Способы разработки нефтяных месторождений
Движение нефти по пласту к добывающей скважине осуществляется за счет перепада давления. То есть давление внутри пласта должно превышать давление у забоя скважины (дна). При начале добычных работ на месторождениях нефти давления в пласте достаточно (почти всегда) для успешного процесса добычи. Но с течением времени пластовое давление уменьшается, что вынуждает предприятия производить ряд мероприятий для восстановления нужного баланса давления. Существует три основных способа разработки месторождений нефти и газа в зависимости от источника восполнения энергии пласта.
Первичный способ – это способ, который основан на извлечении нефти путем использования природной энергии пласта.
При таком способе разработки возможно применять все пять режимов работы месторождения.
- Водонапорный режим осуществляется за счет движения нефти к забою скважины под действием пластовых вод. Условием формирования такого режима работы являются наличие однородных водонапорных комплексов и источника питания их питания. В этом случае нефтеотдача составляет 65 – 80%.
- Газонапорный. При этом режиме основным источником энергии движения нефти к забою является газ газовой шапки или закачиваемый извне. При таком способе нефтеотдача составляет порядка 40-60%.
- При режиме растворенного газа основным источником движения нефти к скважине является расширение газа, который выделяется из нефти при процессе снижения энергии пласта. Нефтеотдача при таком способе составляет максимум 30 %.
- При упругом режиме работы основным источником движение нефти является процесс расширения пластовой жидкости.
- При гравитационном режиме работы источником движение нефти является ее собственная сила тяжести. Это довольно редкий режим и обычно применяется на конечных стадиях разработки. Нефтеотдача в это случае составляет максимум всего 20%.
Вторичные способы разработки основаны на извлечении нефти путем восполнения ее пластовой энергии при помощи специальных машин, механизмов и оборудования. К вторичным методам относятся только два: закачка воды в пласт, закачка газа в газовую шапку.
К третичным способам добычи нефти относятся методы повышения нефтеотдачи. Такие методы работы основаны на процессе закачки специальных агентов, которые обладают повышенным потенциалом вытеснения нефти. Они могут быть газовые, микробиологические, химические и тепловые.
Закачка газа в газовую шапку для вытеснения нефти
Газовая шапка – это скопление природного газа над нефтяной залежью.
Рисунок 1. Газовая шапка. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Использование закачки газа в газовую шапку для вытеснения нефти представляет собой режим работы месторождения, который называется «режим газовой шапки». Условиями применения такого режима является полное изолирование нефтяной залежи плотными и непроницаемыми горными породами. Также законтурная вода не должна быть активной, при этом нефть должна обязательно контактировать с газовой шапкой. Также данный метод применяется при отсутствии источников воды или условия закачки воды неблагоприятны (сильные морозы и т.п.). Для месторождения с таким режимом работы характерны постепенное падение пластового давления и рост газового фактора, что способствует к переходу от добычи нефти к добыче природного газа.
Системы закачки газа в скважину или в газовую шапку бывают двух видов: центральная (обратная) кольцевая (прямая) системы, которые различаются направлением движения газа в скважине или газовой шапке. В первом случае закачка газа происходит в колонны насосно-компрессорных труб, а откачка по затрубному пространству. В втором данный процесс протекает наоборот.
Обычно в качестве источника газа для вытеснения нефти используется попутно добываемый газ месторождения. При режиме газовой шапки, основные принципы добычи и разработки месторождения нефти сохраняются, но добавляется процесс предотвращения образования газовых конусов в скважинах.
Преимуществом применения режима газовой шапки являются:
- Экономия средств за счет отказа от строительства газопровода от месторождения до газоперерабатывающего завода.
- Повышенный коэффициент полезного действия систем, которые отвечают за поддержку пластового давления.
Но кроме преимуществ у данного режима есть и недостатки:
- Необходимость увеличения давления на забое за счет увеличения рабочего давления на компрессорной станции.
- Затраты на компримироание газа (промышленное сжатие).
- В процессе закачки газа, часть его растворяется в нефти, что вынуждает организовать процесс его восполнения.
Как показывает практика недостатки режима газовой шапки достаточно ощутимы, поэтому данный режим не получил широкого распространения на нефтяных месторождения Российской Федерации.
