Физико-химические основы нефтегазодобычи. Лекция 13

1.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ
Лекция 13
Разработка месторождений нефти
и газа с поддержанием
пластового давления.

2.

Вопросы???
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
Классификация и характеристика систем разработки
Главная цель разработчика
Виды заводнения
Законтурное заводнение
Приконтурное заводнение
Межконтурное заводнение
Внутриконтурное заводнение
Рядная система заводнения
Площадная система заводнения
Блоковая система разработки
Система сбора и подготовки нефти
Системы закачки воды в скважины
Особенности процесса закачки газа
Схематизация процесса добычи
Химизация процесса добычи – домашняя работа - БОНУСЫ

3.

Системы разработки при отсутствии
воздействия на пласты
Расположение скважин
по четырехточечной сетке
Расположение скважин
по трехточечной сетке
1- условный контур нефтеносности; 2- добывающие скважины

4.

Классификация и характеристика
систем разработки
Если пластовой энергии недостаточно для удовлетворения
запланируемых темпов отбора, то в пластовую систему вводят
энергию искусственно. Этот процесс осуществляют посредством
установок механизированной добычи (насосов) и закачки в пласт
вытесняющих агентов (в 98% случаев этим агентом является вода).
Насосы устанавливаются в добывающие скважины.
Закачку вытесняющих агентов производят в нагнетательные
скважины.

5.

Главная цель разработчика
Соотношение и расположение добывающих и нагнетательных скважин
может быть различной (схема расстановки скважин).
— отношение числа нагнетательных скважин к числу
добывающих скважин, т. е. этот параметр характеризует
интенсивность системы заводнения.
Главная цель разработчика подобрать оптимальную схему, которая
позволит отобрать максимальное количество нефти при наибольшем
экономическом эффекте.

6.

Виды заводнения
Законтурное
Ряд нагнетательных скважин располагается за внешним контуром
нефтеностности. Расстояние между добывающим рядом скважин и
нагнетательным достигает 1,5-2 км, не менее 800м (из практики). Закачка
воды осуществляется в ряд нагнетательных скважин, расположенных за
внешним контуром нефтеносности (100 м и более).
Приконтурное
Ряд нагнетательных скважин располагается между внешним и внутренним
контурами нефтеностности, ближе к внутреннему. Закачка воды
осуществляется непосредственно в область водонефтяного контакта.
Межконтурное
Нагнетательные скважины располагаются в прогибах между отдельными
залежами нефти в водоносной ее части.
Внутриконтурное
Применяется на крупных залежах для исключения экранирования и
консервации центральной части залежи. Разделяется на рядное, блоковое,
площадное, избирательное, очаговое, смешенное.

7.

Примеры схем расстановки скважин
приконтурное
однорядное
Нефть
Вода
Вода
трехрядное
законтурное
Добывающая,
Нагнетательная

8.

Системы разработки с воздействием на
пласты
1. Системы с законтурным воздействием
(заводнением)
Показанное на рисунке размещение трех
рядов добывающих скважин характерно для
сравнительно
небольших
по
ширине
месторождений. Так, при расстояниях между
рядами, а также между ближайшим к контуру
нефтеносности рядом и самим контуром
нефтеносности, равных 500 — 600 м, ширина
месторождения составляет 2 — 2,5 км.
Расположение скважин при законтурном заводнении:
1 — нагнетательные скважины; 2 — добывающие
скважины; 3 — нефтяной пласт;
4 — внешний контур нефтеносности;
5 — внутренний контур нефтеносности.

9.

1.Системы с законтурным
воздействием (заводнением)
1.
2.
3.
4.
5.
Условия благоприятные для данной системы заводнения:
Небольшая (до 5 км) залежь;
Однородный пласт;
Хорошая гидродинамическая связь между нефтеностной и
законтурной областями (н-р отсутствие тектонических нарушений);
Рпл >> Рнас;
Отсутствие газовой шапки;
Недостатки:
1. Невысокая КПД процесса, т.к. Рнаг. должно быть большим и
способствовать продвижению нефти;
2. Высокий расход воды, велика вероятность потерь воды в область
питания;
3. Велика вероятность конусов и языков обводнения за счет
неоднородности пластов и смещения ВНК.

10.

