Коллекторами нефти и газа

Системы разработки с площадным  заводнением (площадные системы) обладают большей активностью по сравнению  с системами, охарактеризованными  ранее. Это обусловлено тем, что  в рамках систем с площадным заводнением  каждая добывающая скважина с самого начала разработки непосредственно  контактирует с нагнетательными, в  то время как, например, при внутриконтурном  разрезании в начале разработки под  непосредственным влиянием нагнетательных скважин находятся лишь скважины внешних (первых) добывающих рядов. Кроме  того, при площадном заводнении на одну нагнетательную скважину обычно приходится меньшее количество добывающих скважин, чем при ранее рассмотренных  системах. Применяют несколько вариантов  формы сеток и взаимного размещения нагнетательных и добывающих скважин, при которых системы разработки характеризуются различной активностью, т. е. разной величиной отношения  количеств добывающих и нагнетательных скважин. Для линейной и пятиточечной систем это соотношение равно 1: для  семиточечной прямой—0,5, обращенной—2: для девятиточечной прямой—0,33, обращенной—3; для ячеистой—4—6.

Применяемые при площадном  заводнении формы сетки скважин  показаны на рис. 23.

Наиболее широкое применение нашли пятиточечная, обращенная  семиточечная и обращенная девятиточечная системы разработки с равными  расстояниями между всеми скважинами. В этих системах каждая нагнетательная и окружающие ее добывающие скважины образуют элементы системы. Эти системы  обычно рекомендуются для эксплуатационных объектов, характеризующихся относительно однородным строением пластов и  представленных терригенными или карбонатными коллекторами порового типа. Наиболее широко они применяются при разработке малопродуктивных объектов с низкой проницаемостью коллекторов, с повышенной вязкостью нефти или с сочетанием низкой проницаемости и повышенной вязкости.

Прямые семиточечная и  девятиточечная системы отличаются от соответствующих обращенных систем, показанных на рис. 23, тем, что в них нагнетательные и добывающие скважины меняются местами.

Такие системы, так же как  и система с разрезанием на узкие полосы, могут быть применены  и для высокопродуктивных объектов при необходимости получения  высоких уровней добычи нефти  или продления фонтанного периода  эксплуатации в случае больших трудностей с организацией механизированной эксплуатации скважин. Их использование может  быть целесообразным также в случаях, когда продолжительность разработки месторождения ограничена какими-либо обстоятельствами, например сроком возможной  эксплуатации морских сооружений в  условиях шельфа.

Специалистами объединения  Удмуртнефть доказана целесообразность применения для залежей нефти  повышенной вязкости, приуроченных к  трещинно-поровым карбонатным коллекторам, площадной системы заводнения, названной  ими ячеистой (рис. 23г). При разработке таких залежей коллектор в добывающих скважинах ведет себя как поровый, а в нагнетательных в связи с раскрытием трещин под влиянием высокого забойного давления — как трещинно-поровый. Это обусловливает многократное превышение коэффициента приемистости нагнетательных скважин над коэффициентом продуктивности добывающих скважин и соответственно высокую суточную приемистость первых при низких дебитах вторых. Применение в таких условиях обычных площадных систем с равными расстояниями между всеми скважинами и с малой величиной отношения количеств добывающих и нагнетательных скважин обусловливает низкий уровень добычи несмотря на большой объем закачиваемой в пласт воды, намного превышающий объем отбираемой из пласта жидкости.

Ячеистая система во многом устраняет эти недостатки и повышает эффективность разработки залежей, обеспечивая резкое увеличение величины отношения количеств добывающих и нагнетательных скважин (до 6: 1 и более), а также расстояния между нагнетательными и добывающими скважинами при малых расстояниях между добывающими скважинами. Таким образом, судить об активности системы воздействия в условиях трещинно-поровых коллекторов только по соотношению количеств скважин разного назначения, видимо, нельзя.

Системам разработки с  площадным заводнением свойственны  и некоторые негативные моменты. Они практически не позволяют  регулировать скорость продвижения  воды к разным добывающим скважинам  элемента системы разработки путем  перераспределения объемов закачиваемой воды. В связи с этим возрастает вероятность преждевременного обводнения значительной части добывающих скважин. Этот процесс усугубляется неодновременным  вводом новых добывающих скважин  в элементе системы после начала закачки воды, продолжительными остановками  отдельных скважин для подземного и капитального ремонта, отключением  обводненных скважин, существенными  различиями в дебитах скважин  и др. Вследствие своеобразной конфигурации линий тока при площадном заводнении между скважинами могут формироваться  целики (застойные зоны) нефти.

В связи с низкой продуктивностью  залежей, при которой применяется  площадное заводнение, и вследствие указанных особенностей процесса разработки коэффициент извлечения нефти, как  правило, не превышает 0,45—0,50.

Площадное заводнение в различных  модификациях нашло применение на Оленьем  многих других месторождений Западной Сибири и т. д.

Избирательное заводнение—разновидность внутриконтурного заводнения—предусматривает выбор местоположения нагнетательных скважин после разбуривания эксплуатационного объекта по равномерной сетке с учетом изменчивости его геологического строения. При составлении первого проектного документа на разработку местоположение нагнетательных скважин не определяют. После разбуривания объекта по равномерной сетке и некоторого периода эксплуатации всех скважин на нефть для освоения под закачку воды выбирают скважины, местоположение которых наиболее полно отвечает геологическому строению пластов и обеспечивает эффективное воздействие на весь объем залежи. В конечном счете нагнетательные скважины оказываются размещенными по площади объекта неравномерно. Избирательное заводнение применяют при резкой зональной неоднородности пластов, выражающейся в неповсеместном залегании коллекторов, в наличии двух или трех разновидностей коллекторов разной продуктивности, распределенных неравномерно по площади и т. д., а также при нарушении объекта серией дизъюнктивных нарушений.

