористость насыщения, характеризуется объемом тех пустот, в которые может проникать жидкость (газ) при перепадах давлений, наблюдающихся в естественных пластах.
Эффективная пористость - учитывает лишь объем открытых пор, насыщенных нефтью (или газом), за вычетом содержания связанной воды в порах.
Промышленную ценность нефтяного месторождения определяется по проницаемости его пород - способности проникновения жидкости или газов через породу. Движение жидкостей или газов через пористую среду называется фильтрацией.
Породы нефтяных и газовых залежей имеют капиллярные каналы, средний размер которых составляет 0.0002-0.5 мм.
При эксплуатации нефтяных месторождений в пористой среде движется нефть, газ, вода или их смеси Поэтому для характеристики проницаемости нефтесодержащих пород различают проницаемость
абсолютную,
эффективную
относительную.
Абсолютная проницаемость - проницаемость пористой среды при движении в ней лишь одной какой-либо фазы (газа или однородной жидкости).
Эффективная (фазовая) - проницаемость породы для одной из жидкостей или газа при одновременной фильтрации различных жидкостей и газа.
Относительная - проницаемость пористой среды, характеризующаяся отношением фазовой проницаемости этой среды к абсолютной.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
К проницаемым породам относят пески, песчаники, известняки, к непроницаемым или плохо проницаемым породам - глины, глинистые сланцы, песчаники с глинистой цементацией и т.д.
Одно из важных свойств горных пород - трещиноватость, которая обуславливается густотой развития в них трещин. Трещинная проницаемость прямо пропорциональна густоте трещин в пласте.
Общие сведения о промысловых и геофизических исследованиях
Жидкости и газы находятся в пласте под определенным давлением, которое называется пластовым. Пластовое давление - показатель, характеризующий природную энергию. Чем больше пластовое давление, тем большей энергией обладает пласт.
Начальное пластовое давление - давление в пласте до начала его разработки, как правило, находится в прямой связи с глубиной залегания нефтяного (газового) пласта и может быть определено приближенно по формуле:
Размещено на http://www.allbest.ru/
где: Рпл.н - начальное пластовое давление
Н - глубина залегания пласта
- плотность воды
g - ускорение свободного падения (9.81 м/сек2)
104 - переводный коэффициент, Па.
Обычно пластовое давление бывает больше или меньше вычисленного по формуле. Такое его значение определяют при непосредственных замерах глубинным манометром, которым обычно определяют забойное давление - давление на забое работающей или простаивающей скважины.
Геофизические методы исследования разрезов скважины основаны на изучении горных пород по их физическим свойствам.
К геофизическим методам исследования скважин относят:
различные методы каротажа, проводимые для исследования с целью определения характера пройденных скважиной пластов;
методы контроля тектонического состояния скважины.
В настоящее время насчитывается более 30 методов геофизического исследования скважин, из них более 25 методов каротажа, при осуществлении которых применяют около 50 зондов, т.е. установок, служащих для измерения кажущегося сопротивления и содержащих несколько электродов, различающихся как размерами, так и назначением.
К наиболее распространенным методам относятся:
§ электрический каротаж,
§ гамма-каротаж (ГК),
§ нейтронный гамма-каротаж (НГК),
§ гамма-гамма-каротаж (ГГК).
Электрический каротаж - способ измерения кажущегося удельного сопротивления (КС) пород и потенциала самопроизвольного возникающего электрического поля (ПС) вдоль ствола скважины и получение кривых, показывающих изменение этих двух величин.
Гамма-каротаж - основан на различной степени естественной радиоактивности горных пород, которые содержат наибольшее количество радиоактивных элементов в рассеянном состоянии. Так радиоактивность пород отличается по силе излучения, т.о. по ее значению можно судить о характере исследуемых пород.
