Отчет по практике в ПО «Татнефть»

 

 

 

 

3.ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ  ПРЕДПРИЯТИЯ

 

3.1. Разработка нефтяных месторождений 

Разработка нефтяного или газового месторождения — это комплекс мероприятий, направленных на обеспечение притока нефти и газа из залежи к забою скважин, предусматривающих с этой целью определенный порядок размещения скважин на площади, очередность их бурения и ввода в эксплуатацию, установление и поддержание определенного режима их работы. Всякая нефтяная и газовая залежь, обладает потенциальной энергией, которая в процессе разработки залежи переходит в кинетическую, и расходуется на вытеснение нефти и газа из пласта. Запас потенциальной энергии создается:

1)напором краевых (контурных) вод;

2)напором газовой шапки;

3)энергией растворенного газа, выделяющегося из нефти при  снижении давления;

4)энергией, которой обладают сжатые  нефть, вода и вмещающая их  порода;

5)силой тяжести, действующей на  жидкость.

Режимы залежи нефти и газа.

В нефтяных залежах к основным силам, перемещающим нефть в пластах, относятся:

- напор контурной воды под  действием ее массы — водонапорный  режим;

-  напор контурной воды в  результате упругого расширения  породы и воды —   упруговодонапорный;

-  давление газа газовой шапки  — газонапорный (режим газовой  шапки);

-  упругость выделяющегося из  нефти растворенного в ней  газа — растворенного газа;

-      сила тяжести  нефти — гравитационный.

     Водонапорный режим.

При водонапорном режиме основным видом энергии является напор краевой воды, которая внедряется в залежь и относительно быстро полностью компенсирует в объеме залежи отбираемое количество нефти и попутной воды. В процессе эксплуатации залежи в ее пределах происходит движение всей массы нефти. Объем залежи постепенно сокращается за счет подъема водонефтяного контакта (ВНК).

Режим свойственен залежам, приуроченным к инфильтрационным водонапорным системам, при хорошей гидродинамической связи залежи с законтурной зоной пласта и с областью питания. Эти предпосылки обеспечиваются при следующих геологических условиях:

-больших размерах законтурной  области;  

-небольшой удаленности залежи  от области питания: высокой проницаемости  и относительно однородном строении  пласта-коллектора как в пределах залежи, так и в водоносной области:

-отсутствие тектонических нарушений, затрудняющих движение воды в  системе;

-низкой вязкости пластовой  нефти; при небольших размерах  залежи и соответственно умеренных  отборах жидкости из продуктивного  горизонта, благодаря чему они могут полностью компенсироваться внедряющейся в залежь водой.

   Одна из важнейших предпосылок действия водонапорного режима — значительная разница между начальным пластовым давлением и давлением насыщения нефти газом, обеспечивающая в сочетании с другими факторами превышение текущего пластового давления над давлением насыщения на протяжении всего периода разработки и сохранение газа в растворенном состоянии.

Водонапорный режим отличают следующие особенности динамики показателей разработки

· тесная связь поведения динамического пластового давления с величиной текущего отбора жидкости из пласта — относительно небольшое снижение его при увеличении отбора, неизменная величина при постоянном отборе, увеличение при уменьшении отбора, восстановление почти до начального пластового давления при полном прекращении отбора жидкости из залежи; область снижения давления обычно ограничивается площадью залежи;

· практически неизменные на протяжении всего периода разработки средние значения промыслового газового фактора;

·   достигаемый высокий темп годовой добычи нефти в период высокой стабильной добычи нефти, называемый II стадией разработки, — до 8 – 10 % в год и более от начальных извлекаемых запасов (НИЗ); отбор за основной период разработки (за первые три стадии) около 85 – 90 % извлекаемых запасов нефти;

· извлечение вместе с нефтью в период падения добычи нефти попутной воды, в результате чего к концу разработки отношение накопленных отборов воды и нефти (водонефтяной фактор — ВНФ) может достигать 0.5 – 1,

 

При водонапорном режиме достигается наиболее высокий коэффициент извлечения нефти — до 0.6 – 0.7. Это обусловлено способностью воды, особенно пластовой минерализованной, хорошо отмывать нефть и вытеснять ее из пустот породы-коллектора,    также сочетанием исключительно благоприятных   геолого-физических условий,                                                                                           

в которых действует рассматриваемый режим.

