![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
На участках отсутствия продуктивного пласта вследствие выклинивания изогипсы не проводятся, а зона отсутствия пласта ограничивается линией со своим условным знаком. Если коллекторы пластов замещаются в ряде скважин непроницаемыми разностями на всю мощность пласта, то граница распространения коллекторов до построения карты поверхности переносится с карты значений Осп. Изогипсы в зоне замещения проводятся пунктиром с учетом отметок непроницаемых аналогов прослоев-коллекторов (рис. 96).
Основным способом построения структурных карт и карт поверхностей является способ треугольников. Построению должен предшествовать анализ положения высотных меток кровли или подошвы коллекторов пласта, на основании которого составляется приближенное представление о форме структуры и ее простирании. При разбивке на треугольники не следует соединять линиями скважины, расположенные на разных крыльях структуры. Нужно также избегать острых углов при построении треугольников, а длинные их стороны проводить только параллельно простиранию структуры (см. рис. 92).
- 284 -
В районах развития линейных складок более эффективным способом построения структурных карт является способ профилей. Иногда для построения структурных карт глубокозалегаюших горизонтов, вскрытых единичными скважинами, применяют метод схождения.
6.2.10. Определение границ распространения залежей
нефти и газа и построение карт эффективной мощности нефтегазонасыщенной части пласта
Границы распространения залежей нефти и газа контролируются наряду с зонами выклинивания и литолого-фациального замещения также положением водонефтяного (ВНК), газоводяного (ГВК) и газонефтяного (ГНК) контактов. При определении контактов используют результаты опробования и промыслово-геофизических исследований скважин. С этой целью составляется схема опробования и обоснования ВНК, ГНК, ГВК, на которую наносятся шкала глубин в абсолютных отметках и колонки всех скважин со снесением на линию профиля их проекций на вертикальную плоскость (рис. 97). На колонке каждой скважины условными знаками показывают: положение кровли и подошвы пласта; проницаемые и непроницаемые интервалы; насыщение проницаемых интервалов нефтью, газом или водой и контакты между ними поданным промыслово-геофизических исследований; интервалы опробования и их результаты; диаметры шайб и депрессии на пласт. По этим данным создается представление о характере контактов.
Как правило, контакт нефть—вода редко бывает ровной плоскостью. Обычно он образует неровную поверхность, горизонтальную
![]() |
Н — дебит нефти; В — обводненность нефти в % и дебит воды в м3/сут
- 285 -
или наклонную. Контакт жидких флюидов с газом чаще бывает горизонтальным; поверхность его ближе к плоскости. Линия контактов на схеме проводится таким образом, чтобы она являлась средней по отношению к контактам в отдельных скважинах.
Установленные таким образом отметки контактов нефть — вода, нефть—газ, газ—вода переносятся на карты поверхности кровли и подошвы коллекторов продуктивного пласта с целью построения соответственно внешних и внутренних контуров нефтеносности и газоносности, которыми определяются границы пластовой сводовой залежи. В массивной залежи переносится только внешний контур. При горизонтальном контакте внешние и внутренние контуры проводятся по изогипсе, имеющей отметку контактов. При наклонном контакте предварительно составляется карта поверхности контакта.
Затем эта карта накладывается последовательно на карты поверхности кровли (рис. 98) и подошвы коллекторов продуктивного пласта и через точки с одинаковыми отметками проводятся соответственно внешний и внутренний контуры нефтеносности. После этого внутренний контур переносится на карту поверхности кровли коллекторов продуктивного пласта.
В пластах с хорошими коллекторскими свойствами сформировавшиеся залежи имеют резкую границу между нефтью и водой. В неоднородных пластах, особенно с низкими коллекторскими свойствами, а также в ныне формирующихся залежах между чисто
- 286 -
нефтяной и водяной.частями пласта располагается переходная зона, насыщенная как нефтью, так и водой. При этом с глубиной степень насыщения водой увеличивается.
В разрезе переходной зоны условно можно выделить три интервала. Опробование верхнего интервала, смежного с зоной предельного нефтенасыщения, дает, как правило, притоки одной нефти, среднего — нефти и воды, причем чем дальше от зоны предельного нефтенасыщения, тем выше процент воды в продукции скважины; опробование нижнего интервала даст притоки одной воды.