Нейтронный гамма-каротаж проводят следующим образом. В скважину вместе с ионизационной камерой спускают радиоактивный источник. Нейтроны источника, проникая сквозь колонну скважины, бомбардируют ядра атомов элементов горных пород, окружающих ствол скважины, и вызывают их повышенную активность, которая отмечается ионизационной камерой. Вылетающие из источника нейтроны в результате столкновения с ядрами атомов породы замедляют движение и конечном итоге захватываются ими. Захват нейтронов ядрами атомов породы сопровождается гамма-излучением, называемым вторичным. В зависимости от свойств породы замедление и захват нейтронов, а соответственно и интенсивность вторичного гамма-излучения в области расположения индикатора изменяется. Обычно гамма-каротаж и нейтронный гамма-каротаж осуществляются одновременно.
Гамма-гамма-каротаж (рассеянное гамма-излучение) основан на определении интенсивности гамма-излучения от источника гамма-квантов, укрепленного в скважинном приборе на некотором расстоянии от индикатора гамма-излучения. Горные породы вследствие их различной плотности поглощают гамма-излучени от источников в различной степени, а именно: плотные породы сильнее, а породы, обладающие меньшей плотностью, слабее. Поэтому плотные породы на диаграммах ГГК отличаются пониженными показаниями, а менее плотные - повышенными.
Гамма-каротаж, нейтронный гамма-каротаж и гамма-гамма-каротаж можно применять в незакрепленной скважине обсадной колонной, так и в закрепленной скважине, т.к. гамма лучи проникают сквозь металл. Поэтому эти методы особенно ценны при исследовании скважин, в том числе и тех, в которых электрокаротаж не был использован.
Геофизические методы исследования широко применяют для контроля тектонического состояния скважин и решения ряда других задач, возникающих при бурении, эксплуатации и капитальном ремонте скважин.
Система ПЛАСТ- СКВАЖИНА - НЕФТЕСБОРНЫЙ КОЛЛЕКТОР
При эксплуатации скважины движение пластовой жидкости осуществляется в трех системах ПЛАСТ- СКВАЖИНА - КОЛЛЕКТОР, которые действуют независимо друг друга, при этом взаимосвязаны между собой.
Рассмотрим эти системы
Размещено на http://www.allbest.ru/
ПЛАСТ
При эксплуатации скважины важнейшее значение имеет перепад давления на забое, которое является определяющим при работе скважины. Оно представляет собой разницу между пластовым давлением и забойным давлением.
Перепад давления = Рпл. - Рзаб.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Индекс продуктивности - J или PI представляет собой отношение дебита скважины к перепаду давлений на забое. Индекс продуктивности можетбыть как для нефти, так и для пластовой жидкости.
J = PI = qн / Рпл. - Рзаб.
Движение жидкости в коллекторе исследовано и происходит по закону Дарси и определяется по формуле при стабильном состоянии скважины
Размещено на http://www.allbest.ru/
· при псевдо-стабильном состоянии скважины
Размещено на http://www.allbest.ru/
Где мн - вязкость пластового флюида
rзал - радиус скважины
k - проницаемость
S - скин
вн - пластовый объемный фактор
rзал - радиус зоны пласта откуда осуществляется добыча
h -мощность пласта
Размещено на http://www.allbest.ru/
Формула Вогеля для нефтяной скважины
Формула для для пласта не имеющего нарушений и с добычей придавлении ниже давления насыщения. Основывается на теории работы залежи в режиме растворенного газа.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Комбинированная формула Дарси- Вогеля для нефтяных скважин.
Максимальный дебит по комбинированной формуле Дарси- Вогеля:
Размещено на http://www.allbest.ru/
Где pнас - давление насыщения
Qнас - дебит при котором забойное давление равно давлению насыщения
Из графиков и формул видно, что течение жидкости в пласте происходит по линейной зависимости при давлениях выше давления насыщения. При давлениях ниже давления насыщения течение жидкости происходит по квадратичной зависимости.
При движении жидкости по пласту наибольший перепад давления наблюдается в ПЗП зоне 1-2 метра перед зоной перфорации. В связи с этим наибольший ущерб пласту наступает именно в этой зоне.