Очаговое  заводнение по сути является избирательным заводнением, но применяется как дополнение к другим разновидностям заводнения (законтурному, приконтурному, разрезанию на площади, блоки и др.), если они не обеспечивают влияние закачки воды по всей площади объекта. Очаги заводнения (нагнетание воды в отдельные скважины или небольшие группы скважин) обычно создают на участках, не испытывающих или недостаточно испытывающих влияние заводнения после освоения запроектированного его вида. Под нагнетательные выбирают скважины из числа добывающих, преимущественно из тех, которые основную свою задачу уже выполнили, т. е. расположенные на заводненных (выработанных) участках объекта разработки. При необходимости для создания очагов заводнения бурят специальные дополнительные скважины.

Очаговое заводнение применяют  очень широко: это одно из главнейших мероприятий по развитию и совершенствованию систем разработки с заводнением.

Головное заводнение. По существу, эта разновидность близка к сводовому заводнению. Головным называют нагнетание воды в наиболее повышенные зоны залежей, тектонически или литологически экранированных в сводовых частях. Этот вид заводнения применяется при разработке месторождений нефти геосинклинального типа — в Азербайджане, Казахстане, Западной Украине и др.

Барьерное заводнение. Эта разновидность внутриконтурного заводнения применяется при разработке нефтегазовых или нефтегазоконденсатных залежей пластового типа с целью изоляции газовой (газоконденсатной) части залежи от нефтяной. Кольцевой ряд нагнетательных скважин располагают в пределах газонефтяной зоны, вблизи внутреннего контура газоносности.

Б результате нагнетания воды в пласте образуется водяной барьер, отделяющий газовую часть залежи от нефтяной. Применение барьерного заводнения обеспечивает возможность одновременного отбора нефти и газа из недр без  консервации газовой шапки на длительное время, обязательной при  разработке с использованием природных  видов энергии или при охарактеризованных выше разновидностях заводнения. Барьерное  заводнение может сочетаться с законтурным  или приконтурным, а также с  использованием энергии напора пластовых  вод. Наиболее эффективно его применение при относительно однородном строении и небольших углах падения  пластов.

С применением барьерного заводнения разрабатывают в Западной Сибири (залежи в пластах группы «А» Самотлорского месторождения), в Томской области Лугинецкое месторождение. Таким образом, во многих случаях при проектировании системы  разработки эксплуатационного объекта, исходя из его геологопромысловой характеристики, для него может быть рекомендовано  две, а иногда и три разновидности  заводнения. Например, приконтурное заводнение может рассматриваться наряду с  осевым разрезанием или поперечным разрезанием объекта на блоки; разрезание на узкие блоки может быть рекомендовано  наряду с площадным заводнением  и т. д. Из числа возможных вариантов, обоснованных геологически, оптимальный  вариант выбирают с помощью гидродинамических  и экономических расчетов при  учете других элементов системы  разработки (плотности сетки добывающих скважин, перепада давления между зонами нагнетания и отбора).

2. СЕТКА СКВАЖИН НЕФТЯНОГО ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО ОБЪЕКТА

Под сеткой скважин понимают сеть, по которой размещаются добывающие и нагнетательные скважины на эксплуатационном объекте. Правильный выбор сетки скважин—важнейшее звено в обосновании рациональной системы разработки объекта. Поскольку затраты на бурение скважин—одна из наибольших частей капитальных затрат на разработку месторождения, необходимо предотвращать бурение лишних скважин, т. е. переуплотнение сетки. В то же время количество скважин должно быть достаточным для обеспечения необходимых темпов добычи нефти и возможно более высокого коэффициента извлечения нефти. Следовательно, необходимо обосновывать оптимальную сетку скважин.

Для каждого  эксплуатационного объекта, поскольку  он геологически неоднороден и в  целом его строение индивидуально, должна создаваться и индивидуальная сетка скважин, неравномерная по площади объекта в соответствии с изменчивостью его строения. По данным разведки, как правило, можно оценить лишь средние значения параметров объекта, изменчивость же его геологического строения остается плохо изученной. Поэтому принято осуществлять двухэтапное разбуривание эксплуатационных объектов. На первом этапе бурят проектные скважины основного фонда, т. е. скважины, расположенные на площади объекта по строго геометрической сетке, форму которой определяют с учетом принимаемой разновидности метода воздействия на пласт, а густоту (плотность)—с учетом средних параметров объекта, полученных по данным разведки. На втором этапе последовательно бурят скважины резервного фонда, предусмотренные проектным документом и составляющие 20—50 %, а иногда и более от скважин основного фонда. Местоположение этих скважин в первом проектном документе не определяется, а их количество обосновывается исходя из сложности строения объекта разработки, плотности принимаемой сетки основного фонда скважин, степени изученности объекта. Места заложения резервных скважин устанавливают после бурения скважин основного фонда на основе большого объема геологопромысловой информации, полученной при их бурении и эксплуатации. Резервные скважины размещают на участках объекта, по геологическим и другим причинам не вовлеченных или недостаточно вовлеченных в разработку основным фондом скважин. На объектах, на которых в процессе разработки происходит стягивание контуров нефтеносности (при законтурном или приконтурном заводнении, разрезании залежей на площади или блоки), часть резервных скважин бурят в центральных частях площади (блоков), наиболее долго находящихся в эксплуатации, взамен обводненных периферийных скважин для обеспечения предусмотренных проектным документом годовых уровней добычи нефти из объекта. В результате бурения скважин основного и резервного фондов на эксплуатационном объекте в конечном счете создается неравномерная (с различными расстояниями между скважинами) сетка скважин, отвечающая геологическим особенностям объекта и заданным технологическим показателям разработки.