Граница между средним и нижним условными интервалами является границей залежи нефти. На графике зависимости относительной проницаемости от нефтенасыщенности она соответствует точке, в которой относительная проницаемость для нефти при поступлении двух фаз в скважину становится больше нуля. Поскольку нефтенасыщенность в переходной зоне всегда меньше, чем в основной залежи, запасы в переходной зоне подсчитываются отдельно. С этой целью составляются карты эффективной мощности нефтегазонасыщенной части пласта, переходной зоны и основной залежи.
Карты эффективной мощности нефтегазонасыщенной части пласта
- 287 -
Эти карты составляются на основе карт эффективной мощности пласта (рис. 99). На такую карту пластовой сводовой залежи наносят внешний и внутренний контуры нефтегазоносное™. В пределах внутренних контуров карта эффективной мощности нефтегазонасыщенной части пласта полностью соответствует карте эффективной мощности. В водонефтяной зоне, между внутренним и внешним контурами нефтегазоносное™, изопахиты пласта проводят путем интерполяции между значениями изопахит в точках их пересечения с внутренними контурами до нуля на внешнем контуре. При этом следует учитывать данные скважин в водонефтяной зоне. По массивным залежам (рис. 100) карта эффективной мощности нефтегазонасыщенной части пласта составляется путем интерполяции между максимальным значением мощности на куполе структуры и нулевым ее значением на внешнем контуре с учетом данных по скважинам.
6.2.11. Количественная оценка геологической неоднородности
пластов с применением математических методов на ЭВМ
Выше были рассмотрены различные способы графического изображения геологической неоднородности. Между тем все построения, выполненные с учетом кондиционных пределов параметров продуктивных пластов, уже сами по себе основаны на статистическом анализе тесноты связи между двумя геологическими параме-
- 288 -
трами. В последнее время для их изучения на практике широко применяются ЭВМ. Они значительно ускоряют процесс вычислений, когда исследователю нужно точно установить вид связи — прямолинейный или криволинейный. ЭВМ неоценимы при исследовании многомерных связей между различными петрофизическими свойствами коллекторов для установления кондиционных пределов параметров продуктивных пластов.
Наряду с описанными выше способами неоднородность продуктивных пластов может быть оценена количественно с помощью различных коэффициентов, учитываемых при расчете на ЭВМ различных вариантов проектируемых систем разработки. Основой для их подсчета служат материалы детальной корреляции, карты распространения пластов и прослоев и т.п.
Коэффициент расчлененности показывает среднее число песчаных прослоев внутри пласта по разрезам всех скважин на исследуемой площади. Он может быть выражен в абсолютных величинах, а также посредством энтропии — меры теории информации. В абсолютных величинах он равен числу прослоев внутри продуктивного пласта, установленных в каждой скважине. Исходя из формулы расчета энтропии Н = Σ pi • lg pi; (pi — вероятность появления события), было предложено долю мощности каждого прослоя в общей мощности пласта hnp/linjl рассматривать как элемент вероятности. В результате появилась возможность при расчете коэффициента расчлененности учитывать одновременно не только число прослоев, но и их мощность.
Коэффициент литологической связанности характеризует сооб- щаемость какого-либо прослоя со смежными с ним прослоями. Он равен отношению суммарной площади зон слияния к общей площади распространения этого прослоя в пределах залежи.
Коэффициент выдержанности показывает степень распространения прослоя по площади. Его вычисляют как частное отделения суммарной площади распространения прослоя к обшей площади залежи.
Неоднородность параметров продуктивных пластов количественно может быть охарактеризована с помощью широкого аппарата статистических методов. Распределение значений пористости, проницаемости, глинистости и т.п. может быть представлено графически полигоном распределения, а также оценено с помощью основных характеристик распределения: среднего значения, дисперсии, коэффициента асимметрии, эксцесса. Дисперсия характеризует степень рассеяния значений параметра относительно среднего их значения, коэффициент асимметрии — их симметричность относительно среднего, а эксцесс — круто- или плосковершинность распределения. Часто для этой цели привлекается коэффициент вариации, равный частному от деления среднего квадратического отклонения на величину среднего значения. Поскольку на многих
- 289 -
месторождениях накоплен огромный фактический материал, для расчета основных характеристик распределения широко используются ЭВМ, причем стандартные программы по определению этих характеристик нередко заложены в памяти машин.
