Магистрант Б.Керимбетов, доцент, к.т.н.К.С.Нурбекова

Казахстан, КазНИТУ им.К.И.Сатпаева

ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫРАБОТКИ ЗАПАСОВ ИЗ МНОГОПЛАСТОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

При идеальной разработке многопластовых месторождений разбуривание ведётся отдельными сетками на каждый эксплуатационный объект. Однако данный подход предполагает — большие капитальные вложения в бурение и обустройство скважин.

Так как значительная доля капитальных вложений затрачивается на разбуривание и обустройство месторождения, вопрос о совместной разработке нескольких эксплуатационных объектов одной сеткой скважин всегда привлекал к себе внимание, прежде всего, по экономическим соображениям. Известные системы разработки многопластовых месторождений предполагают извлечение продукции из нижнего пласта с последующим, вовлечением в разработку верхнего пласта (разработка снизу вверх), а также разработку сверху вниз.

Длительный период выработки запасов из одного пласта и консервация иногда значительных запасов нефти в других пластах. Со временем пластовое давление в разрабатываемом пласте падает, снижается приток флюида в скважину, добываемая продукция обводняется. На практике при снижении добычи нефти из скважины условно до 1 тонны в сутки, нефтяники считают выработку запасов нерентабельной. Для повышения рентабельности и для максимального использования энергетического потенциала многопластового месторождения вовлекают в разработку вышележащий (или нижележащий) эксплуатационный объект. Первоначальный эксплуатационный объект зачастую отсекают. Таким образом, появляется ещё один недостаток данного метода разработки — сложность достижения заданного коэффициента извлечения нефти (КИН).

Хотя большинство объектов многопластовых месторождений не достигли проектного КИН, а эксплуатация многих из них из-за высокой обводненности или прорыва свободного газа является низкорентабельной, при этом для достижения проектных значений КИН их необходимо продолжать эксплуатировать.

Исходя из вышеупомянутых причин, для многопластовых месторождений с целью сокращения капитальных вложений в бурение скважин и сроков освоения и разработки месторождения, недропользователи идут на объединение эксплуатационных объектов путем дострела новых пластов, вскрытых существующими скважинами. Такое объединение нефтяных пластов в эксплуатационные объекты может оказаться рациональным при обеспечении максимального отбора нефти из пробуренной скважины за основной период или за все время разработки месторождения. Однако при разработке неоднородных по проницаемости (как по толщине, из-за разной проницаемости пластов и пропластков, так и по площади, из-за зональной неоднородности) и нефтенасыщенности продуктивных горизонтов происходят различные негативные явления:

- суммарный дебит нескольких пластов при совместной эксплуатации ниже суммарного дебита по этим же пластам при раздельной эксплуатации. Например, при совместной эксплуатации обоих пластов суммарный дебит составляет в лучшем случае лишь 70 % от суммарного дебита раздельно разрабатываемых пластов.

- Кроме этого для достижения заданной нефтеотдачи по каждому из объединённых для совместной эксплуатации пластов суммарный отбор попутно добываемой воды увеличивается в 2-3 раза по сравнению с раздельной эксплуатацией этих пластов;

- неравномерность выработки запасов и опережающее обводнение;

- отключение из процесса выработки средне и низкопроницаемых (малопродуктивых) пластов;

- прорывы воды к забоям добывающих скважин;

- отбор большого количества воды приводит к увеличению финансовых и материальных затрат на электроэнергию для подъёма продукции и созданию мощной инфраструктуры для сбора и подготовки высокообводённой продукции;

- в конечном счёте, увеличивается срок разработки месторождения;

- проблема дифференцированного исследования пластов — отсутствие информации о фактических объёмах отбора и закачки флюида и воды в каждый из эксплуатационных объектов;

- потеря контроля над запасами вследствие невозможности определения процентного соотношения добываемой продукции по пластам совместная разработка приводит к ошибкам в расчётах запасов нефти, определении энергетического состояния объектов, определении структуры остаточных запасов.

Таким образом, вовлечение в эксплуатацию запасов нефти многопластовых месторождений требует особых методов разработки.

