![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
Различают два вида гравитационного режима: напорно-гравита- ционный и гравитационный режим со свободным зеркалом нефти.
Напорно-гравитационный режим проявляется в залежах нефти, приуроченных к хорошо проницаемым пластам с наклонным, и кру-
- 299 -
тым падением. Отбор нефти при этом режиме зависит от разности отметок забоя скважины и верхнего уровня нефти. Чем ниже забой скважины, тем выше ее дебит.
Гравитационный режим со свободным зеркалом нефти наблюдается в пологих пластах с плохими коллекторскими свойствами и сильной фациальной изменчивостью. При этом режиме уровни нефти в добывающих скважинах находятся также ниже кровли пласта. Нефть под действием собственной силы тяжести поступает в скважины только с окружающих их участков. Поэтому уровень нефти около каждой скважины приобретает форму воронки.
Нефтеотдача при гравитационных режимах обычно колеблется в пределах 0,1...0,2.
6.3.4. Режимы газовых залежей
В газоносных пластах основными источниками пластовой энергии являются давление расширяющегося газа, упругие силы воды и породы и напор краевых вод.
В зависимости от преобладающего действия одного или нескольких источников пластовой энергии режим газовых залежей может быть газовым, упруго-газоводонапорным и водонапорным.
Режимы газовых залежей зависят от геологических условий, а также от темпа разработки залежи. Однако в связи с тем, что вязкость газа примерно в 100 раз меньше вязкости нефти, перераспределение давлений в газовой залежи происходит гораздо быстрее, чем в нефтяной.
Газовый режим
В залежах с газовым режимом отбор газа производится за счет давления, создаваемого расширяющимся газом. Этот режим проявляется в залежах, приуроченных к полностью запечатанным ловушкам, образовавшимся в результате литолошческого ограничения и тектонического экранирования. Обычно это небольшие залежи.
Для газового режима характерно снижение пластового давления прямо пропорционально отбору газа, поскольку залежи с таким режимом не имеют внешних источников для поддержания пластового давления. Это обстоятельство обычно используют для подсчета запасов газа в залежи методом падения давления. Учитывается, что отношение отобранного за определенный период количества газа Q,—Q, к разности давлений Р;0С( — Р2(Х2 (СИ — величина, обратная коэффициенту сжимаемости) соответственно на начало и конец этого периода остается постоянным в течение всего срока разработки залежи с газовым режимом.
Для газового режима характерны коэффициенты извлечения от 0,6 до 0,8.
- 300 -
Упруго-газоводонапорный режим
Основными источниками пластовой энергии при упругогазоводонапорном режиме являются слабый напор краевых вод, упругие силы воды и породы, а также расширяющегося газа. Действие упругих сил превалирует, если проницаемость пласта невысокая, пласт имеет неоднородное строение, а область питания расположена на значительном удалении от залежи.
Действие упругих сил воды и породы проявляется в газовой залежи не сразу. В начальный период разработки в газовой залежи устанавливается газовый режим за счет энергии расширяющегося газа. Продолжительность его для разных залежей неодинакова и определяется снижением давления на 3...30%.
Пластовые воды, поступая в залежь, занимают освободившийся объем пласта. При этом начинается медленный подъем газоводяного контакта. По мере продолжающегося отбора газа и снижения пластового давления в залежи скорость продвижения воды возрастает, что способствует увеличению газоотдачи в конечный период разработки.
Для рассматриваемого режима характерны коэффициенты извлечения газа от 0,8 до 0,9.
Упруго-газоводонапорный режим часто встречается в газовых залежах.
Водонапорный режим
Основным источником пластовой энергии при водонапорном режиме газовой залежи является напор краевых (подошвенных) вод. Условия проявления водонапорного режима в газовых залежах аналогичны условиям проявления того же режима в нефтяных залежах. Эти условия способствуют сильному напору краевых вод, которые при образовании перепада давлений вскоре после начала отбора газа внедряются в залежь и занимают высвободившийся объем. При равенстве объемов извлеченного газа и поступившей в пласт воды пластовое давление не снижается, а отбор газа из пласта сопровождается постепенным подъемом газоводяного контакта.