Характеристика вертикального лифта
Вертикальный лифт характеризуется изменением давления - рейтингом течения жидкости из пласта до поверхности.
На эффективность характеристики вертикального лифта влияет:
Размеры НКТ
Расход жидкости
Плотность флюида
Вязкость флюида
Газо-нефтяное отношение
Водо-нефтяное отношение
Прокачиваемость жидкости.
Schlumberger- Dowell различают 5 методов стимуляции:
гидроразрыв
очистка забоя
контроль песка
контроль воды
обработки призабойной зоны
гидроразрыв- различают кислотный разрыв механический разрыв
очистка забоя - включает в себя химическую очистку и промывку, в обоих случаях жидкость закачивается в ствол скважины, но не в пласт.
контроль песка служит при неукрепленных пластах и контролирует добычу чрезмерных количеств песка. Применяется резино- тканевый гравел- пак, экраны, хвостовики, расфасованные экраны.
контроль воды - служит для исключения чрезмерной добычи воды, которая не помогает для добычи нефти.
Достигается - Системами на базе полимеров
Неорганические гели
На базе резины
На базе цемента
Закачки полимеров
Механическими методами
Давление закачек должно контролироваться и быть ниже давления гидроразрыва.
Уменьшение притока жидкости
на забое
в ПЗП
из-за низкой природной проницаемости пласта.
На забое
осадки
закупорка песком
загрязнение перфорации
загрязнение парафином
асфальтены
подобные проблемы
Призабойная Зона Пласта может быть засорена
буровым раствором
цементом
жидкостью заканчивания
при добыче, или
илом, глиной.
Сокращение природного притока
применение разрыва для некоторых пластов в которых течение жидкости невозможно из-за низких коллекторских свойств пласта.
Кислотная обработка применяется в песчаниках дЛя очистки порового пространства, в известняках - как и для очистки порового пространства, так для создания новых каналов и увеличения размеров имеющихся.
Скин -все причины, которые создают экран для течения жидкости.
Суммарный скин- сумма всех скинов в скважине- всех ущербов в пласте и всех псевдо-скинов.
Псевдо-скин - складываются все скины, которые возникают вне пласта при самом высоком значении продуктивности пласта. К ним относятся
турбулентный режим или нарушение лифта
частичное проникновение
частичная или забитая перфорация
проблемы с погружным насосом
штуцер
освоение скважины
Системы разработки нефтяных месторождений
Под разработкой нефтяных месторождений понимают управление движением нефти в залежах к нефтедобывающим скважинам путем надлежащего размещения и последовательного ввода всего заданного фонда нефтедобывающих и водогазонагнетательных скважин с целью поддержания намеченных режимов их работы при равномерном и экономном расходовании пластовой энергии.
Рациональная система разработки месторождений предусматривает решение и осуществление следующих мероприятий.
Выделение эксплуатационных объектов на многопластовом месторождении и определение порядка их ввода в разработку. Эксплуатационный объект - продуктивный пласт или группа пластов, разрабатываемых самостоятельной сеткой скважин при обеспечении контроля и регулирования процесса их эксплуатации. Эксплуатационные объекты на многопластовом месторождении подразделяются на базисные (основные)- более изученные, высокопроизводительные и сравнительно крупные по запасам нефти пласты.
Возвратные - менее продуктивные и с меньшими запасами пласты, разработку которых предусматривается проводить путем возврата скважин с базисного объекта.
Определение сетки скважин, размещение их на эксплуатационном объекте и порядок ввода скважин в эксплуатацию. Размещение скважин на объектах может быть равномерным на залежах с неподвижными контурами нефтеносности при наличии подошвенных вод или вообще при отсутствии пластовых вод. На месторождениях с перемещающимися контурами нефтеносности скважины на объектах размещаются рядами параллельно контурам нефтеносности.
