Давление в нефтяных и газовых залежах

Основные источники энергии в пластах

РЕЖИМЫ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ И ГАЗА

Всякая нефтяная или газовая залежь обладает потенциальной энергией, которая в процессе разработки залежи переходит в кинетическую и расходуется на вытеснение нефти и газа из пласта. Вытеснение флюидов из залежи происходит под действием природных сил, которые являются основными носителями пласто­вой энергии. Пластовая энергия аккумулируется в формирующейся залежи под воздействием водонапорной системы продуктивного горизонта. Под влиянием энергии этой же системы в период фор­мирования залежи происходит образование и накопление других источников пластовой энергии: упругих сил нефти, воды и породы; газа, сжатого в газовых шапках; газа, растворенного в нефти. Кроме того, в пластах действует сила тяжести нефти.

Проявление этих сил обусловливается характером подземного резервуара, типом и формой залежи, коллекторскими свойствами и неоднородностью пласта внутри залежи и вне ее, составом и соотношением флюидов и залежи, удаленностью ее от области питания пластовых вод и условиями разработки.

Для обеспечения притока нефти в скважину пластовое давле­ние, создаваемое этими источниками энергии, должно быть доста­точным для преодоления сил, противодействующих движению нефти в залежи и удерживающих ее в пласте. К этим силам от­носят: сопротивление трения; сопротивление деформации пузырь­ков газа при прохождении их через извилистые капилляры пере­менного сечения (эффект Жамэна); силы прилипания; капилляр­ные силы.

Эффективность источников пластовой энергии различна. Чем выше разница между напорами, создаваемыми источниками пла­стовой энергии и противодействующими им силами, тем выше энергетические ресурсы пласта.

Об энергетических ресурсах пласта судят по изменению пла­стового давления. Обычно, чем больше начальное пластовое давление, тем выше его энергетические ресурсы. Однако по на­чальному пластовому давлению не всегда можно создать правиль­ное представление о запасах энергии в пласте. Так, в небольших замкнутых глубокозалегающих резервуарах, начальное пласто­вое давление может быть высоким при незначительном запасе пластовой энергии, тогда как в обширных подземных резервуа­рах, залегающих сравнительно неглубоко и имеющих меньшее, чем в первом случае, начальное давление, запас пластовой энер­гии значительный. Наиболее полное представление о запасах пластовой энергии можно получить по характеру изменения пла­стового давления в процессе разработки залежи.

Как известно, пластовое давление увеличивается с глубиной. Установлено, что на каждые 10 м глубины в различных нефтега-зоносных районах оно возрастает на 0,08—0,12 МПа, что соответ­ствует гидростатическому давлению столба воды.

В большинстве нефтяных месторождений пластовое давление находится в прямой зависимости от глубины залегания пластов и ориентировочно его можно подсчитать,. разделив глубину за­легания пласта на 10 (р_па — Я/10).

Однако необходимо иметь в виду, что на ряде месторождений Азербайджана, Туркмении, Северного Кавказа и т. п. пластовое давление значительно превышает гидростатическое. Такое явле­ние может быть вызвано горным давлением, уменьшением глубины залегания залежи, приуроченной к замкнутому резервуару^ в результате вертикальных тектонических движений, а также связью залежи с более глубокими горизонтами по тектоническим трещинам. Для газовой залежи аномально высокое давление в кровле при значительной ее высоте обусловлено тем, что давле­ние во всей залежи определяется в основном величиной пласто­вого давления на'уровне газоводяного контакта. Схема подзем­ного резервуара пластового типа представлена на рис. 99.

Необходимо отметить, что до начала разработки залежи обычно давление в пласте на одной гипсометрической высоте одинаковое. Однако на некоторых месторождениях наблюдаются значитель­ные отклонения от этого правила, что обусловливается различным напором краевых вод на разных крыльях структуры, наличием тектонических трещин и т. п.

Карты изобар. Характер распределения пластового^ давления по пласту лучше всего исследовать по картам давлений,, или изобар.

8 Абрикосов И. X. и др. 225-

Методика построения карт изобар аналогична методике по­строения карт поверхностей топографического порядка.

Карты изобар, построенные по данным замеров пластовых давлений в скважине на уровне пласта или по данным о давле­ниях, пересчитанных на уро­вень пласта, называются карта­ми истинных изобар. Эти карты наряду с изменением давления в пласте при разработке зале­жей отражают и разницу в пластовых давлениях, завися­щую от гипсометрических отметок пласта и плотности насыщаю­щих их флюидов. В связи с этим использование таких карт в значительной степени затрудняет контроль за пластовым давле­нием при разработке. Поэтому на практике принято строить карты изобар по давлениям, пересчитанным на плоскость ВНК-Такие карты получили название карт приведенных изобар (рис. 100).

Расчет приведенного к плоскости ВНК давления /7_1ФИ,, по из­вестному значение истинного давления производится по формуле

п — п -J- ^Рж (^Яабс + ^А ~ ^А/ ~ ^Язам)

ГПРИВ —— И ИСТ 3Z ———————————————jq——————————— ,

где р_ист — истинное пластовое давление на глубине замера ^зчм'. ^абс — абсолютная глубина плоскости приведения давле­ний; А — альтитуда стола ротора скважины; А/ — удлинение скважины на глубине плоскости приведения; р_>к — плотность жидкости.

Если водонефтяной контакт негоризонтальный, то для расчетов принимается горизонтальная плоскость, проходящая через от­метку среднего значения ВНК-

Карты приведенных изобар рекомендуется составлять периоди­чески, раз в квартал. С этой цель-о пластовые давления в скважи­нах замеряют в течение периода, не превышающего 30 дней. К замерам надо приступить за 15 дней до начала квартала.

При сравнении карты изобар, построенной в данном квартале, с картой изобар предшествующего квартала видно, как измени­лось давление за этот период. Дальнейшим анализом всего про­мыслового материала (отбора нефги из добывающих скважин, закачки воды в нагнетательные скважины, коллекторских свойств пласта и т. п.) можно установить причины изменения давления в тех или иных участках пласта. Особое внимание необходимо обращать на зоны максимального падения пластового давления. По результатам анализа карт изобар должны быть рекомендо-

ваны и приняты меры по устранению причин резкого падения давления на отдельных участка-х пласта.

Для газовых залежей карта истинных изобар и приведенных к плоскости ГВК практически будет совпадать, так как давление в различных частях газовой залежи, расположенных на разных гипсометрических уровнях, изменяется незначительно.