Если увеличить темпы отбора газа, можно нарушить соответствие между объемами отбираемого газа и поступившей в пласт воды, и в залежи наряду с водонапорным режимом могут установиться менее эффективные упруго-водонапорный и даже газовый режимы. Следовательно, снижение пластового давления в газовой залежи при водонапорном режиме зависит от текущего отбора газа. Для водонапорного режима характерно достижение максимального коэффициента извлечения газа (до 1).
Контрольные вопросы
1. Практическое значение величины давления насыщения.
Назовите и объясните условия проявления сил, движущих нефть в пласте.
- 301 -
3. Назвать и отменить деловые проявления сил, удерживающих нефть в пласте.
4. Как оценивается эффективность режима работы пласта?
5. Какие геологические условия влияют на эффективность режима работы пласта?
6.4. Методы подсчета запасов нефти и газа
6.4.1. Классификация запасов месторождений нефти и газа
По результатам геологоразведочных работ оценивают количество и качество находящихся в недрах углеводородов и определяют возможность их извлечения. Эти оценки используют для планирования региональных, поисковых, оценочных и разведочных работ и добычи нефти и газа, поэтому им всегда придают огромное значение.
Первая русская работа по подсчету запасов вышла в свет более 120 лет назад — в 1888 г. горный инженер А.М. Коншин опубликовал результаты подсчета запасов нефти объемным методом по некоторым районам Кубани.
Уже на заре развития нефтяной промышленности стало понятным, что для того, чтобы получать сопоставимые результаты, необходимо стандартизировать подсчет и учет нефти и газа в недрах. В качестве такого стандарта выступает «Классификация запасов и ресурсов», которая устанавливает единые принципы подсчета и учета количества нефти и газа в недрах и оценки народнохозяйственного значения и подготовленности для промышленного освоения месторождений нефти и газа.
Извлекаемые запасы — часть геологических запасов, которая может быть извлечена из недр при рациональном использовании современных технических средств и технологии добычи с учетом допустимого уровня затрат и соблюдения требований по охране недр и окружающей среды.
Коэффициенты извлечения нефти и конденсата определяются на основании повариантных технологических и техникоэкономических расчетов и утверждаются в Государственной комиссии по запасам (ГКЗ).
- 302 -
Запасы нефти, газа, конденсата и содержащихся в них компонентов, имеющих промышленное значение, по степени изученности подразделяются на разведанные (категории А, В и С,), предварительно оцененные (категория С,).
Ресурсы нефти и газа по степени их обоснованности подразделяются на перспективные (категория С,) и прогнозные (категории D, и D,).
Категория А — запасы залежи (ее части), изученной с детальностью, обеспечивающей полное определение ее типа, формы и размеров, эффективной нефте- и газонасыщенной толщины, типа коллектора, характера изменения коллекторских свойств, нефтс- и га- зонасыщенности продуктивных пластов, состава и свойств нефти, газа и конденсата, а также основных особенностей залежи, от которых зависят условия ее разработки (режим работы, продуктивность скважин, пластовое давление, дебиты нефти, газа и конденсата, гидропроводность и пьезопроводность и др.).
Запасы категории А подсчитываются по залежи (ее части), разбуренной в соответствии с утвержденным проектом разработки месторождений нефти и газа.
Категория В — запасы залежи (ее части), нефтегазоносность которой установлена на основании полученных промышленных притоков нефти и газа в скважинах на различных гипсометрических отметках. Тип, форма и размеры залежи, эффективная нефте- и газонасыщенная толщина, тип коллектора, характер изменения коллекторских свойств, нефте- и газонасыщенность продуктивных пластов, состав и свойства нефти, газа и конденсата в пластовых и стандартных условиях и другие параметры, а также основные особенности залежи, определяющие условия ее разработки, изучены в степени, достаточной для составления проекта разработки залежи.
Запасы категории В подсчитываются по залежи (ее части), разбуренной в соответствии с утвержденной технологической схемой разработки месторождения нефти или проектом опытнопромышленной разработки месторождения газа.
