Источники пластовой энергии

ДОКЛАД

на тему: «Источники пластовой  энергии»

Приток жидкости и  газа из пласта в скважины происходит под действием сил, на природу  и величину которых влияют виды и  запасы пластовой энергии.

Источниками энергии, являются собственная пластовая энергия  системы и энергия, подаваемая извне, главным образом путем нагнетания в пласты под высоким давлением жидкостей и газов.

Основными источниками  пластовой энергии служат:

1. Энергия напора пластовой  воды (краевой или подошвенной);

2. Энергия расширения  свободного газа (газа газовой шапки);

3. Энергия расширения  растворенного в нефти газа;

4. Энергия упругости  жидкости и породы;

5. Энергия напора нефти  (гравитационная энергия).

Пластовая энергия расходуется  на совершение работы по перемещению  жидкостей и газов в пласте и подъему их на поверхность.

В зависимости от вида преимущественно проявляющейся  энергии вводят понятия режимов  работы залежи: водонапорный, режим  газовой шапки (газонапорный), растворенного  газа, упругий или упруговодонапорный, гравитационный и смешанный.

Жидкость из пласта в  скважину поступает под действием  перепада давления между пластом  и забоем скважины. Поэтому пластовое  давление - основной фактор, определяющий текущее энергетическое состояние  залежи.

Различают два типа источников пластовой энергии - естественные и искусственные. К естественным источникам относятся упругость пластовой системы, напор пластовых вод, наличие свободного газа (в виде газовой шапки), энергия растворенного газа, напор обусловленный силой тяжести. Пластовую энергию можно поддерживать искусственным способом - закачкой в пласт воды, пара или газа. В зависимости от того, какой источник пластовой энергии преобладает, формируется определенный режим разработки. Рассмотрим последовательно каждый из этих режимов.

Отбор нефти из залежи приводит к снижению там давления, в результате чего происходит расширение частиц породы, нефти и воды. А это, в свою очередь, уменьшает падение пластового давления. Таким образом, в процессе разработки начальная упругая энергия сжатия пластовой системы уменьшается. Метод разработки нефтяного месторождения, основанный на использовании запаса упругой энергии пластовой системы, называется разработкой на естественном режиме.

Совокупность всех естественных и искусственных факторов, определяющих процессы, проявляющиеся в пористом пласте при его дренировании системой эксплуатационных и нагнетательных скважин, принято называть режимом пласта. Выделяют пять режимов:

• водонапорный (естественный и искусственный),
• упругий,
• газонапорный (режим газовой шапки),
• режим растворенного газа,
• гравитационный.

водонапорный (естественный и искусственный),

При этом режиме фильтрация нефти происходит под действием  давления краевых или законтурных  вод, имеющих регулярное питание (пополнение) с поверхности за счет талых или  дождевых вод или за счет непрерывной закачки воды через систему нагнетательных скважин.

В отличие от естественного  водонапорного режима при искусственном  непрерывный напор воды, вытесняющей  нефть, создают ее нагнетанием с  поверхности через систему нагнетательных скважин. В таком случае пласт-коллектор не обязательно должен иметь выход на дневную поверхность для получения непрерывного питания.

При водонапорном режиме количество отобранной жидкости из залежи (нефть, вода) всегда равно количеству вторгшейся в залежь законтурной воды в пластовых термодинамических условиях.

Упругий режим.

При этом режиме вытеснение нефти происходит под действием  упругого расширения самой нефти, окружающей нефтяную залежь воды и скелета пласта. Обязательным условием существования этого режима (как и водонапорного) является превышение пластового давления над давлением насыщения (Pпл > Pнас). Пласт должен быть замкнутым, но достаточно большим, чтобы его упругой энергии хватило для извлечения основных запасов нефти.

Геологическими условиями, благоприятствующими существованию  упругого режима, являются:

• залежь закрытая, не имеющая регулярного питания;
• обширная водонасыщенная зона, находящаяся за пределами контура нефтеносности; отсутствие газовой шапки;
• наличие эффективной гидродинамической связи нефтенасыщенной части пласта с законтурной областью;
• превышение пластового давления над давлением насыщения.

Газонапорный  режим.

Этот режим проявляется  в таких геологических условиях, при которых источником пластовой энергии является упругость газа, сосредоточенного в газовой шапке. Для этого необходимо, чтобы залежь была изолирована по периферии непроницаемыми породами или тектоническими нарушениями. Законтурная вода, если она имеется, не должна быть активной. Нефтяная залежь должна находиться в контакте с газовой шапкой. При таких условиях начальное пластовое давление будет равно давлению насыщения, так как дренирование залежи происходит при непрерывном расширении газовой шапки и нефть постоянно находится в контакте с газом.

Для этого режима характерен закономерный рост газового фактора  и переход скважин на добычу чистого  газа по мере выработки запасов нефти  и расширения газовой шапки.

Режим растворенного  газа.

Дренирование залежи нефти с непрерывным выделением из нефти газа и переходом его в свободное состояние, увеличением за счет этого объема газонефтяной смеси и фильтрации этой смеси к точкам пониженного давления (забои скважин) называется режимом растворенного газа.

Источником пластовой  энергии при этом режиме является упругость газонефтяной смеси.

Условия существования  режима растворенного газа следующие:

• P_пл < Р_нас (пластовое давление меньше давления насыщения);
• отсутствие законтурной воды или наличие неактивной законтурнойводы;
• отсутствие газовой шапки;
• геологическая залежь должна быть запечатана.

Режим растворенного  газа характеризуется быстрым падением пластового давления и закономерным увеличением газового фактора, который  на определенной стадии разработки достигает  максимума, а затем начинает падать в результате общего истощения и полной дегазации месторождения. Режим отличается самым низким коэффициентом нефтеотдачи, в редких случаях достигающим значений 0,25.

Гравитационный режим.

Это режим при котором фильтрация жидкости к забоям скважин происходит при наличии «свободной поверхности». Свободной поверхностью называют поверхность фильтрующей жидкости или газонефтяной контакт, устанавливающийся в динамических условиях фильтрации, на котором давление во всех точках остается постоянным. Этот режим называют еще иногда безнапорным.

Гравитационный режим  может возникнуть в любой залежи на последней стадии ее разработки как естественное продолжение режима растворенного газа.