Расстояния между скважинами и рядами скважин выбираются с учетом геологического строения эксплуатационного объекта с тем, чтобы охватить разработкой все участки продуктивных пластов, а также по экономическим соображениям. Необходимо стремиться разбуривать объекты редкой сеткой с тем, чтобы не было интерференции между нефтедобывающими скважинами. Это обеспечит высокую производильность каждой скважины. Однако при этом из-за литологической неоднородности продуктивных пластов возможно оставление невыработанных целиков нефти.
Установление режима работы нефтедобывающих и водонагнетательных скважин сводится к планированию темпов отбора нефти и закачки воды в пласт для поддержания пластового давления на определенный промежуток времени. Дебиты и приемистости скважин могут быть самыми разнообразными и зависят от геологического строения продуктивных пластов и принятых режимов работы залежей. Режимы работы скважин изменяются во времени в зависимости от состояния разработки залежей (положения контура нефтеносности, обводненности скважин, прорыва газа к ним, технического состояния эксплуатационной колонны, применяемого оборудования для подъема жидкости из пласта на поверхность, закачки рабочего агента в пласт (вода, газ) для поддержания пластового давления и др.).
Регулирование баланса пластовой энергии в залежах нефти проводится воздействием на пласт в целом. В настоящее время основной метод интенсификации добычи нефти - поддержание пластового давления искусственным заводнением пластов. На отдельных месторождениях проводят также закачку газа в газовую шапку.
Заводнение пластов бывает:
законтурное,
приконтурное,
внутриконтурное.
Законтурное заводнение применяют при разработке сравнительно небольших по размерам залежей. Нагнетательные скважины располагают за контуром нефтеносности на расстоянии 200-100 м и более.
Приконтурное заводнение применяют на месторождениях с низкой проницаемостью продуктивных пластов в водяной части залежи. Расстояние между нагнетательными скважинами и контуром нефтеносности - очень небольшое или же их располагают непосредственно на контуре нефтеносности.
Внутриконтурное заводнение применяют на крупном месторождении разделением его рядами нагнетательных скважин на отдельные эксплуатационные объекты, которые в дальнейшем эксплуатируются как самостоятельные залежи. Нагнетательные скважины располагают с учетом геологического строения месторождений в основном на высокопроницаемых участках. При этом источниками питания для краевых участков месторождений являются напор краевых вод и напор воды на линии искусственного заводнения рядами водонагнетательных скважин, расположенных около контура нефтеносности или несколько отодвинутых от него, а также рядами водонагнетательных скважин, пробуренных в нефтяной части пласта. Эти внутриконтурные водонагнетательные скважины являются источниками питания и для других отдельных нефтяных участков залежей.
Контроль и регулирование эксплуатации залежи
Контроль и регулирование эксплуатации залежи сводятся к равномерному стягиванию водонефтяного и газонефтяного контактов и к рациональному расходованию пластовой энергии. При этом очень важно, чтобы замещения нефти водой или газом обеспечивался высокий коэффициент нефтеотдачи пласта. Равномерное стягивание контуров нефтеносности прежде всего достигается надлежащим размещением нефтедобывающих и нагнетательных скважин по залежи в соответствии с проницаемостью различных участков продуктивных пластов и регулированием режимов работы каждой скважины в отдельности.
В процессе разработки залежи ведут постоянный контроль за
дебитом нефтедобывающих скважин по нефти,
процентом обводненности нефти,
газовым фактором,
выносом песка,
изменением забойного и
пластового давления.
Ежедневно контролируют
приемистость водонагнетательных скважин,
давления нагнетания насосов по кустовым насосным станциям и
систематически определяют количество механических примесей в воде. Систематически проводят гидротермодинамические исследования скважин.
На основе результатов всех исследований строят карты обводненности скважин, изобар, проницаемостей, удельных продуктивностей и др.