Категория С, — запасы залежи (ее части), нефтегазоносность которой установлена на основании полученных в скважинах промышленных притоков нефти или газа (часть скважин опробована испытателем пластов) и положительных результатов геологических и геофизических исследований в неопробованных скважинах.
Тип, форма и размеры залежи, условия залегания вмещающих нефть и газ пластов-коллекторов установлены по результатам бурения разведочных и эксплуатационных скважин и проверенными для данного района методами геологических и геофизических исследований. Цитологический состав, тип коллектора, коллекторские свойства, нефте- и газонасыщенность, коэффициент вытеснения нефти, эффективная нефте- и газонасыщенная толщина продуктивных
- 303 -
пластов изучены по керну и материалам геофизических исследований скважин. Состав и свойства нефти, газа и конденсата в пластовых и стандартных условиях изучены по данным опробования скважин. По газонефтяным залежам установлена промышленная ценность нефтяной оторочки. Продуктивность скважин, гидропроводность и пьезопроводность пласта, пластовые давления, температура, дебиты нефти, газа и конденсата изучены по результатам испытания и исследования скважин. Гидрогеологические и геокриологические условия установлены по результатам бурения скважин и по аналогии с соседними разведанными месторождениями.
Запасы категории С1 подсчитываются по результатам геологоразведочных работ и эксплуатационного бурения и должны быть изучены в степени, обеспечивающей получение исходных данных для составления технологической схемы разработки месторождения нефти или проекта опытно-промышленной разработки месторождения газа.
Категория С2 — запасы залежи (ее части), наличие которых обосновано данными геологических и геофизических исследований:
• в неразведанных частях залежи, примыкающих к участкам с запасами более высоких категорий;
• в промежуточных и вышезалегающих неопробованных пластах разведанных месторождений.
Форма и размеры залежи, условия залегания, толщина и коллекторские свойства пластов, состав и свойства нефти, газа и конденсата определены в общих чертах по результатам геологических и геофизических исследований с учетом данных по более изученной части или по аналогии с разведанными месторождениями.
Запасы категории С2 используются для определения перспектив месторождения, планирования геологоразведочных работ или геолого-промысловых исследований при переводе скважин на вышележащие пласты и частично для проектирования разработки залежей.
Категория С3 — перспективные ресурсы нефти и газа, подготовленных для глубокого бурения площадей, находящихся в пределах нефтегазоносного района и оконтуренных; проверенными для данного района методами геологических и геофизических исследований, а также не вскрытых бурением пластов разведанных месторождений, если продуктивность их установлена на других месторождениях района.
Форма, размеры и условия залегания залежи определены в общих чертах по результатам геологических и геофизических исследований, а толщина и коллекторские свойства пластов, состав и свойства нефти или газа принимаются по аналогии с разведанными месторождениями.
Перспективные ресурсы нефти и газа используются при планировании поисковых и разведочных работ и прироста запасов категорий С1 и С2.
- 304 -
Категория D1 — прогнозные ресурсы нефти и газа литологостратиграфических комплексов, оцениваемые в пределах крупных региональных структур с доказанной промышленной нефтсгазонос- ностью.
Количественная оценка прогнозных ресурсов нефти и газа категории D1 производится по результатам региональных геологических, геофизических и геохимических исследований и по аналогии с разведанными месторождениями в пределах оцениваемого региона.
Категория D, — прогнозные ресурсы нефти и газа литологостратиграфических комплексов, оцениваемые в пределах крупных региональных структур, промышленная нефтегазоносность которых еще не доказана. Перспективы нефтегазоносное™ этих комплексов прогнозируются на основе данных геологических, геофизических и геохимических исследований. Количественная оценка прогнозных ресурсов этой категории производится по предположительным параметрам на основе общих геологических представлений и по аналогии с другими, более изученными регионами, где имеются разведанные месторождения нефти и газа.
При подсчете запасов и ресурсов залежей и месторождений нефти и газа подлежат обязательному раздельному учету не только ресурсы и запасы нефти, газа, конденсата, но и попутные компоненты, содержащиеся в нефти (сера, тяжелые металлы и др.), в конденсате, свободном и растворенном газе (этан, пропан, бутан, сера, гелий, азот, углекислый газ, ртуть и др.) и попутных водах (иод, бром, бор, легкие металлы и др.).
