13.2. Спостереження в процесі видобутку

У процесі закачування води і газу в будь-яку ділянку пла­ста чи в пласт спостерігають за зміною:

• пластового тиску чи рівня рідини в свердловинах;

• коефіцієнта продуктивності та дебіту свердловин;

• газового фактора і відсотка обводнення свердловин;

• складу нафти, води і газу у видобуваній продукції;

• контурів нафтоносності;

• приймальності нагнітальних свердловин.

Отримані дані беруть за основу для встановлення технологічного проце­су закачування робочого агенту, тиску нагнітання, кількості робочого агенту, темпу відбору продукції і закачування робочого агенту в пласт в цілому, а також по окремих свердловинах. З метою контролю за процесом дії на пласт виділяють спеціальні свердловини — п'єзометричні і контрольні.

Під час нагнітання повітря в пласт регулярно контролюють густину по­вітряної суміші на усті нагнітальних свердловин, вмісту в ньому азоту, метану та інших газів для запобігання утворення вибухонебезпечних газоповітряних сумішей. Для спостережень за зміною контурів водоносності будують карти обводнення свердловин і карти газових факторів на кожний квартал.

Особливу увагу слід звертати на запобігання проникнення робочого агенту з нагнітальних свердловин в експлуатаційні. У разі їх проникнення різко збільшується (вже на початковій стадії процесу) газовий фактор або відсоток води у видобувних свердловинах, зменшується коефіцієнт продук­тивності свердловин (відношення об'єму нафти за добу до об'єму продук­ції, що надійшла із свердловин за той самий час), а також дебіти.

Для боротьби з проникненням робочого агента в експлуатаційній сверд­ловині застосовують:

• обмеження об'єму закачування робочого агенту і дебітів свердловин на ділянках з його проникненням;

• періодичну експлуатацію видобувних свердловин і періодичне зака­ чування робочого агенту в нагнітальні свердловини;

• ізоляцію високопроникних пропластків у нагнітальних свердловинах установкою пакерів та проведенням інших заходів.

Під час здійснення вторинних методів видобутку нафти ведуть ретель­ну геолого-технічну документацію всього процесу.

13.3. ТИПИ ЗАВОДНЕННЯ НАФТОВИХ ПЛАСТІВ

Заводнення — найпоширеніший із вторинних методів ви­добутку нафти. Для цього застосовують законтурне, приконтурне, цент­ральне внутрішньоконтурне, осьове та площове заводнення. Крім того, існує метод заводнення нафтового покладу з розрізанням його на окремі сектори.

Законтурне заводнення

Для законтурного заводнення нагнітальні свердловини роз­ташовують за межами зовнішнього контуру нафтоносності.

Законтурне заводнення застосовують для вилучення нафти з пластів за таких умов:

1. високої проникності колекторів на периферійних ділянках і нероз­ ривності (суцільності) пласта;

2. недостатньої швидкості просування природних контурних вод;

3. низького коефіцієнта рухливості нафти в пласті (відношення в'яз­ кості нафти до в'язкості води в пластових умовах).

Для законтурного заводнення нафтового'пласта з метою рівномірного просування контурів нафтоносності відстань між нагнітальними свердлови-

нами приймають не більше, ніж відстань між ними та зовнішнім контуром наф­тоносності (рис. 13.1).

Приконтурне заводнення

Приконтурне заводнення передбачає роз­ташування нагнітальних свердловин між зовнішнім і внутрішнім контурами наф­тоносності (рис. 13.2). Його застосову­ють, коли продуктивний пласт характе­ризується на периферійних ділянках крил і перикліналей антикліналі або структури іншого типу низькими пара­метрами колекторних властивостей.

Внутрішньоконтурне заводнення

Внутрішньоконтурне заводнення нафтового пласта може бути центральним і осьовим.

Центральне внутрішньоконтурне заводнення покладу застосовують, коли пласт приурочений до куполоподібних антиклінальних структур (рис. 13.3, а). Нагнітальні свердловини розташовують на склепінні структури в самому центрі або по концентричному колу (за значних розмірів куполоподібних структур).

Осьове внутрішньоконтурне заводнення покладу нафти застосовують на брахіантикліналях і лінійно витягнутих структурах (рис. 13.3, б). Нагніталь­ні свердловини розташовують уздовж великої осі антикліналі, оскільки в цій частині структури колекторні властивості пластів завжди поліпшуються внаслідок тріщинуватості гірських порід. Нагнітання води в пласт здійс­нюють у напрямку вниз по падінню пласта.

