Лекції з розробки нафтових родовищ
Розробка нафтових і газових родовищ - інтенсивно розвивається галузь науки. Подальше її розвиток буде пов'язано із застосуванням нових технологій видобування нафти з надр, нових методів розпізнавання характеру протікання внутріпластового процесів, використанням досконалих методів планування розвідки і розробки родовищ, застосуванням автоматизованих систем керування технологічними процесами вилучення корисних копалин з надр, розвитком методів детального обліку будови пластів і характеру протікають в них процесів на основі детермінованих моделей, що реалізуються на потужних комп'ютерах.
Розробка нафтових родовищ - це самостійна комплексна галузь науки і інженерна дисципліна, що має свої спеціальні розділи, пов'язані з вченням про системах і технологіях розробки родовищ, плануванням і реалізацією основного принципу розробки, проектуванням і регулюванням розробки родовищ.
Наукою про розробку нафтових родовищ називають здійснення науково-обґрунтованого вилучення з надр містять в них вуглеводнів і супутніх їм корисних копалин. Принциповою відмінністю розробки нафтових родовищ від інших наук є те, що інженер-розробник не має безпосереднього доступу до нафтових пластів. Вся інформація йде через пробурені свердловини.
Нафтові і нафтогазові родовища - це скупчення вуглеводнів в земній корі, приурочені до однієї або декількох локалізованим геологічними структурами. Поклади вуглеводнів, що входять до родовища, зазвичай залягають в пластах або масивах пористих і проникних гірських порід, що мають різне поширення під землею і різні геолого-фізичні властивості.
Нафта, залягаючи в пористих пластах, схильна до гідростатичного тиску і натиску контурних вод. Пласти відчувають гірничий тиск - вага верхніх гірських порід. Над залежью нафти може залягати газова шапка, що чинить тиск на поклад. Усередині поклади діють сили пружності нафти, газу, води і породи пласта.
Нафта, вода, газ, насичують пласти мають різну щільність і розподілені в покладах відповідно до проявом гравітаційних сил. Змішуються рідини - нафта і вода, перебуваючи в контакті в дрібних порах і капілярах, схильні до дії поверхнево-молекулярних сил, а на контакті з твердою породою - натягу змочування. Коли починається експлуатація пласта, природну рівновагу цих сил порушується в зв'язку зі зниженням тиску в поклади і починається складне їх прояв в результаті чого починається рух рідин в пласті. Залежно від того, які сили, що викликають цей рух переважають, розрізняють різні режими роботи нафтових пластів.
1. 2. Режими роботи нафтових покладів
Режимом роботи поклади називається прояв переважного виду пластової енергії в процесі розробки.
Розрізняють п'ять режимів роботи нафтових покладів: пружний; водонапірний; розчиненого газу; Газонапірний; гравітаційний; змішані. Такий поділ на режими в «чистому вигляді» досить умовно. При реальній розробці родовищ в основному відзначають змішані режими.
Пружний режим або замкнуто-пружний
При цьому режимі нафта витісняється з пористого середовища за рахунок пружного розширення рідин (нафти і води), а також зменшення (стиснення) порового об'єму при зниженні пластового тиску. Сумарний обсяг рідини. відбирається з пласта за рахунок цих сил визначається пружною ємністю порід, насичення цього обсягу рідиною і величиною зниження пластового тиску
Qж = (Рпл. Нач - РТЕК) Vп
Рпл поч і Р тек - початкова і поточний пластовий тиск
Головна умова пружного режиму - перевищення пластового тиску і забійного, над тиском насичення, тоді нафту знаходиться в однофазному стані.
Якщо поклад литологически або тектонічно обмежена, запечатана, то виявляється замкнуто-пружний режим.
В обсязі всього пласта пружний запас нафти складає зазвичай малу частку (приблизно 5- 10%) по відношенню до загального запасу, але він може висловлювати досить велика кількість нафти в масових одиницях.
Для даного режиму характерно значне зниження пластового тиску в початковий період відбору нафти і зменшення дебітів нафти