Чем меньше степень рассеяния значений параметров относительно среднего значения, чем крутовершинней и симметричней полигон распределения, тем меньше эти основные характеристики и однородней пласт. Промысловый геолог стремится любое неоднородное распределение разложить на составляющие его однородные, выяснить причину неоднородности, подобрать с помощью ЭВМ теоретическую кривую к однородному распределению, параметры которой впоследствии используются при машинном расчете различных вариантов разработки залежи.
Контрольные вопросы
1. Каково назначение геологической части ГТН?
2. Какими задачами определяются интервалы отбора керна, боковых грунтов?
3. С помощью каких методов оценивается техническое состояние скважин?
4. Какие геологические условия необходимо учитывать для обеспечения качественного вскрытия пласта?
5. Какое практическое значение имеют систематические наблюдения за процессом бурения скважины?
6. Каково практическое значение корреляционных схем?
7. Каково практическое использование структурных карт?
8. Каковы причины неоднородности продуктивных пластов?
9. Каково практическое значение имеет неоднородность коллекторов при разработке?
10. Каково назначение геологического профиля и сводного разреза?
6.3. Режимы залежей нефти и газа
6.3.1. Основные источники энергии в пластах
Всякая нефтяная или газовая залежь обладает потенциальной энергией, которая в процессе разработки залежи переходит в кинетическую и расходуется на вытеснение нефти и газа из пласта. Вытеснение флюидов из залежи происходит под действием природных сил, которые являются основными носителями пластовой энергии. Пластовая энергия аккумулируется в формирующейся залежи под воздействием водонапорной системы продуктивного горизонта. Под влиянием энергии этой же системы в период формирования залежи происходит образование и накопление других источников пластовой энергии: упругих сил нефти, воды и породы; газа, сжатого в газовых шапках; газа, растворенного в нефти. Кроме того, в пластах действует сила тяжести нефти.
- 290 -
Проявление этих сил обусловливается характером подземного резервуара, типом и формой залежи, коллекторскими свойствами и неоднородностью пласта внутри залежи и вне ее, составом и соотношением флюидов и залежи, удаленностью ее от области питания пластовых вод и условиями разработки.
Для обеспечения притока нефти в скважину пластовое давление, создаваемое этими источниками энергии, должно быть достаточным для преодоления сил, противодействующих движению нефти в залежи и удерживающих ее в пласте. К этим силам относят: сопротивление трения; сопротивление деформации пузырьков газа при прохождении их через извилистые капилляры переменного сечения (эффект Жамэна); силы прилипания; капиллярные силы.
Эффективность источников пластовой энергии различна. Чем выше разница между напорами, создаваемыми источниками пластовой энергии и противодействующими им силами, тем выше энергетические ресурсы пласта.
6.3.2. Давление в нефтяных и газовых залежах
Об энергетических ресурсах пласта судят по изменению пластового давления. Обычно, чем больше начальное пластовое давление, тем выше его энергетические ресурсы. Однако по начальному пластовому давлению не всегда можно создать правильное представление о запасах энергии в пласте. Так, в небольших замкнутых глу- бокозалегающих резервуарах начальное пластовое давление может быть высоким при незначительном запасе пластовой энергии, тогда как в обширных подземных резервуарах, залегающих сравнительно неглубоко и имеющих меньшее, чем в первом случае, начальное давление, запас пластовой энергии значительный. Наиболее полное представление о запасах пластовой энергии можно получить по характеру изменения пластового давления в процессе разработки залежи.
Как известно, пластовое давление увеличивается с глубиной. Установлено, что на каждые 10 м глубины в различных нефтегазоносных районах оно возрастает на 0,08...0,12 МПа, что соответствует гидростатическому давлению столба воды.
В большинстве нефтяных месторождений пластовое давление находится в прямой зависимости от глубины залегания пластов и ориентировочно его можно подсчитать, разделив глубину залегания пласта на 10 (рПЯ — Н/10).