Ресурсы и запасы нефти и конденсата, а также этана, пропана, бутанов, серы и металлов учитываются в единицах массы (тыс. тонн). Ресурсы и запасы газов учитываются в единицах объема, приведенных к стандартным условиям (давлению 0,1 МПа и температуре 20 °С). Подсчет сухого газа (метана), сероводорода, диоксида углерода, азота ведется в млн. м3, гелия и аргона — в тыс. м3.
Запасы имеющих промышленное значение компонентов, содержащихся в нефти, газе и конденсате, подсчитываются в контурах подсчета запасов нефти и газа по тем же категориям.
В связи с достаточно активным внедрением западных нефтяных компаний в российскую нефтяную промышленность все чаще среди отечественных геологов и нефтяников стали применяться термины из западной классификации — доказанные, вероятные и возможные запасы. Несмотря на многочисленные попытки найти четкие корреляционные связи между западной и российской классификациями запасов, пока их не удалось однозначно увязать. Для облегчения взаимопонимания между специалистами и подготовки студентов к восприятию западной классификации запасов приводим ее в редакции, подготовленной в 1998 г. Обществом инженеров-нефтяников и Мировым нефтяным конгрессом. По этой классификации извле-
- 305 -
каемые запасы делятся на доказанные и недоказанные. Последние, в свою очередь, делятся на вероятные и возможные.
Доказанные извлекаемые запасы — это количество нефти, которое на основании анализа геолого-промысловых данных с определенной уверенностью можно рассматривать как рентабельно извлекаемое из известной залежи, при существующих экономических условиях и способах добычи. Под термином «определенная уверенность» понимается вероятность того, что реально добытый объем будет равен или превысит прогнозную величину не ниже 90%.
Доказанные запасы могут быть разделены на категории разбуренных или неразбуренных. Обычно запасы залежи считаются доказанными разбуренными, если промышленная продуктивность подтверждена имеющимися данными добычи или опробования пластов. В отдельных случаях доказанные запасы выделяют по данным исследования керна и/или каротажа скважин, если можно доказать аналогию недоизученной части залежи с разрабатываемой или проверенной по данным опробования частью залежи.
Извлекаемые запасы неразбуренных участков можно отнести к категории доказанных неразбуренных при условии, что:
1) эти участки непосредственно примыкают к скважинам, давшим промышленные притоки из рассматриваемых пластов;
2) имеется обоснованная уверенность в том, что эти участки лежат в пределах доказанных контуров нефтегазоносности рассматриваемых пластов;
3) эти участки, при необходимости, отвечают требованиям существующей системы расстановки скважин.
Извлекаемые запасы могут быть отнесены к категории доказанных неразбуренных только в том случае, если анализ геологопромысловых данных по скважинам показывает с обоснованной уверенностью, что рассматриваемый пласт непрерывен по площади.
Возможны ситуации, когда извлекаемые запасы обоснованы геологическими или инженерными данными, аналогичными тем, которые используют при оценке доказанных разведанных запасов, но существующие технические, контрактные, экономические или правовые неопределенности не позволяют отнести их к рентабельно извлекаемым; тогда их относят к категории недоказанных.
К вероятным извлекаемым запасам относят:
1) запасы, наличие которых предполагается доказать в процессе разбуривания недоизученной части залежи, по которой сведения о пласте недостаточны для отнесения запасов к категории доказанных;
2) запасы в пластах, которые по данным каротажа продуктивны, но их свойства отличаются от разрабатываемых залежей, и по ним нет данных анализа керна или достоверных результатов опробования;
запасы в неизученном бурением приподнятом тектоническим нарушением блоке, если в опущенном блоке установлены доказанные запасы;
- 306 -
4) запасы неизученного пласта или части пласта, свойства пород, флюидов и возможной залежи которых представляются благоприятными для возможного промышленного освоения.
При всех указанных условиях запасы можно отнести к вероятным, если по расчетам с использованием вероятностных методов можно оценить, что реально добытый объем будет равен или превысит прогнозную величину не ниже 50%.