При преждевременном прорыве воды в нефтяные скважины или ограничивают отбор из этой скважины, или ограничивают закачку воды в нагнетательные скважины. В случае увеличения прорыва газа в нефтяные скважины при газонапорном режиме рекомендуется их закрывать. Увеличение газового фактора по нефтяным скважинам при водонапорном режиме указывает на падение пластового давления в зоне этих скважин. Поэтому нужно или уменьшить отборы нефти по этим скважинам, или увеличить закачку воды в пласт на этом участке.
По данным определения приведенного пластового давления по скважинам ежеквартально строят карты изобар - карты равных пластовых давлений. Сопоставление карт обводненности и карт изобар позволяет судить о продвижении контуров нефтеносности.
Методы увеличения нефтеотдачи (МУН) пластов
Задача повышения нефтеотдачи пластов состоит в повышении степени извлечения нефти из пористой среды. Около половины нефти находящейся в пласте остается неподнятой на поверхность. Это обусловено
Характеристиками коллектора, его неонородностью;
Свойствами пластового флюида;
Особенностями геологического строения месторождения;
Технологией и техникой добычи нефти;
Многими другими факторами
В настоящее время известно большое число методов увеличения нефтеотдачи ( МУН ) пластов. Они различаются по типу используемой энергии, методу воздействия, характеру взаимодействия между фазами.
По современным представлениям применяющиеся МУН можно разделить на три основные группы:
физико-химические - закачка оторочек водорастворимых полимеров, поверхностно-активных веществ (ПАВ), обработка призабойной зоны скважин кислотами и растворами поверхностно-активных веществ (ПАВ), мецилярно-полимерное и щелочное заводнение;
смешивающиеся и несмешивающиеся газовые процессы - закачка двуокиси углерода, углеводородных газов высокого давления, растворителей;
тепловые - закачка пара, горячей воды и внутрипластовое горение.
Область эффективного применения каждого из методов зависит от геолого-физических свойств коллекторов, физико-химических свойств насыщающих их жидкостей, стадии и состояния разработки залежей.
Успешность внедрения на каждом конкретном месторождении МУН зависит от правильности его выбора, который должен осуществляться на основе критериев применимости. Критерии применимости методов разрабатываются на основе анализа результатов лабораторных и теоретических исследований и предыдущего опыта работы.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Критерии выделения эксплуатационных объектов. Системы разработки нефтяных месторождений. Размещение скважин по площади залежи. Обзор методов увеличения производительности скважин. Текущий и капитальный ремонт скважин. Сбор и подготовка нефти, газа, воды.
отчет по практике [2,1 M], добавлен 30.05.2013Анализ результатов исследований скважин и пластов, характеристики их продуктивности и режимов эксплуатации Давыдовского и Южно-Сосновского нефтяных месторождений. Разработка межсолевой залежи, система поддержания пластового давления и ее эффективность.
курсовая работа [4,6 M], добавлен 11.01.2017Краткая история развития нефтегазового дела. Понятие и назначение скважин. Геолого-промысловая характеристика продуктивных пластов. Основы разработки нефтяных и газовых месторождений и их эксплуатация. Рассмотрение методов повышения нефтеотдачи.
отчет по практике [1,6 M], добавлен 23.09.2014Силы, действующие в залежи. Напряженное состояние пород в районе горных выработок. Особенности распределения напряжений в призабойной части выработки. Упругие изменения коллекторов в процессе разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 12.05.2010Системы разработки пластовых месторождений. Бесцеликовая отработка угольных пластов. Способы использования рудных месторождений, основные стадии и системы. Интенсификация горных работ, безлюдная выемка. Охрана окружающей среды и безопасность добычи.
контрольная работа [54,9 K], добавлен 23.08.2013Общая характеристика месторождения, химические и физические свойства нефти. Условия, причины и типы фонтанирования. Особенности эксплуатации скважин глубинными насосами. Методы увеличения нефтеотдачи пластов. Технология и оборудование для бурения скважин.