В многопластовых месторождениях, состоящих из разнопроницаемых объектов, при вскрытии их одной скважиной происходит неравномерная выработка запасов. На рисунке-1 представлен элемент разработки многопластового объекта, включающий нагнетательную и добывающую скважину. Рассмотрим работу данного элемента, состоящего из двух эксплуатационных объектов 1 и 2, имеющих одинаковую толщину h, единый контур питания (R_к и Р_пл) и единую добывающую (нагнетательную) скважину (r_с); при этом вязкость продукции одинакова.

$C:\Users\Рауан\Desktop\Neftianik\disertacia\Сурет\1,3.jpg$

Каждый эксплуатационный объект, в свою очередь, состоит из трёх пропластков с различными характеристиками.

Рисунок 1. Элемент разработки многопластового объекта.

Для выравнивания профиля вытеснения пластовое давление можно оптимизировать с помощью раздельной или одновременно-раздельной системы поддержания пластового давления. Забойное давление для каждого эксплуатационного объекта можно оптимизировать с помощью скважинной установки для одновременно- раздельной добычи. Коэффициент дополнительных фильтрационных сопротивлений можно изменить с помощью селективной обработки призабойной зоны скважины. Вязкость флюида можно изменить с помощью селективного теплового воздействия. Коэффициент проницаемости остаётся единственным параметром, значения которого невозможно изменить на всём протяжении эксплуатационного объекта. Вариативность коэффициента проницаемости по толщине и площади является одной из основных причин» низкой нефтеотдачи в многопластовых месторождениях.

Данная неравномерность усиливается из-за существования в эксплуатационных объектах направлений, в которых в результате техногенных процессов образуются высокопроницаемые каналы с более интенсивными фильтрационными потоками при относительно одинаковых градиентах давления между нагнетательными и добывающими скважинами.

Зачастую при совместной эксплуатации происходит частичное или полное отключение из процесса выработки средне- и низкопроницаемых объектов и, как следствие, снижение коэффициента нефтеизвлечения. Вероятность отключения прослоев тем выше, чем ниже гидродинамическая связь между высокопроницаемыми и низкопроницаемыми пластами на площади залежи, чем выше разница в проницаемости слагающих разрез пластов, чем меньше песчанистость разреза, а так же эффективная толщина низкопроницаемых тонкослоистых прослоев.

При совместной закачке ускоренное продвижение фронта замещения нефти водой по высокопроницаемым каналам эксплуатационных объектов приводит к прорывам воды к забоям добывающих скважин, снижению доли нефти в суммарном отборе жидкости и значительному увеличению отбора попутно добываемой воды. Это провоцирует вывод обводненной скважины из эксплуатации вместе с потерей неосвоенных (неотобранных) запасов нефти, оставшихся в низкопроницаемых пластах.

Известно, что даже в небольшом интервале перфорации продукция поступает не из всех проперфорированных отверстий. Этому способствует как несовершенство вскрытия (технологические причины), так и неоднородность пласта по толщине (геологические причины). При совместной эксплуатации нескольких интервалов перфорации; относящихся к разным по проницаемости пропласткам, как правило, продукция поступает только из высокопроницаемого пропластка. А совместная закачка воды в несколько пластов, неоднородных по проницаемости, приводит к неравномерному заводнению залежей. Свидетельством этому являются результаты многочисленных исследования профилей притока и приёмистости.

Использование скважинных расходомеров в практике промысловых исследований позволяет получать информацию о долевом участии совместно эксплуатируемых пластов и пропластков в разработке по каждой скважине, а также составлять обобщенные по площадям и месторождениям представления об относительных величинах работающих толщин коллекторов.

Увеличение нефтеотдачи и обеспечение рациональных темпов разработки месторождения достигается путем вовлечения в эксплуатацию бездействующих и интенсификацией работы малодебитных объектов.