Однако необходимо иметь в виду, что на ряде месторождений Азербайджана, Туркмении, Северного Кавказа и т.п. пластовое давление значительно превышает гидростатическое. Такое явление может быть вызвано горным давлением, уменьшением глубины залегания залежи, приуроченной к замкнутому резервуару, в результате вертикальных тектонических движений, а также связью залежи с бо-
- 291 -
лее глубокими горизонтами по тектоническим трещинам. Для газовой залежи аномально высокое давление в кровле при значительной ее высоте обусловлено тем, что давление во всей залежи определяется в основном величиной пластового давления на уровне газоводяного контакта. Схема подземного резервуара пластового типа представлена на рис. 101.
![]() |
Необходимо отметить, что до начала разработки залежи обычно давление в пласте на одной гипсометрической высоте одинаковое. Однако на некоторых месторождениях наблюдаются значительные отклонения от этого правила, что обусловливается различным напором краевых вод на разных крыльях структуры, наличием тектонических трещин и т.п.
Карты изобар. Характер распределения пластового давления по пласту лучше всего исследовать по картам давлений, или изобар.
Методика построения карг изобар аналогична методике построения карт поверхностей топографического порядка.
Карты изобар, построенные по данным замеров пластовых давлений в скважине на уровне пласта или по данным о давлениях, пересчитанных на уровень пласта, называются картами истинных изобар. Эти карты наряду с изменением давления в пласте при разработке залежей отражают и разницу в пластовых давлениях, зависящую от гипсометрических отметок пласта и плотности насыщающих их флюидов.
В связи с этим использование таких карт в значительной степени затрудняет контроль за пластовым давлением при разработке. Поэтому на практике принято строить карты изобар подавлениям, пересчитанным на плоскость ВНК. Такие карты получили название карт приведенных изобар (рис. 102).
- 292 -
Расчет приведенного к плоскости ВН К давления Р по извест
ному значению истинного давления производится по формуле
Если водонефтяной контакт негоризонтальный, то для расчетов принимается горизонтальная плоскость, проходящая через отметку среднего значения ВНК.
Карты приведенных изобар рекомендуется составлять периодически, раз в квартал. С этой целью пластовые давления в скважинах замеряют в течение периода, не превышающего 30 дней. К замерам надо приступить за 15 дней до начала квартала.
При сравнении карты изобар, построенной в данном квартале, с картой изобар предшествующего квартала видно, как изменилось давление за этот период. Дальнейшим анализом всего промыслового материала (отбора нефти из добывающих скважин, закачки воды в нагнетательные скважины, коллекторских свойств пласта и т.п.) можно установить причины изменения давления в тех или иных участках пласта. Особое внимание необходимо обращать на зоны максимального падения пластового давления. По результатам анализа карт изобар должны быть рекомендованы и приняты меры по устранению причин резкого падения давления на отдельных участках пласта.
Для газовых залежей карта истинных изобар и приведенных к плоскости ГВК практически будет совпадать, так как давление в различных частях газовой залежи, расположенных на разных гипсометрических уровнях, изменяется незначительно.
6.3.3. Режимы нефтяных залежей
На каждом этапе разработки добыча нефти и газа осуществляется под преимущественным воздействием одного, иногда нескольких источников пластовой энергии.
Характер проявления пластовой энергии, двигающей нефть и газ по пласту к забоям скважин и зависящей от природных условий и мероприятий по воздействию на пласт, называется режимом залежи.
О режимах залежи судят по изменению во времени дебитов скважин, пластовых давлений, газовых факторов и по продвижению краевых вод.
Названия режимам принято давать по характеру проявления основных источников пластовой энергии в определенный пе-
- 294 -
риод эксплуатации. В соответствии с этим выделяют следующие естественные режимы нефтяных залежей: водонапорный, упруговодонапорный, режим растворенного газа, газонапорный (или режим газовой шапки) и гравитационный.
Кроме перечисленных режимов в залежах могут проявляться смешанные режимы, возникающие при одновременном действии двух или нескольких источников пластовой энергии.
Распознавание режима работы залежи на ранней стадии позволяет более обоснованно проектировать рациональную систему разработки залежи, обеспечивающую максимальное извлечение нефти и газа из недр.