К возможным извлекаемым запасам относят:
1) запасы, которые, по данным геологического изучения, возможно, существуют за пределами участков с вероятными запасами;
2) запасы в пластах, которые поданным каротажа и анализа керна представляются нефтеносными, но промышленные притоки не получены:
3) свойства пород, флюидов и залежи таковы, что имеется обоснованное сомнение в том, что внедряемые методы будут экономически выгодны;
4) запасы на участке пласта, который, возможно, отделен от залежи сдоказанными запасами тектоническими нарушениями, и геологическая информация указывает на то, что рассматриваемый участок залегает ниже залежи с доказанными запасами.
Запасы относятся к вероятным, если по расчетам с использованием вероятностных методов можно оценить, что реально добытый объем будет не ниже 10% от прогнозной величины.
В соответствии с промышленными кондициями различают две группы запасов нефти и газа:
1) балансовые — запасы, удовлетворяющие промышленным кондициям и горнотехническим условиям эксплуатации; эти запасы еще называют геологическими;
2) забалансовые — запасы, выработка которых на данном этапе нерентабельна вследствие их малой величины, сложности условий эксплуатации, плохого качества нефти и газа или весьма низкой производительности скважин.
По балансовым запасам нефти и конденсата рассчитывают извлекаемые запасы, т.е. те, которые можно извлечь из недр методами, соответствующими современному уровню техники и технологии.
Извлекаемые запасы растворенного в нефти газа учитываются в зависимости от режима месторождений. Для месторождений с водонапорным режимом эта величина определяется по извлекаемым запасам нефти, а для месторождений с прочими режимами — по балансовым.
Для обоснования проектирования разработки месторождений и капиталовложений в промысловое и промышленное строительство необходимо определенное соотношение балансовых запасов нефти или газа по категориям (табл. 7):
- 307 -
6.4.2. Методы подсчета запасов нефти
В настоящее время применяются следующие методы подсчета запасов нефти: объемный, материального баланса и статистический.
Объемный метод
Этот метод наиболее широко распространен, так как может быть применен при различных режимах залежей.
Запасы нефти объемным методом рассчитываются по формуле
где b — объемный коэффициент пластовой нефти.
Площадь нефтеносности F — определяется на подсчетном плане, составляемом в зависимости от размеров месторождения в масштабе от 1:5 ООО до 1:50 ООО.
Средняя нефтенасыщенная мощность (It) — вычисляется либо как среднеарифметическая (в случае крайне малого количества пробуренных скважин), либо как средневзвешенная по площади величина. В последнем случае составляется карта изопахит и на ее основе производится подсчет:
Коэффициент открытой пористости (т) — устанавливается по лабораторным исследованиям керна и промыслово-геофизическим данным. Средняя открытая пористость вычисляется так же, как средняя нефтенасыщенная мощность, но не по площади, а по объему.
Коэффициент нефтенасыщения (β) — находится по данным лабораторных исследований образцов и результатам промысловогеофизических исследований.
Величина конечного коэффициента нефтеотдачи (η) — зависит от литологофизических свойств продуктивного пласта, свойств неф-
- 311 -
ти, режима пласта, системы разработки и метода эксплуатации. Он определяется, как правило, эмпирическим путем поданным о разработке сходных истощенных месторождений.
По М.А. Искендерову (1966 г.), величины коэффициента нефтеотдачи изменяются в зависимости от режимов работы залежи в следующих пределах:
Водонапорный 0,5-0,8
Упруго-водонапорный 0,5-0,7
Газонапорный 0,4-0,7
Режим растворенного газа 0,15-0,30
(редко больше)
Гравитационный 0,1-0,2
В табл. 8 и 9 приведены результаты лабораторных исследований (проведенных во ВНИИ) величины коэффициента нефтеотдачи.
Величина коэффициента нефтеотдачи при газонапорном режиме изменяется по тем же данным от 0,4 до 0,6.
Таблица 8
Возможные максимальные коэффициенты нефтеотдачи при вытеснении нефти водой
|
Таблица 9 |
Коэффициенты нефтеотдачи при режиме растворенного газа
|
- 312 -
Плотность нефти PСТ — определяется в лаборатории при стандартных условиях.