2. Системы с приконтурным
воздействием.
1.
2.
3.
4.
5.
1.
2.
3.
Условия благоприятные для данной системы заводнения:
Малый размер залежи;
Относительно однородный пласт;
Плохая гидродинамическая связь между нефтеностной и законтурной
областями;
При существенно сниженной проницаемости пласта в законтурной области
или при затруднении связи законтурной воды с нефтенасыщенной частью
пласта (например, при выпадении окислившихся тяжелых фракций нефти в
области ВНК).
Большое расстояние между внешним и внутренним контурами
нефтеностности;
Недостатки:
Невысокая КПД процесса, т.к. Рнаг. должно быть большим и способствовать
продвижению нефти;
Раздельная разработка области ВНК и нефтеносной области;
Велика вероятность конусов и языков обводнения за счет неоднородности
пластов и смещения ВНК.

11.

3. Системы с межконтурным
воздействием.
Условия благоприятные для
данной системы
заводнения:
1. Месторождение представлено
двумя залежами, отделенным
водоносной зоной;
2. Хорошая гидродинамическая
связь между водоносной и
нефтеносными областями;
ВНК
ВНК
Является более эффективной
системой
заводнения
по
сравнению с законтурным
заводнением, т.к. нет потерь в
законтурную область

12.

4. Системы с внутриконтурным
воздействием.
В
РФ
применяются
внутриконтурного заводнения:
следующие
системы
разрезание залежи нефти рядами нагнетательных
скважин на отдельные площадки
блоки самостоятельной разработки
сводовое заводнение
очаговое заводнение
площадное заводнение

13.

Сетки скважин
Линейная
Семиточечная
Шахматная
Трехточечная
Пятиточечная
Девятиточечная

14.

4.1. Рядные системы разработки
Разрезание залежи рядами нагнетательных скважин применяется на крупных нефтяных месторождениях
платформенного типа с широкими водонефтяными зонами
1.
2.
3.
4.
5.
1.
2.
3.
Последовательность ввода рядной системы заводнения:
Разбуривание рядов скважин;
Все скважины осваиваются под добычу;
В предполагаемом ряду нагнетательных скважин, вводят нагнетательные
скважины под закачку через одну;
В нагнетаемом ряду вводят под закачку обводняемые скважины;
Реализуется рядная система заводнения.
Достоинства такой системы:
Равномерное продвижение нагнетаемого фронта;
Снижение потерь нефти вокруг радов нагнетательных скважин;
Улучшаются условия освоения нагнетательных скважин под закачку.

15.

4.2. Блоковая система разработки – является
разновидностью рядное системы
Происходит разрезание залежи на блоки. Главный вопрос – ширина
блоков, нагнетательный ряд скважин должен воздействовать на весь
блок.
Более предпочтительная система заводнения, т.к. учитываются
индивидуальная конфигурация месторождения и расположения
контура нефтеностности.
Разрезающий ряд
нагнететльных скважин

16.

4.2. Блоковая система разработки –
является разновидностью рядное
системы
Ширина площадей и блоков выбирается с учетом соотношения
вязкостей и прерывистости пластов (литологического замещения) в
пределах до 3—4 км, внутри размещают нечетное число рядов
добывающих скважин (не более 5—7). Разрезание на отдельные площади
и блоки нашло применение на Ромашкинском (23 площади пласта Д,
Татарстан), Арланском (Башкирия), Мухановском (Куйбышевская
область), Осинском (Пермская область), Покровском (Оренбургская
область), Узеньском (Казахстан), Правдинском, Мамонтовском, ЗападноСургутском, Самотлорском (Западная Сибирь) и других месторождениях.

17.

4.3. Системы с площадным расположением
скважин
Существуют две системы размещения нагнетательных и добывающих
скважин на площади
• по правильной геометрической сетке (в основе лежит равносторонний
треугольник или квадрат)- их различают на прямые, когда в углах
геометрической фигуры располагаются нагнетающие скважины и
обращенные, когда в углах располагаются добывающие скважины
• по линейной системе.

18.

При сводовом заводнении
ряд нагнетательных скважин размещают на своде структуры или
вблизи него.
Если размеры залежи превышают оптимальные, это заводнение
сочетают с законтурным. Сводовое заводнение подразделяют на:
а) осевое (нагнетательные скважины размещают по оси структуры —
кумский горизонт Новодмитриевского месторождения в Краснодарском
крае, пласты группы А Усть-Балыкского месторождения в Западной
Сибири);
б)кольцевое (кольцевой ряд нагнетательных скважин с радиусом,
приблизительно равным 0,4 радиуса залежи, разрезает залежь на
центральную и кольцевую площади — Миннибаевская площадь
Ромашкинского месторождения);
в)центральное заводнение как разновидность кольцевого (вдоль
окружности радиусом 200—300 м размещают 4—6 нагнетательных
скважин, а внутри се имеется одна или несколько добывающих скважин).

