Все про нафту, Способи розробки родовищ нафти

Способи розробки родовищ нафти

Як відомо, нафта рухається пластом-колектором до видобувної свердловини під дією перепаду тиску. Рух відбувається за умови, що в пласті тиск вищий, ніж на вибої свердловини.

У початковій стадії розробки нафтового родовища пластового тиску, як правило, достатньо забезпечення припливу нафти до свердловини. Згодом пластовий тиск поступово знижується і для його підтримки потрібне проведення спеціальних заходів (організація закачування води, газу тощо).

Залежно від того, за рахунок чого відбувається поповнення енергії пласта і забезпечується просування нафти до свердловини, що видобуває,способи розробки поділяють на 3 класи:

1 Первинні методи (Primary Recovery)
2 Вторинні методи (Secondary Recovery)
3 Третичні методи (Tertiary Recovery)

Зазвичай система розробки родовища послідовно видозмінюється (якщо говоримо про родовищі традиційної легкої нафти): від Первинних методів на I стадії розробки переходять до Вторинним методам на II і III стадіях і до Третинним методам на III і IV стадіях розробки родовища.

Родовища нетрадиційної (важкої, надважкої, високов'язкої, сланцевої) нафти вимагають нетрадиційного підходу. Розробку таких родовищ починають відразу з третинних способів, розробляючи часто зовсім новий унікальний метод.

Первинні методи (Primary Recovery)

Первинні методи - це методи розробки, засновані на вилучення нафти з допомогою потенціалу внутрішньої енергії пласта. Приплив нафти забезпечується з допомогою природних сил.

Взагалі кажучи, у нафтовому покладі діє безліч факторів, яківпливають на рух флюїдів у пласті. Сукупність всіх природних і штучних факторів, що визначають процеси, що проявляються в пористому шарі при його розробці, називаютьрежимом пластаабо точнішережимом експлуатації нафтового покладу.

Усього при видобутку нафти розрізняють 5 режимів:

- Водонапірний (жорстко-водонапірний)
- Пружний (пружно-водонапірний)
– Газонапірний (режим газової шапки)
– Режим розчиненого газу
- Гравітаційний

Водонапірний- основною силою, що рухає нафту до забою свердловини, є напір пластових вод, при якому відбувається компенсування відбору рідини просуванням пластової води в продуктивну частину пласта. Такий режим зазвичай формується у водонапірних комплексах літологічно однорідних та витриманих високопроникних пластів за відносної близькості покладів до областей живлення водонапірного комплексу. Кінцева нафтовіддача за такого режиму сягає 65-80%.

Пружний– основною силою є пружне розширення пластової рідини та породи при зниженні пластового тиску. При цьому режимі відбір рідини не повністю компенсується просуванням законтурних вод до покладу. Кінцева нафтовіддача – до 50-70%.

Газонапірний– основною силою є напір газу газу, що розширюється, газової шапки, при якому відбір рідини повністю не компенсується просуванням пластової води в продуктивну частину пласта. Кінцева нафтовіддача – до 40-60%.

Режим розчиненого газу- основною силою є розширення газу, що виділяється з нафти при зниженні пластового тиску. При цьому режимі відбір рідини повністю не компенсується просуванням пластової води в продуктивну частину пласта. Формується при посиленому відборі рідиниз пласта, що призводить до зниження пластового тиску до значень нижче тиску насичення нафти газом. Кінцева нафтовіддача – до 10–30%.

Гравітаційний– основною силою є сила тяжкості самої нафти. Такий режим може виявлятися за повної ізоляції покладу від водоносної частини, і навіть за відсутності газу (вільного чи розчиненого). Досить рідкісний режим зазвичай виникає на останній стадії розробки в покладі, спочатку експлуатується при режимі розчиненого газу. Кінцева нафтовіддача – до 10-20%.