отчет по практике [2,1 M], добавлен 28.10.2011Внешне оптимистичные и проблемные тенденции в разработке нефтяных месторождений. Нарушения проектных систем разработки. Методы и основные направления повышения эффективности разработки нефтяных месторождений и обеспечения стабильной добычи нефти.
презентация [259,8 K], добавлен 30.03.2010Определение состояния скважин на дату изучения и динамики изменения геолого-технических показателей. Процесс обводнения залежи и характер распределения пластовых давлений на карте изобар. Регулирование разработки для увеличения коэффициента нефтеотдачи.
курсовая работа [996,9 K], добавлен 24.06.2011Изучение механических свойств пород и явлений, происходящих в породах в процессе разработки месторождений полезных ископаемых. Классификация минералов по химическому составу и генезису. Кристаллическая решетка минералов. Структура и текстура горных пород.
презентация [1,6 M], добавлен 24.10.2014Информация о предприятии, общие сведения о районе нефтяных и газовых месторождений. Контроль и поддержание оптимальных режимов разработки и эксплуатации скважин. Технологии термометрирования и расходометрии. Безопасность условий труда на месторождениях.
отчет по практике [187,7 K], добавлен 20.05.2015Особенности открытого способа разработки месторождений. Система разработки и технологическая схема горных работ. Способы вскрытия рабочих горизонтов. Подготовка пород к выемке, выбор метода и способа взрывных работ. Транспортировка пустых пород в отвал.
курсовая работа [191,3 K], добавлен 24.02.2015Общая характеристика осадочных горных пород как существующих в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры. Образование осадочного материала, виды выветривания. Согласное залегание пластов горных пород, типы месторождений.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 08.02.2016Образование нефтяных и газовых месторождений в складках слоев горных пород. Стратиграфическая шкала осадочных пород, моделирование внешней формы залежи. Осуществление разделения продукции скважин в сепараторах. Основные элементы, обеспечивающие сепарацию.
контрольная работа [75,3 K], добавлен 13.05.2011Общие сведения об учете горных пород и полезного ископаемого, извлеченных из недр. Маркшейдерские замеры для учета горной массы. Основное отличие метода лазерного сканирования от традиционных тахеометров. Основные технологии GPS-съемок, сбор данных.
реферат [7,6 M], добавлен 08.01.2016Изучение и оценка ресурсов углеводородного сырья в статическом и динамическом состоянии; геологическое обеспечение эффективной разработки месторождений; методы геолого-промыслового контроля. Охрана недр и природы в процессе бурения и эксплуатации скважин.
курс лекций [4,4 M], добавлен 22.09.2012Нефтеотдача продуктивного пласта – степень использования природных запасов нефти уже открытых месторождений. Изучение нефтеотдачи пласта и пути ее увеличения, определение коэффициентов нефтеотдачи по геолого-промысловым данным. Режим работы залежей.
реферат [1,0 M], добавлен 26.02.2009Разработка нефтяной залежи при водонапорном и упруговодонапорном режиме. Разработка залежи в условиях газонапорного режима. Режим растворенного газа. Газовые и газоконденсатные месторождения, специфика их разработки. Смешанные природные режимы залежей.
контрольная работа [293,3 K], добавлен 30.03.2012Изучене возможности повышения эффективности разработки месторождений высоковязких нефтей с применением поверхностно-активных веществ (Неонол АФ9-12). Методы увеличения нефтеотдачи пластов терригенных пород. Механизм вытеснения нефти из пористой среды.
дипломная работа [5,2 M], добавлен 06.07.2012Общие сведения о промысловом объекте. Географо-экономические условия и геологическое строение месторождения. Организация и производство буровых работ. Методы увеличения производительности скважин. Текущий и капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин.
отчет по практике [1,0 M], добавлен 22.10.2012Характеристика ядернофизических и плотностных свойств горных пород и насыщающих их флюидов. Методы радиометрии при выявлении и оценке характера насыщения коллекторов и их применение при выделении газонасыщенных пород и изучении строения залежей.
курсовая работа [857,3 K], добавлен 28.06.2009