Плошове заводнення

Площове закачування води в нафтовий пласт застосовують:

• якщо проникність колекторів є невисокою і водночас змочування глинистих частинок у пісковиках водою не спричинює значного зниження їх проникності;

• за низької водонасиченості пласта і, відповідно, невеликого вмісту води у видобувній нафті (10—20 %);

• якщо залишкова нафтонасиченість пласта перевищує 35—40 %. Нагнітальні свердловини розміщують рівномірно по площі пласта в

проміжках між експлуатаційними свердловинами. Найпоширенішими сис­темами розміщення свердловин при цьому є п'яти- і семиточкова. За п'я-титочкової системи нагнітальні свердловини розташовують по сторонах

квадратів, експлуатаційні — в цент­рах квадратів; за семиточкової сис­теми нагнітальні свердловини роз­ташовують по кутах шестикутни­ка, експлуатаційні — в центрі шес­тикутника (рис. 13.4).

Таке розташування нагніталь­них і експлуатаційних свердловин забезпечує рівномірну дію води,

що нагнітається, на поклад. Проте всю площу заводнити повністю не вда­ється і ступінь обводненості площі визначають коефіцієнтом заводнення, або коефіцієнтом охоплення пласта, яким називають відношення площі (або об'єму) породи в покладі, охопленої заводненням, до всієї площі (або об'єму) покладу. Цей коефіцієнт переважно менший за одиницю.

Відстань між свердловинами під час здійснення процесу може зміню­ватися в широких межах залежно від проникності колекторів, об'ємів і тисків нагнітання.

Тиск нагнітання пов'язаний з об'ємами нагнітальної води і проникніс­тю порід. Слід враховувати, що із збільшенням темпів закачування води не завжди скорочуються терміни витіснення нафти, а часто відбуваються про­риви води у будь-якому напрямку. Оптимальні швидкість руху і тиск нагні­тання води встановлюють дослідним шляхом для кожного конкретного пласта.

Сумарне витрачання води за площового заводнення має не перевищу­вати на початковій стадії закачування 3 м³ води на 1 т видобувної нафти, на кінцевій стадії — 20 м³/т. Нормальним вважають витрачання води в се­редньому 10—15 м³/т. Якщо відомі залишкові запаси нафти, дані лабора­торних досліджень, можливий коефіцієнт вилучення нафти, то можна на­ближено обчислити сумарне витрачання води на заводнення і приблизний термін розробки пласта. Ефективність процесу площового заводнення за­лежить від вмісту зв'язаної води. Для успішного проведення процесу вміст зв'язаної води має не перевищувати 25 %, за вищого вмісту ефективність заводнення знижується.

У практиці проведення процесу в зв'язку з неоднорідністю будови по­кладів, особливо по вертикалі, можливі прориви води у будь-якому одному напрямку, що значно знижує ефективність заходу.

Для боротьби з цими явищами застосовують такі заходи:

• ізоляцію сильно поглинальних інтервалів у свердловинах їх цементу­ ванням, хімічним тампонажем, застосуванням пакерів;

• регулювання темпів нагнітання води і відбору рідини аж до припи­ нення прориву;

• часткове зменшення проникності найбільш поглинальних зон нагні­ танням у них забрудненої води, повітря в суміші з водою, а іноді навіть во­ ди з механічно розсіяними в ній частинками парафіну.

Для контролю за проривами води від нагнітальних свердловин у тих чи інших напрямках застосовують різноманітні індикатори, які додають у на­гнітальну воду (барвники, радіоактивні ізотопи).

Для нагнітання в пласт застосовують річкові, артезіанські, пластові і морські води, які мають відповідати таким вимогам:

• містити технічні домішки в кількості не більше 1 мг/дм³;

• не містити водоростей і мікрокомпонентів;

• зберігати стабільність у пластових умовах;

• містити залізо в оксидній формі в кількості не більше 0,5 мг/дм³;

• не спричиняти корозії трубопроводів;

• містити домішки нафти в кількості не більше 0,5 мг/дм³.

У відповідних геологічних умовах доцільно застосовувати комбіновані методи дії на пласт, наприклад закачування повітря в склепінну частину пласта і води в законтурну зону. Цей метод рекомендований для пластів з пониженою проникністю, у яких вплив нагнітальних свердловин не поши­рюється на всю площу пласта. На родовищах колишнього Радянського Союзу і США промислове нагнітання води в нафтові пласти з метою під­вищення нафтовіддачі було розпочато з 1943—1944 рр.

Нині метод заводнення пластів одержав широке застосування і мас­штаби його весь час зростають.