Водонапорный режим
Основным источником пластовой энергии при водонапорном режиме является напор краевых (подошвенных) вод. Краевые воды внедряются в залежь и замещают объем отобранной из пласта нефти. Тем самым в пласте поддерживается давление.
Постоянство напора краевых вод зависит от ряда геологических и гидрогеологических факторов, к которым относят близкое расположение залежи к области питания, хорошую сообщаемость между залежью и областью питания с высоким расходом поверхностных и атмосферных вод и большую разницу между их гипсометрическими уровнями. Быстрая передача давления от контакта нефти с водой к забоям добывающих скважин обеспечивается высокой проницаемостью пласта-коллектора, не осложненного различного рода фаци- альными замещениями.
В залежах с водонапорным режимом темп отбора нефти является основным показателем, определяющим изменение пластового давления. Он может достигать 7...8% от начальных извлекаемых запасов нефти в залежи.
В период работы залежи на водонапорном режиме отборы нефти могут удерживаться на одном уровне (рис. 103). Пластовое давление вначале немного снижается, а затем держится на одном уровне выше давления насыщения, поэтому газовые факторы низки и не изменяются во времени. Под действием постоянного напора краевых вод происходят постепенный подъем водонефтяного контакта и обводнение добывающих скважин. В конечный период разработки, когда большинство скважин обводнилось и отключено, годовые отборы резко снижаются, а пластовое давление возрастает.
Водонапорный режим является самым эффективным режимом. Для него характерен очень высокий коэффициент извлечения нефти, иногда до 0,8. Такая нефтеотдача достигается только при соблюдении оптимальных темпов отбора.
Упруго-водонапорный режим
При упруго-водонапорном режиме основным источником пластовой энергии служат упругие силы воды, нефти и пород, сжатых
- 295 -
![]() |
в недрах давлением. Проявление упругих сил обусловлено слабым напором краевых вод, не обеспечивающим поддержание пластового давления при устанавливаемых годовых темпах отбора нефти 4—5% от начальных извлекаемых запасов. Для залежей с упруговодонапорным режимом характерна слабая связь с областью питания, обусловленная удаленностью от нее, низкой проницаемостью и резкой неоднородностью пластов-коллекторов. Начальное пластовое давление значительно выше давления насыщения.
С момента ввода скважин в эксплуатацию вокруг забоя образуется зона пониженного давления. В этой зоне нефть, связанная вода и зерна породы под действием упругих сил начинают расширяться, создавая дополнительное давление, способствующее движению нефти к забоям скважин. Продолжающийся отбор нефти расширяет зону пониженного давления, освобождая упругие силы на значительных расстояниях от добывающих скважин. Постепенно зона снижения давления распространяется на водоносную часть пласта, вследствие чего происходит высвобождение упругих сил расширяющихся воды и зерен породы на огромной площади. Создаваемый ими напор способствует движению воды в направлении зоны отбора. В результате начинается внедрение воды в залежь и неравномерное перемещение водонефтяного контакта. В связи с резкой неоднородностью продуктивного пласта вода по наиболее проницаемым
- 296 -
каналам прорывается к забоям скважин, способствуя их преждевременному обводнению. Вследствие этого возрастает процент обводненности продукции.
При упруго-водонапорном режиме пластовое давление сначала понижается, а затем поддерживается постоянным в зависимости от текущих и суммарных отборов нефти из пласта, но выше давления насыщения. В связи с этим газовый фактор в процессе эксплуатации остается без изменения. Если увеличивать темпы отбора, пластовое давление будет снижаться и, когда оно окажется меньше давления насыщения, в залежи начнет проявляться менее эффективный режим растворенного газа (рис. 104).
![]() |
При упруго-водонапорном режиме коэффициент извлечения нефти не превышает 0,45.
Чтобы увеличить темпы отбора нефти, в залежах с упруговодонапорным режимом необходимо постоянно поддерживать пластовое давление путем закачки воды -в пласт, т.е. создавать тем самым искусственный водонапорный режим.
