Понятие о режимах нефтегазоводоносных пластов

Постановка и решение газо-гидродинамических задач разработки месторождений в значительной степени определяются природой движущих сил, обеспечивающих фильтрацию нефти или газа в пласте. В связи с этим большое значение имеет знание режимов нефтегазоносных пластов.

Режим продуктивных пластов в процессе их разработки зависит от многих естественных факторов и от системы разработки.

К естественным факторам, влияющим на режим разрабатывае­мого пласта, относятся геологические особенности строения пласта, фильтрационные характеристики пород пласта и насыщающих его жидкостей и газов, физические условия в пласте — давление, тем­пература и т. д.

Системой разработки пласта определяются: количество и способ рас­положения добывающих и нагнетательных скважин, последова­тельность их ввода в эксплуатацию, темпы отбора и закачки жидко­сти или газа в них, способы вскрытия продуктивного пласта, раз­меры и оборудование забоев скважин, методы воздействия на призабойную зону пласта и т. д.

Движение жидкости и газа в пласте в процессе его разработки происходит как за счет использования потенциальной энергии пласта и насыщающих его жидкостей, так и за счет дополнитель­ных внешних источников энергии.

Потенциальная энергия пласта выражается в следующих фор­мах: энергии напора краевых вод: потенциальной энергии упругой деформации жидкости и породы пласта; потенциальной энергии сжатия свободного и выделяющегося из жидкости при снижении давления газа; энергии, обусловленной силой тяжести пластовых жидкостей. Дополнительные внешние источники энергии связаны с закач­кой в пласт жидкости или газа для поддержания пластового дав­ления.

При разработке конкретного нефтяного или газового месторож­дения могут проявляться в разных соотношениях различные энергии пласта и насыщаю­щих его жидкостей.

Режимом нефтегазоводоносного пласта называется проявление доминирующей формы пластовой энергии в процессе разработки залежи нефти или газа.

В зависимости от формы пластовой энергии, за счет которой в основном происходит движение жидкости или газа в пласте, раз­личают следующие режимы нефтегазоводоносных пластов:

1) водонапорный режим, когда нефть вытесняется в добывающие скважины под действием напора краевой или подошвенной воды;

2) газонапорный режим, если нефть или вода вытесняется в сква­жины в основном под действием напора сжатого газа, находяще­гося в виде газовой шапки над нефтью или водой. Этот ре­жим называют еще режимом газовой шапки;

3) режим растворенного газа, когда давление в нефтяной за­лежи ниже давления насыщения нефти газом и пузырьки окклю­дированного газа, расширяясь, вытесняют нефть к забоям сква­жин; такой режим еще называют “режимом гази­рованной жидкости” или “режимом окклюдированного газа”;

4) упругий режим, при котором нефть поступает в скважины за счет упругих свойств жидкости и породы пласта (подробнее об этом режиме далее);

5) гравитационный режим, когда нефть или вода добываются из пласта только за счет использования силы тяжести самой нефти или воды.

Следует отметить, что в промысловой практике нефтяная за­лежь редко эксплуатируется на каком-либо режиме весь период ее разработки. Так, месторождения с водонапорным режимом в на­чале разработки могут вследствие высоких темпов отбора нефти перейти на режим растворенного газа. Иногда различные участки одного и того же нефтяного месторождения могут эксплуатироваться при различных режимах: в приконтурные добывающие скважины нефть поступает за счет напора краевых вод, а в скважины, расположен­ные ближе к своду, за счет энергии газовой шапки или, возможно, за счет расширения выделившегося из нефти газа.

В практике разработки газовых и газоконденсатных место­рождений характерными являются два режима: газовый и водона­порный. При газовом режиме приток газа к добывающим скважи­нам происходит за счет потенциальной энергии расширения газа при снижении давления в залежи по мере его отбора. При этом контур­ные или подошвенные воды практически не вторгаются в газовую залежь и, следовательно, объем порового пространства газовой залежи практически не изменяется во времени.

При водонапорном режиме в процессе разработки в газовую залежь поступает контурная или подошвенная вода, что приводит к уменьшению объема порового пространства газовой залежи. При этом приток газа к забоям добывающих скважин осуществляется за счет использования, как энергии давления сжатого газа, так и за счет напора поступающей в газовую залежь воды.

Более подробные сведения о режимах пластов можно получить в специальной литературе по разработке нефтяных и газовых месторождений.