19.

4.3. Системы с площадным
расположением скважин
Семиточечная система
Девятиточечная система

20.

4. Другие системы разработки
Схема батарейного
расположения скважин:
1 — нагнетательные скважины;
2 — условный контур
нефтеносности. 3 и 4 —
добывающие скважины
соответственно первой батареи
радиусом R 1 и второй батареи
радиусом R2
Система с батарейным расположением скважин
используется в редких случаях в залежах
круговой формы в плане.
Система
с
барьерным
заводнением,
применяется при разработке нефтегазовых
залежей.
Смешанные системы — комбинация описанных
систем разработки, иногда со специальным
расположением скважин, используются при
разработке крупных нефтяных месторождений
и месторождений со сложными геологофизическими свойствами.
Очаговое и избирательное заводнения
применяются для регулирования разработки
нефтяных месторождений с частичным
изменением ранее существовавшей системы.

21.

Закачка воды в системе ППД
1.
1.
Система включает КНС (кустовая насосная станция) – специальное
сооружение, в котором размещаются насосное и энергетическое
оборудование, техническая обвязка, пусковая и регулирующая
аппаратура. Для подачи воды в пласт применяют центробежный
насос.
Система включает в себя скважины оборудованные центробежным
электронасосом (спущенные в водоносные горизонты или
перекачивающие из источника водоснабжения) и предназначенные
для закачки воды в группу нагнетательных скважин.

22.

Особенности процесса закачки газа
Энергоемкость закачки газа значительно выше, чем у закачки воды (в виду
разных плотностей в 7-15 раз), поэтому создается высокое давление на
устье;
Высокие требования к качеству подземного оборудования нагнетательных
скважин и состоянию цементного камня, в виду возможных высоких потерь
газа;
Газ – сжимаемое вещество, поэтому при любой остановке и последующем
запуске скважины необходимо сжимать газ до давления выше пластового;
При высокой неоднородности пласта высока вероятность прорыва газа к
добывающей скважине.

23.

Схематизация процесса добычи
Рсеп
Ру
Газ
РСУ
Нефть
Вода
Система сбора и подготовки нефти, газа и воды
Рнагн
Нагнетательная
скважина
Рзаб
Добывающая
скважина
Рпл
Рпл - пластовое давление;
Рзаб - забойное давление;
Ру – давление на устье скважины;
Рсеп – давление в системе сбора и
подготовки нефти;
Рсу - давление в стандартных условиях;
Рнагн - давление на забое
нагнетательных скважин.

24.

Система сбора и подготовки нефти
Основная цель системы сбора и подготовки – произвести
товарную продукцию (нефть) для потребителя (НПЗ).
ГЗУ - Групповая замерная установка
ДНС - Дожимная насосная станция
УПН - Установка подготовки нефти
УПВ - Установка подготовки воды
КНС - Кустовая насосная станция
1 - Кустовые трубопроводы (манифольды)
2 - Промысловые трубопроводы
3 - Промысловые водонефтепроводы
4 - Промысловые водопроводы
5 - Кустовые водопроводы
6 - Промысловые газопроводы
7 - Водозаборный трубопровод
НПЗ - Нефтеперерабатывающий завод
ГПЗ - Газоперерабатывающий завод
8 - Магистральный нефтепровод
9 - Магистральный газопровод

25.

Схема применения химических
реагентов на нефтегазопромысле
Схема применения химических реагентов на
нефтегазопромысле

26.

Схема применения химических
реагентов на нефтегазопромысле
1 - Ингибиторы и удалители солеотложений,
2 - Ингибиторы и удалители АСПО
3 – Ингибиторы коррозии
4 – Бактерициды
5 – Деэмульгаторы
6 – Реагенты МУН
7 – Коагулянты, флокулянты
8 – Реагенты для обработки ПЗП
9 - Реагенты для ВИР
10 – Жидкости глушения
11 – Абсорбенты
12 - Реагенты для интенсификации добычи