    Упруговодонапорный режим

Режим, при котором нефть вытесняется из пласта под действием напора краевой воды, но в отличие от водонапорного режима основным источником энергии при этом служит упругость пород-коллекторов и насыщающей их жидкости. При этом режиме отбор жидкости не полностью компенсируется внедряющейся в залежь водой. В результате, снижение давления в пласте постепенно распространяется за пределы залежи и захватывает большую область водоносной части пласта. В этой области происходит соответствующее расширение породы и пластовой воды. Коэффициенты упругости воды и породы незначительны, однако при больших размерах области сниженного давления, во много раз превышающих размеры залежи, упругие силы пласта служат источником значительной энергии.

Доля нефти, добываемой за счет упругости нефтеносной области пласта, обычно невелика в связи с небольшим объемом залежи относительно водоносной области.

Упруговодонапорный режим может проявляться в различных геологических условиях. Им могут обладать залежи инфильтрационных водонапорных систем, имеющие слабую гидродинамическую связь (или не имеющие ее) с областью питания вследствие:

-   большой удаленности от  нее;

-   пониженной проницаемости;

-   значительной неоднородности  пласта;

-   повышенной вязкости нефти;

-  больших размеров залежи  и соответственно значительных отборов жидкости, которые не могут полностью возмещаться внедряющейся в залежь пластовой водой.

Упруговодонапорный режим характерен для всех залежей, приуроченных к элизионным водонапорным системам.

Проявлению упруговодонапорного режима способствует залегание пласта-коллектора на большой площади за пределами залежи. Так же, как и при водонапорном режиме, обязательным условием является превышение начального пластового давления над давлением насыщения.

Газонапорный режим

Газонапорный режим — это режим нефтяной части газонефтяной залежи, при котором нефть вытесняется из пласта под действием напора газа, заключенного в газовой шапке. В результате снижения пластового давления в нефтяной части залежи происходит расширение газовой шапки и соответствующее перемещение вниз ГНК. Процесс расширения газовой шапки может несколько активизироваться в связи с поступлением в нее газа, выделяющегося из нефти.

Поскольку в нефтегазовых залежах давление насыщения часто близко к начальному пластовому, то вскоре после начала разработки пластовое давление оказывается ниже давления насыщения, в результате начинается выделение из нефти растворенного газа; при высокой вертикальной проницаемости пласта газ частично пополняет шапку.

Режим в чистом виде может действовать в залежах, не имеющих гидродинамической связи с законтурной областью, или при весьма слабой активности краевых вод. Причинами разобщения залежи и законтурной области могут быть резкое снижение проницаемости в периферийной зоне залежи, наличие запечатывающего слоя вблизи ВНК, наличие тектонических нарушений, ограничивающих залежь и др. Геологические условия, способствующие проявлению газонапорного режима:

      -наличие большой  газовой шапки, обладающей достаточным  запасом энергии для вытеснения  нефти;

      -значительная высота нефтяной части залежи;

      -высокая проницаемость  пласта по вертикали;

      -малая вязкость  пластовой нефти (не более 2 – 3 МПа×с).

Режим растворенного газа

Режим растворенного газа — режим нефтяной залежи, при котором пластовое давление падает в процессе разработки ниже давления насыщения, в результате чего газ выделяется из раствора и пузырьки окклюдированного газа, расширяясь, вытесняют нефть к скважинам. Режим в чистом виде проявляется при отсутствии влияния законтурной области, при близких или равных значениях начального пластового давления и давления насыщения, при повышенном газосодержании пластовой нефти, при отсутствии газовой шапки.