Змішані режимиможуть виникати:

коли один режим змінює інший або
коли окремі ділянки покладу працюють за різних режимів

Практика розробки родовищ показує, що видобуток нафти при використанні тільки природних сил призводить до значних втрат нафти, що видобувається в надрах. Тому на ранніх стадіях розробки родовищ застосовують вторинні чи третинні методи на знижується енергію пласта.

Вторинні методи (Secondary Recovery)

Вторинні методи – це методи розробки, у яких вилучення нафти з пласта відбувається з допомогою підтримки внутрипластовой енергії з допомогою закачування води чи газу (у газову шапку). Інакше кажучи, вторинні методи засновані на штучному підтримці пластового тиску.

По суті, є лише два методи, які відносяться до вторинних:

α Підтримка пластового тиску закачуванням води. У цьому випадку реалізується водонапірний режим експлуатації покладу.
β Підтримка пластового тиску закачуванням газу в газову шапку (для покладів з наявністю газової шапки). У цьому випадку реалізується газонапірний режим.

Вторинні способи розробки нафтовихродовищ – найпоширеніші.

Третичні методи (Tertiary Recovery)

До третинних методів відносятьметоди збільшення нафтовіддачі (МУН). Це методи засновані на вилучення нафти з використанням потенціалу внутрішньопластової енергії за рахунок закачування агентів, що відрізняються від вторинних способів, що використовуються підвищеним потенціалом витіснення нафти - теплові, газові, хімічні, мікробіологічні.

Інакше кажучи, третинні методи – це методи, у яких ми як штучно підтримуємо пластовий тиск, а й змінюємо властивості агентів витіснення і/або властивості нафти, що у пласті. І таким чином, забезпечуємо підвищення ступеня вилучення нафти із пласта.

Існує4 шляхи підвищення ступеня вилучення нафти з пласта:

Зниження обсягу нафти, що залишається в порах гірської породи;
Зменшення кількості (або площі) недренованих зон, тобто зон, в яких не відбувається переміщення нафти до свердловин, що добувають. Такі зони можуть утворюватися «завдяки» певному розташуванню свердловин (тобто залежать від сітки свердловин на родовищі);
Зниження ймовірності кинджальних проривів води. Такі прориви відбуваються при витісненні нафти водою, коли вода, що закачується, знаходить найкоротший шлях до видобувної свердловини по вузькому каналу. В результаті ми замість нафти видобуваємо воду з свердловин, що добувають, а в пласті при цьому залишаються не охоплені витісненням зони;
Запобігання виникненню зон зниженого тиску. Зон, в яких тиск води, що закачується, значно знижується у зв'язку зі зменшенням товщини пласта.

Різні методи збільшення нафтовіддачі знаходяться у різному стані вивченості. Наприклад, закачування пари або полімерне заводнення відносяться додобре вивченим методам, які підтвердили свою ефективність. Парогравітаційна дія, закачування вуглекислого газу (СО2), розчинників, внутрішньопластове горіння характеризуються як розвиваються та/або в стадії дослідно-промислових випробувань. Застосування азотних/вуглекислотних пін, внутрішньопластовий каталітичний крекінг важкої нафти, різні гібридні методи перебувають у стадії вивчення.

В даний час достатньо освоєно і застосовуються в промислових масштабах наступні чотири групи методів збільшення нафтовіддачі:

Теплові методи (витіснення нафти теплоносіями, вплив за допомогою внутрішньопластових екзотермічних окисних реакцій);
Газові методи (закачування вуглеводневих газів, рідких розчинників, вуглекислого газу, азоту, димових газів);
Хімічні методи (заводнення із застосуванням поверхнево-активних речовин (ПАР), полімерне, міцелярне заводнення та ін.);
Мікробіологічні методи (введення у пласт бактеріальної продукції або її утворення безпосередньо у нафтовому пласті).

Практичне застосування МУН – річ досить складна. Немає однозначної відповіді, як і як застосовувати той чи інший метод. Кожне родовище потребує індивідуального підходу. Методи підвищення нафтовіддачі можуть мати значний ефект за умови, що це придатні для даного конкретного родовища методи.