При совмещении нескольких пластов в один эксплуатационный-объект необходимо учитывать следующие соображения:

- опережение заводнения менее проницаемого коллектора обеспечивает более высокую нефтеотдачу объекта, чем при совместной выработке разнопроницаемых пластов. Дополнительный охват заводнением не вовлеченных в разработку нефтенасыщенных объектов способствует увеличению нефтеотдачи при обычном заводнении, продлению безводного периода добычи нефти, уменьшению относительных объемов добываемой воды и т.д. Одним из основных требований, совмещения пластов является равноскоростная или опережающая выработка малопроницаемых пластов;

- равноскоростную или опережающую выработку малопроницаемых пластов можно обеспечить закачкой воды в них при больших репрессиях, чем в пласты с большей проницаемостью на нагнетательных скважинах и отбором продукции из них при больших депрессиях на добывающих скважинах.

При совмещении объектов необходимо обязательно обеспечить выполнение необходимых мер контроля за их разработкой, в частности обеспечить учёт добычи нефти, газа и воды из каждого пласта.

При, объединении нескольких пластов в целях увеличения добычи нефти по месторождению необходимо учесть возможности последующего их разукрупнения. Необходимо указать объекты возврата, которые по техническим, технологическим или экономическим причинам нельзя эксплуатировать как самостоятельным, так и совместным фондом скважин. Следует учитывать возможность использования различных модификаций системы воздействия (совместная закачка, совместный отбор; раздельные отбора и закачка; по отдельным зонам или отдельным скважинам совместные или раздельные закачка, отбор и т.д.).

Кроме этого, должна быть возможность дифференцированного управления фильтрационными потоками в каждом отдельном пласте. Нельзя относить к одному эксплуатационному объекту несколько пластов, если какой-либо из пластов не охватывается воздействием (фильтрационный поток в каком-либо из них не поддаётся управлению и воздействию) при эксплуатации, например, из-за низкой проницаемости или из-за невозможности создать в нём предельный градиент давления, так как в этом случае данный пласт мало чем отличается от неперфорированных пластов.

Поэтому при обосновании выбора эксплуатационных объектов необходимо учитывать наличие литологических окон, через которые возможны межпластовые перетоки, герметичность цементного камня в заколонном пространстве, близость фильтрационных свойств, пластовые: давления; запасы, углеводородов; степень их выработанности (эти моменты являются определяющими при принятии решении о разукрупнении объектов или же, наоборот, при-совмещении пластов). Необходимо иметь промысловые данные, о характере и эффективности работы скважин (добывающих и нагнетательных) при раздельной и совместной эксплуатации пластов, о характере продвижения закачиваемых вод, изменении текущего пластового давления во времени, результаты потокометрии, термометрии, а также результаты других геофизических, а также гидродинамических исследований, которые несут информацию о характере выработки запасов из рассматриваемых объектов. Важно оценить эффективность системы разработки при совместной или раздельной эксплуатации объектов, отдельных зон и участков.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Aстaфьeв И. Г. Oднoврeмeннaя рaздeльнaя эксплуaтaция нeскoльких плaстoв чeрeз oдну сквaжину /И. Г. Aстaфьeв A.М. Вaйсмaн.

2. Вaлeeв М. Д. Мeтoд oпрeдeлeния притoкa нeфти при oднoврeмeннo-рaздeльнoй эксплуaтaции сквaжин / М. Д. Вaлeeв, Ю: В. Бeлoусoв, A. В. Кaлугин // Нeфтянoe хoзяйствo. - 2006. - № 10. - С. 62-63.

3. Гaрипoв O. М. Тeхнoлoгия и oбoрудoвaниe для oднoврeмeннo рaздeльнoй зaкaчки вoды в нeскoлькo плaстoв oднoй сквaжинoй / O. М. Гaрипoв, В. A. Лeoнoв, М. 3. Шaрифoв // Вeстник нeдрoпoльзoвaтeля. - 2007. - № 17

4. Грoн В. Г. Oпрeдeлeниe зaбoйнoгo дaвлeния в дoбывaющих сквaжинaх, oбoрудoвaнных устaнoвкaми пoгружнoгo цeнтрoбeжнoгo нaсoсa: учeб. пoсoбиe / В. Г. Грoн, И. Т. Мищeнкo. - М.: ГAНГ, 1993. - 128 с.

5. Дияшeв Р.Н. Сoвмeстнaя рaзрaбoткa нeфтяных плaстoв. — М.: Нeдрa, 1984.