В процессе разработки происходит уменьшение нефтенасыщенности пласта, объем же залежи остается неизменным. В связи с этим в добывающих скважинах перфорируют всю нефтенасыщенную толщину пласта.

Для поиска и разведки нефтяных и газовых месторождений геологи выезжают в исследуемый район и осуществляют так называемые полевые работы. Затем выполняются камеральные работы, т.е. обработка материалов, собранных в ходе предыдущего этапа. Итогом камеральных работ являются геологическая карта и геологические разрезы местности.

К геофизическим методам относятся сейсморазведка, электроразведка и магниторазведка.

Сейсмическая разведка основана на использовании закономерностей распространения в земной коре искусственно создаваемых упругих волн. Электрическая разведка основана на различной электропроводности горных пород. Так, граниты, известняки, песчаники, насыщенные соленой минерализованной водой, хорошо проводят электрический ток. Глины, песчаники, насыщенные нефтью, обладают очень низкой электропроводностью.

Гравиразведка основана на зависимости силы тяжести на поверхности Земли от плотности горных пород.

Магниторазведка основана на различной магнитной проницаемости горных пород.

К гидрохимическим относят газовую, люминесцентно-биту-монологическую, радиоактивную съемки и гидрохимический метод.

Газовая съемка заключается в определении присутствия углеводородных газов в пробах горных пород и грунтовых вод.

Применение люминесцентно-битуминологической съемки основано на том, что над залежами нефти увеличено содержание битумов в породе, с одной стороны, и на явлении свечения битумов в ультрафиолетовом свете, с другой.

Гидрохимический метод основан на изучении химического состава подземных вод и содержания в них растворенных газов, а также органических веществ, в частности, аренов.

Поисково-разведочные работы выполняются в два этапа: поисковый и разведочный.

Поисковый этап включает три стадии:

- региональные геологогеофизические  работы;

- подготовка площадей к глубокому  поисковому бурению;

- поиски месторождений.

Разведочный этап осуществляется в одну стадию. Основная цель этого этапа - подготовка месторождений к разработке. В процессе разведки должны быть оконтурены залежи, определены состав, мощность, нефтегазонасыщенность, коллекторские свойства продуктивных горизонтов. По завершении разведочных работ подсчитываются промышленные запасы и даются рекомендации по вводу месторождений в разработку.

Нефть и газ играют, и будут играть важную роль в жизни человека. Несмотря на расширение применения нетрадиционных возобновляемых источников энергии, в обозримой перспективе нефть и газ останутся основными энергоносителями во всех странах мира. Другое дело, что будет происходить некоторое перераспределение ролей между ними: моторные топлива, получаемые из нефти, будут постепенно заменяться сжатым или сжиженным газами.

Невозможно представить себе современную цивилизацию без продуктов переработки нефти и газа. Это направление их использования со временем также будет все более и более развиваться.

К основным коллекторам нефти и газа относятся пористые осадочные породы - пески, песчаники, кавернозные и трещиноватые известняки, доломиты и другие, которые в земной коре вместе с окружающими их плотными породами образуют складки (чаши или ловушки). Такие складки способны накапливать в поровом пространстве коллекторов углеводороды и сохранять их в течение геологических периодов.

Начальное пластовое давление зависит от глубины залегания пласта, и на каждые 100 м погружения оно обычно возрастает примерно на 1 МПа.

Породы в условиях залегания в пласте находятся под воздействием вертикального и бокового горного давления вышележащих пород и внутрипорового пластового давления. Считается, что средняя плотность насыщенных водой пород в условиях нефтегазовых залежей - 2470 кг/м3.

На первой стадии геологическими и геофизическими методами выявляются возможные нефтегазоносные зоны, дается оценка их запасов и устанавливаются первоочередные районы для дальнейших поисковых работ. На второй стадии производится более детальное изучение нефтегазоносных зон геологическими и геофизическими методами. На третьей стадии поисков производится бурение поисковых скважин с целью открытия месторождений.

 

Вязкость нефти и воды зависит в основном от состава углеводородов нефти, температуры и количества растворенного газа.