Физика нефтяного и газового пласта

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

В пособии изложены современные представления о физических процессах происходящих в продуктивных пластах при фильтрации пластовых жидкостей и газов,

Рассмотрены основные физические свойства и методы иссследования нефтесодержащих пористых сред, физико-химические свойства нефти, воды и газа в платовых условиях, фазовые состояния углеводородных систем, механизм и кинетика вытеснения нефти водой и газом.

Учебное пособие предназначено для студентов по направлению 130500 «Нефтегазовое дело», для специальности 130503 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений».

ВВЕДЕНИЕ

Нефть (neft – турецкое, так же персидское) известна людям более четырёх тысяч лет тому назад. На заре цивилизации нефть не играла большой роли в технике и быту. Она применялась греками, египтянами, ассирийцами для медицинских целей, в строительном деле (асфальт), для изготовления туши, в военном деле ("греческий огонь"), для освещения жилых помещений и смазки колёс. Признание как дешёвого топлива и источника ценных продуктов нефть получила только за последние сто лет.

Развитие научно–технической базы нефтегазового комплекса, освоение и ввод в эксплуатацию в прошлом столетии крупнейших по запасам нефти и газа месторождений, осуществлялось на основе прогрессивных достижений в области физики нефтяного пласта. Максимальная добыча нефти, около 600 млн. тонн в год, на территории бывшего СССР, приходилась на период 1980-1990 годов, в основном, за счет ввода в эксплуатацию высокодебитных месторождений Западной Сибири.

К концу прошлого столетия объём добываемой нефти сократился и стабилизировался на отметке 303-305 млн. тонн в год. В настоящее время эксплуатируемые крупные месторождения, определяющие объём добычи нефти, приближаются к последним стадиям разработки. Состояние их характеризуется значительными исчерпывающими запасами, преждевременным обводнением, изношенностью систем сбора и трубопроводного транспорта до 50-80 %.

Для прироста добычи нефти Правительством Российской Федерации были приняты Постановления о мерах по вводу в эксплуатацию бездействующих, контрольных и находящихся в кон-сервации скважин на нефтяных месторождениях и обеспечивающие гибкое налогообложение (стимулирующее) в части:

- эксплуатации месторождений с истощёнными и трудноизвлекаемыми запасами (дебит 0,1-1 т/сутки), которые составляют более 50 % от общего количества текущих извлекаемых запасов с помощью новых технологий;

- освоения и ввода в эксплуатацию мелких малодебитных месторождений, в среднем на одно мелкое месторождение приходится менее 1 млн. тонн нефти и в России их открыто более 1400 месторождений;

- ввода в разработку месторождений с низкопроницаемыми коллекторами (0,05 мкм²).

Реализовать намеченные перспективы развития нефтедобывающего комплекса и поддерживать уровень добычи нефти в России в 330–370 млн. тонн в год невозможно без получения новых данных относительно нефтяных и газовых пластов – коллекторских и фильтрационных свойств горных пород, физико-химических свойств пластовых жидкостей и газов, фазовых состояний углеводородных систем и других. Процесс развития нефтяной промышленности России требует применения нетрадиционных систем разработки, новых технологий и современных технических средств.

Современный инженер-нефтяник, занимающийся рациональной разработкой нефтяных и газовых месторождений, должен хорошо знать геологическое строение залежи, её физическую характеристику (пористость, проницаемость, насыщенность и др.), физико-химические свойства нефти, газа и воды, насыщающие породы, уметь правильно обработать и оценить данные, которые получены при вскрытии пласта и при его последующей эксплуатации. Эти данные позволяют определить начальные запасы углеводородов в залежи. Они необходимы для объективного представления о процессах, происходящих в пласте на различных стадиях его разработки.

На комплексе знаний, полученных при изучении данного курса, основываются системы грамотного и более совершенного проектирования разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений, выбор тех или иных методов искусственного воздействия на залежь, внедрение новейших методов повышения компонентоотдачи пластов.

Настоящее учебное пособие посвящено описанию свойств пористых сред, насыщающих их жидкостей и газов и использованию этих знаний в практических расчётах.