Історія розвитку нафтових, газових та газоконденсатних родовищ.

Сучасні досягнення нафтової і газової промисловості можливі завдяки розвитку нафтовій геології, техніці буріння, видобування, технології розро­бки покладів та хімічної переробки нафти та газу.

В дореволюційній Росії існувала так звана «горизонтальна геологія», в той час свердловини для отримання нафти бурили такої глибини, на якій була отримана нафта у розвідувальній свердловині.

В 1905 році Стрижов підрахував запаси по Грозненському нафтовому районі.

В 1906 році підраховані запаси по Балахано-Сабучинському району в Азербайджані.

В 1925 році Абрамович вперше поставив питання про раціональну сис­тему розробки нафтоносного пласта-резервуара як окремого експлуатацій­ного об’єкта. В 1927 році він опублікував першу класифікацію систему роз­робки покладів нафти.

Велике значення мали розпочаті в 1921 році, в зв’язку з проблемами ви­добутку нафти і газу теоретичні і експериментальні роботи акад. Л.С. Лейбе­нзона, який є основоположником радянської школи вчених, працюючих в об­ласті підземної гідравліки.

В цих роботах вперше виведені диференційні рівняння руху газу та газо­ваної рідини в пористому середовищі, виявлені особливості роботи газових свердловин, математично оброблені криві продуктивності та режими роботи нафтових свердловин і пластів, описані методи підрахунку запасів нафти і газу в пластах, проблеми витіснення нафти і газу водою і т.д.

В квітні-травні 1930 року комісією геологів під керівництвом І.І. Губкіна для Ново-Грозненського району була встановлена система розбурювання зводу та призводової частини по ущільненій сітці, розташованим вздовж вісі антиклинам, з поступовим розбурюванням пласта вниз по падінню при більш розрідженій сітці.

Особливо велике значення мали роботи грозненських геологів в 1932 році, які підтвердили, що головною силою, яка рухає нафту до вибоїв сверд­ловини у найбільш продуктивних пластах є напір крайових вод.

Це змінило точку зору американського дослідника Брігса з 1865 року, який вважав, що пружність газів є єдиною силою, яка просуває нафту по пла­сту до вибоїв свердловин.

В 1930 році Нікітін запропонував для багатопластових родовищ систему розробки знизу в гору, яка була здійснена в бухті Ілліча (Апшеронський пів­острів, Баку) і отримала в подальшому широке розповсюдження.

Принципово важливим було підтвердження можливості проявлення в покладі декількох режимів, а не одного.

Вихідні положення радянських вчених, прийняті на з’їзді нафтовиків в 1933 році, стали джерелом створення раціональних систем розробки покладів нафти, що забезпечують високі і стійкі дебіти нафти.

В 1941 році при Московському нафтовому інституті було створено прое­ктно-вишукувальне бюро, яке продовжувало методичні і практичні роботи по проектуванню розробки нафтових родовищ.

В теперішній час відкрито багато газових родовищ і будуть відкриватись ще.

Саме тому особливу важливість набувають вирішення задач раціональ­ної розробки газових родовищ.

Навряд чи в наші дні потрібно доводити, що раціональна розробка та експлуатація газових покладів можлива лише в тих випадках, якщо вона по­будована на науковій основі.

Встановлення аналітичних основ раціональної розробки газових родо­вищ повинно базуватися на науковій теорії руху газу в пористому середо­вищі. Засновник цієї теорії – акад. Л.С. Лейбензон. В 1932 році він у статті «Про режими нафтових свердловин і підрахунку запасів нафтових родовищ» розглянув задачу про витік газу із пласта та вивів рівняння руху газу в пласті.

В 1934 році в роботі Лейбензона «Підземна гідравліка води, нафти та газу» вирішені задачі, пов’язані з установленим і неустановленим рухом газу в пористому середовищі, а також розглянута задача про витіснення газу во­дою.

В 1939 році Лапук вирішив питання термодинамічних процесів при пе­ресуванню газу в пластах, в результаті чого встановлена можливість у всіх практично цікавих випадках розглядати фільтрацію газу як ізотермічний процес.

В лютому 1944 року, в Московському нафтовому інституті під керівниц­твом Лапука була розпочата робота з науково-дослідницької теми «Встанов­лення основ раціональної розробки газових родовищ».

Під час ВВВ ці роботи проводились в Уфинському нафтовому інституті, куди був переведений Московський нафтовий інститут.

На Туймазинському та Бавлинському нафтовому родовищі проводили законтурне заводнення і був продовжений фонтанний період видобутку на­фти на цих родовищах і збільшений коефіцієнт нафтовіддачі.

На основі теоретичних робіт і практичних досліджень по цим родови­щам був складений підручник «Розробка нафтових родовищ» А.П. Крилова.

На Україні проводились роботи по площевому заводненню на Борислав­ському родовищі в 1954 році.

На Надворнянському нафтовому районі – застосували газоводяну репре­сію, підтримання газу з іншого горизонту.

Долинський нафтовий район – впроваджена закачка води, термічні ме­тоди, перепуск газу.

Полтавський нафтопромисловий район: Глинсько-Розбишевське родо­вище (1958р.), Качанівське (1957р.), Гнединцівське (1959р.).

На Глинсько-Розбишівському, Леляківському та Качанівському родови­щах проводиться закачування води для підтримання тиску.

«Нафта і газ України» до 2010 року пердбачено довести видобуток на­фти з конденсатом до 7,5 млн. т, газу – 35,3 млрд. м³.

Нафта 1995 р. – 2,8 млн. тон.

Газ 1995 р. – 17,4 млрд. м³.

Лекція № 2.

Системи розробки нафтових, газових і газоконденсатних родовищ.