Режим растворенного газа
Упругость расширяющихся пузырьков растворенного газа представляет собой основную форму пластовой энергии в залежах нефти, не имеющих никакой или почти никакой гидродинамической связи с краевыми водами. В залежах с этим режимом начальное пластовое давление примерно равно давлению насыщения. В связи с этим уже после первых отборов нефти пластовое давление оказывается ниже давления насыщения (рис. 105). В результате начинается высвобождение энергии растворенного газа путем образования и расширения пузырьков. В этот момент они придают образующейся га-
- 297 -
![]() |
зонефтяной смеси высокую степеньупругости, способствуют уменьшению вязкости нефти и облегчают движение смеси к забоям добывающих скважин. Рассматриваемый период разработки залежи характеризуется постоянным снижением пластового давления, относительным постоянством газового фактора и ростом текущих отборов до максимума.
Увеличиваясь в размере и обладая большей по сравнению с нефтью подвижностью, пузырьки газа прорываются к забоям скважин, опережая фильтрацию нефти. В этот период резко возрастает «газовый фактор» и снижается фазовая проницаемость для нефти. В то же время нефть, потеряв основную часть растворенного в ней газа, становится более вязкой и менее подвижной. Поэтому, несмотря на продолжающееся падение пластового давления, текущие отборы нефти начинают резко снижаться до минимума.
В связи с тем, что содержание растворенного газа в нефти ограничено, его энергия падает, выделение газа из нефти прекращается. В итоге газовый фактор снижается до минимума.
Таким образом, при режиме растворенного газа темп падения пластового давления зависит от суммарного отбора нефти и газа.
Изложенное выше свидетельствует о низкой эффективности режима растворенного газа. Коэффициент извлечения нефти колеблется в зависимости от условий в пределах 0,1...0,3.
Для повышения эффективности разработки залежей с режимом растворенного газа применяют различные методы поддержания пластового давления: обратную закачку в пласт газа, ранее извлеченного с нефтью; закачку воздуха или приконтурное и внутриконтурное заводнения.
- 298 -
Когда энергия, аккумулированная растворенным газом, в пласте полностью израсходуется, в залежи установится гравитационный режим со свободным зеркалом нефти.
Газонапорный режим (режим газовой шапки)
Газонапорный режим создается в нефтяной залежи за счет энергии газа, первоначально сжатого в газовой шапке и расширяющегося при снижении пластового давления вследствие отборов нефти в добывающих скважинах. Создаваемый расширяющимся газом напор вытесняет нефть в направлении забоев скважин, способствуя опусканию газонефтяного контакта.
Вследствие особенностей геологического строения продуктивных пластов и газонефтяных залежей газонапорный режим является составной частью смешанного режима, действующего в таких залежах и обусловленного энергией, создаваемой газом, растворенным в нефти, расширяющимся газом газовой шапки и упругими силами краевых вод. При слабой гидродинамической связи нефтяной залежи с краевыми волами смешанный режим обусловливается первыми двумя видами пластовой энергии. Газонапорный режим тем эффективнее, чем контрастнее структура, выше этаж газоносности, лучше проницаемость коллекторов и меньше вязкость нефти.
Так как в нефтяной части залежи начальное пластовое давление примерно равно давлению насыщения, с первыми отборами нефти в залежи первоначально проявляется режим растворенного газа. С увеличением депрессионной воронки начинает расширяться газовая шапка, а когда область снижения давления достигнет границ нефтяной залежи, приходят в действие упругие силы краевых вод, способствуя медленному подъему водонефтяного контакта.
В результате отборов нефти давление в газовой шапке постоянно снижается, что влечет снижение добычи и рост газового фактора. Часть растворенного газа может переходить в свободное состояние и мигрировать в газовую шапку. Поэтому для сохранения пластовой энергии следует избегать выпуска газа из газовой шапки, эксплуатации скважин с высоким газовым фактором и прорыва нефти в коллекторы газовой шапки. С этой целью в газовую шапку закачивают газ. Соблюдение таких условий способствует увеличению коэффициента извлечения нефти.
Гравитационный режим
Гравитационный режим обычно проявляется на последней стадии разработки нефтяной залежи, когда действие других источников пластовой энергии иссякает. При гравитационном режиме нефть под действием силы тяжести передвигается к забоям скважин.
Дата публикования: 2014-11-19; Прочитано: 1465 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!