Пересчетный коэффициент θ — определяется по результатам лабораторного анализа глубинной пробы нефти или путем расчета по фракционному составу растворенного газа.
Помимо собственно объемного метода подсчета запасов нефти применяются его варианты: объемно-статистический, объемновесовой, гектарный и весьма редко вариант изолиний.
6.4.3. Методы подсчета запасов газа
Различают методы подсчета запасов свободного газа и методы подсчета запасов газа, растворенного в нефти.
Объемный метод подсчета запасов свободного газа Сущность объемного метода подсчета запасов сводится к определению объема порового пространства пласта-коллектора в пределах залежи газа и в газовых шапках. В отличие от нефти, объем газа, содержащегося в залежи или газовой шапке, зависит от пластового давления, пластовой температуры, физических свойств и химического состава самого газа.
Все сведения, необходимые для подсчета запасов газа объемным методом, получают в процессе разведки и пробной эксплуатации залежи.
Подсчет начальных балансовых запасов газа объемным методом производится по формуле
Произведение F h kn.okr равно объему газа в залежи при стандартном давлении. Объем газа в залежи под давлением Р0 во столько раз превышает объем газа в залежи при стандартном давлении, во сколько раз Р0 α0 больше РСТаСТ.
- 313 -
Начальное пластовое давление в залежи Р0 определяется глубинными манометрами или пересчетом по максимальному давлению, замеренному на устье одной из первых скважин. Замеры производят устьевым манометром во временно закрытой на устье скважине. В замеры вводят поправку на силу тяжести столба газа в скважине. Величину начального пластового давления Р0 вычисляют по формуле
Численные значения коэффициента сжимаемости Z oпpeдeляют графически по опытным кривым.
Ранее коэффициент газоотдачи при подсчете запасов газа принимался равным единице независимо от режима залежи и ее геологопромысловых характеристик. Однако практика разработки газовых залежей, и теоретические исследования показывают, что полное извлечение запасов газа достигается редко.
По ряду американских месторождений коэффициент газоотдачи равен 0,85.
Балансовые и извлекаемые запасы стабильного конденсата определяют только по составу пластового газа, в соответствии с Инс трукцией по исследованию газоконденсатных залежей, с целью определения балансовых и извлекаемых запасов конденсата и других компонентов газа.
Подсчет запасов свободного газа методом падения давления
Подсчет запасов свободного газа методом падения давления основан на использовании зависимости между количеством газа, отбираемого в определенные периоды времени, и падением пластового давления в залежи. Считается, что для газовых залежей, работающих на газовом режиме, эта зависимость постоянна во времени, т.е. количество газа Q'r, добываемого при снижении давления на 0,1 М Па, постоянно в процессе всего срока эксплуатации залежи:
- 314 -
Полагая, что при дальнейшем снижении пластового давления на каждые 0,1 МПа от Р2 в процессе всего срока разработки залежи будет добываться такое же количество газа Q'r, можно подсчитать начальные балансовые запасы газа по формуле
где Р0 — начальное пластовое давление в залежи;
α0— поправка на сжимаемость при этом давлении.
Таким образом, метод подсчета запасов газа по падению давления применим в основном при газовом режиме работы залежи. Считается, что в залежах с упруго-газоводонапорным режимом этот метод может быть использован в период отбора из залежи до 20...30% первоначальных запасов газа. При увеличении отборов в залежь начинает поступать вода. Между тем при малых отборах объем залежи может дренироваться не полностью, что также влечет погрешности при определении запасов.
О проявлении напора воды свидетельствует уменьшение темпа падения давления в залежи в процессе продолжающихся отборов. В результате пропорция между отборами газа и падением пластового давления, характерная для газового режима, будет нарушена и количество газа, отобранного за время падения давления на 0,1 МПа, возрастет. В связи с тем, что начало внедрения воды в залежь точно установить не удается, исходные данные для метода падения давления лучше ограничивать временем проявления газового режима в залежах.
Дата публикования: 2014-11-19; Прочитано: 1232 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!