2.1. Класифікація і характеристика систем розробки.

2.2. Об’єкти і системи розробки.

Система розробки родовищ передбачає рішення й здійснення наступних заходів:

1. Виділення експлуатаційних об’єктів (на багатопластовому родовищі) і визначення порядку введення їх у розробку.

Експлуатаційний об’єкт – продуктивний шар або група шарів, які розроблюються самостійною сіткою свердловин при забезпеченні контролю і регулювання процесу їхньої експлуатації.

2. Визначення числа свердловин, розміщення їх на експлуатаційному об’єкті і порядок введення свердловин у роботу.

3. Установлення режиму роботи експлуатаційних (іноді і нагнітальних) свердловин (визначення їх дебітів або витрат, забійних тисків і зміна цих показників у часі).

4. Регулювання балансу пластової енергії у покладах нафти або газу шляхом впливу на шари в цілому.

Системи розробки родовищ можна класифікувати по характеру або по­рядку здійснення зазначених заходів у такий спосіб.

Стосовно до нафтових родовищ:

1. Експлуатаційні об’єкти на багатопластовому родовищі підрозділяються на базисні (основні) і зворотні.

У якості базисних вибирають відносно більш вивчені, а також порівняно більш великі (по запасах нафти і газу) і більш продуктивні (по продуктивності свердловин).

Зворотними об’єктами можуть бути свідомо менш продуктивні і менше по запасах нафти і газу. Розробка не може передбачатися шляхом повернення свердловин із зворотного на базисний.

2. Розміщення свердловин на об’єктах може бути рівномірним (на покладах з нерухомими контурами нафтоносності або з рівномірним розподілом пластової енергії на площі покладу) або рядами (на покладах з контурами, що переміщаються, нафта-вода або газ-нафта).

3. Порядок введення експлуатаційних свердловин може бути одночасний, по сітці, що згущається або повзучій системі.

Умовно одночасним можна вважати введення свердловин в експлуатацію протягом перших одного-трьох років розробки об’єкта. Цей період не буде мати істотного значення в загальному терміну розробки об’єкта.

Система розбурювання, що згущається, свердловин доцільна на великих по розмірах об’єктах зі складною геологічною будовою покладів. За даними буріння і дослідження свердловин першої черги уточнюється геологічна будова неоднорідного покладу, у результаті цього може бути змінена схема розміщення (а іноді і необхідне їх число) свердловин при подальшому розбурюванні об’єкта. Економічна ефективність такого підходу (при неминучому перетинанні шляхів переміщення бурових установок) досягається за рахунок скорочення числа свердловин (при виключенні буріння продуктивних або малопродуктивних свердловин) або за рахунок переміщення частини свердловин, які буряться в другу чергу в більш сприятливі геологічні умови.

При розбурюванні свердловини по тягучій системі, (такий порядок може виникнути в зв’язку, наприклад, з особливостями болотистої місцевості) доцільно починати буріння рядів свердловин, що розташовуються ближче до об’єкта живлення (природної або штучної).

4. По методах регулювання балансу пластової енергії системи розробки бувають зі штучним заводненням пластів або з нагнітанням газу в пласт.

При розробці нафтових родовищ застосовуються наступні системи штучного заводнення:

• законтурне;

• приконтурне;

• внутрішньоконтурне (останнє, у свою чергу, має кілька різновидів).

Законтурне заводнення застосовують при розробці порівняно не великих за розмірами покладів нафти (при їх ширині до 5 км). Закачування води при цьому здійснюється в ряд нагнітальних свердловин, розташованих за зовнішнім контуром нафтоносності (на відстані 100 м або кількох сотень метрів).

Приконтурне заводнення застосовують на порівняно невеликих по розмірах покладах нафти, але у випадках, коли істотно знижена проникність пласта в законтурній області або утруднений зв’язок нафтонасиченої частини пласта з цією областю.

Останнє, наприклад, спостерігається за рахунок випадання щілинних фракцій нафти що окислилась в області водонафтового контакту.

Внутрішноконтурне заводнення застосовують на великих за розмірами покладах нафти.

Гідродинамічні розрахунки, що приводяться для одночасної роботи декількох рядів свердловин при законтурному заводненні (з постійними за тисками) показують, що найближчі до контуру нафтоносності 3-4 ряду свердловин майже цілком екранують роботу внутрішнього ряду.

Приріст сумарного дебіту нафти з покладу зі збільшенням числа одночасно працюючих рядів свердловин зменшується, а середній дебіт одного ряду також безперервно падає.

Отже термін розробки великих покладів при законтурному заводненні різко подовжується, а поклад нафти в центральній частині змушений консервуватися.

На практиці застосовують наступні різновиди внутрішньоконтурного заводнення:

1. „розрізання” покладів нафти рядами водяних нагнітальних свердловин на площі самостійної розробки.

2. блокове заводнення – розрізування покладів попередніми ря­дами нагнітальних свердловин на блоки, у межах яких розміщається непарне число рядів експлуатаційних свердловин.

3. виборче заводнення – нагнітальні свердловини вибираються з числа пробурених по рівномірній сітці свердловин за результатами попередніх складань розрізів або продуктивних відкладень і гідродинамічних досліджень.

4. осередкове заводнення – нагнітальні свердловини рівномірно розміщаються між видобувними.

Під системою розробки нафтового і газового (газоконденсатного) родовища розуміють сукупність взаємозв'язаних інженерних рішень, що визначають, : темп і послідовність буріння свердловин; геометрію розташування свердловин на площі, щільність сітки свердловин, число резервних свердловин, наявність і спосіб дії на пласти, систему заводнювання, охорону надр і довкілля.

Розглянемо кожного з елементів системи розробки окремо.