3.5 Выделение эксплуатационных объектов на многопластовых нефтяных месторождениях

Принципы объединения нескольких продуктивных пластов в один

эксплуатационный объект.

Эксплуатационный объект — это часть нефтяной залежи по площади и по толщине пластов, предназначенный для эксплуатации по самостоятельным сеткам добывающих и нагнетательных скважин. Правильный выбор таких объек­тов — залог эффективной разработки нефтяного месторождения с высокими тех­нико-экономическими показателями.

В настоящее время в связи с улучшением технической оснащенности промыс­лов наблюдается тенденция учета большего числа параметров и критериев при объединении нескольких пластов в один эксплуатационный объект. Например, значительная разница в проницаемости пород пластов с различными свойствами не влияет на их объединение в один объект разработки, так как методы поддер­жания давления при закачке воды в различные пласты через нагнетательные скважины, расположенные по единой сетке, позволяют регулировать продвиже­ние водонефтяного контакта. С увеличением числа разрабатываемых пластов один и тот же дебит получают при меньших депрессиях, в результате чего удли­няется фонтанный период работы пласта, эксплуатируются насосные сква­жины с меньшими глубинами спуска оборудования, затрудняется разруше­ние слабосцементированных пластов и прорыв посторонних вод в скважи­ну и т. д.

Различные пласты объединяются на основе комплексного изучения геологи­ческого строения залежи и отдельных ее объектов, гидродинамической их харак­теристики и технико-экономических показателей разработки при различных схемах выделения эксплуатационных объектов [34]. Основной критерий правиль­ности выделения эксплуатационных объектов — рациональность показателей разработки. Считается лучшим тот вариант, который обеспечивает выполнение плановых заданий при наименьших расходах средств и максимально возможных коэффициентах нефтеотдачи в условиях соблюдения всех необходимых мер по охране недр и окружающей среды.

При изучении геологического строения продуктивной толщи анализируются различные ее характеристики: толщина и число продуктивных пропластков и раз­деляющих их промежуточных зон; литологическая характеристика продуктивных пластов; коллекторские свойства пород; типы залежей, приуроченные к различ­ным горизонтам; степень совпадения в них и положение водонефтяных контактов (ВНК); наличие водоносных и газовых горизонтов в продуктивной толще; ожи­даемые и планируемые режимы работы пластов; состав и свойства нефти и газа в различных горизонтах; запасы в них нефти и газа.

Самостоятельными объектами разработки могут быть пласты значительной толщины, имеющие крупные (20—30 м и более) непроницаемые разделы. При не большой их толщине и наличии зон слияния, осложняющих раздельное нагнетание воды в каждый из пластов и регулирование процессов разработки, пласты объединяются в единый эксплуатационный объект. Желательно, чтобы типы залежей были одинаковыми.

Нецелесообразно объединять пласты с различной литологической характеристикой (например, коллектор, сложенный трещиноватыми карбонатными по­родами, с терригенным). Считается, что допустимо совмещать пласты, проницае­мость пород в которых различается в 2—3 раза, если методы поддержания давле­ния позволяют выравнивать темпы их выработки. Объединение пластов целесообразно при единых водонапорной системе и по­верхности водонефтяного контакта и нецелесообразно при условиях быстрого обводнения одного или нескольких пластов и при химической несовместимости пластовых вод. Совместная разработка пластов облегчается, если природные их условия способствуют проявлению или поддержанию одинакового гидродинами­ческого режима работы.

На выбор эксплуатационных объектов влияют физические и физико-химиче­ские свойства нефти и газа. Высокая вязкость нефти, большое различие в давле­ниях насыщения нефти газом, значительное содержание парафина и сернистых соединений в нефти некоторых пластов препятствует объединению их в один объект с другими горизонтами. В некоторых случаях нельзя объединять пласты вследствие высокого содержания азота, сероводорода и других примесей в газе, растворенном в нефти.

Допустимые пределы снижения давления ниже давления насыщения нефти газом определяются по данным гидродинамических расчетов, с помощью которых устанавливаются ожидаемые забойные депрессии при различных схемах объеди­нения пластов и различных вариантах разработки. Считается, что для объедине­ния пластов в один объект эксплуатации при водонапорных режимах во избежа­ние засорения коллекторов газом забойные давления в скважинах не должны быть ниже чем на 25 % от давления насыщения газом нефти объединяемых гори­зонтов.

Целесообразность объединения пластов в один объект эксплуатации, уста­новленная по упомянутым геологическим признакам, далее уточняется и прове­ряется технологическим анализом, гидродинамическими и экономическими рас­четами. При этом рассматривается ряд вариантов показателей совместной раз­работки пластов, объединенных в один эксплуатационный объект, в различных сочетаниях. Следует учитывать, что при совместной разработке нескольких пластов утрачиваются некоторые положительные качества раздельной эксплуа­тации каждого из них. Например, максимально возможная добыча нефти из всех горизонтов при самостоятельной их разработке может значительно превышать суммарный дебит этих же пластов при объединении их в один объект эксплуата­ции. Это связано с различием допустимых депрессий давления между забоями скважин и пластом некоторых объединяемых объектов. При совместной эксплуа­тации забойные давления устанавливаются по какому-либо одному признаку или по нескольким из них, ограничивающих отбор нефти (разрушение слабосцемен­тированных пород одного из горизонтов, повышенное значение давления насыще­ния нефти газом в другом, близость газонефтяного или водонефтяного контактов и т. д.). Эти особенности в свойствах некоторых из объектов вынуждают устанав­ливать депрессии, значительно меньшие, чем те, которые допустимы для ряда других объединяемых горизонтов. Имеются и другие причины снижения суммар­ной продуктивности пластов при их объединении. В результате уровень макси­мальных отборов нефти из пластов при их объединении снижается. Поэтому в про­цессе гидродинамических расчетов оценивается продуктивность каждого из объединенных пластов.

Дебиты скважин при объединении высокопродуктивных горизонтов должны быть согласованы с пропускной способностью и производительностью имеющегося эксплуатационного оборудования.

Целесообразный вариант объединения пластов окончательно определяется по данным экономического анализа.

Разделение залежи по площади на эксплуатационные объекты проводится с учетом разобщенности различных частей залежи тектоническими нарушениями и зонами выклинивания пластов с учетом существенных изменений коллекторских свойств пород по простиранию пластов и физических свойств нефти, с учетом геометрии залежи, неравномерностей залегания запасов и водонефтенасыщенности коллекторов в различных частях залежи и т. д.

Из сказанного следует, что для правильного и своевременного решения задач выделения эксплуатационных объектов необходимо соответственно орга­низовать разведку и подготовку многопластовых нефтяных месторождений к раз­работке. В работе [34] показано, что существенная роль при выделении эксплуатационных объектов принадлежит геологическим характеристикам объединяемых горизон­тов. Сложность их анализа заключается в недостаточности имеющихся количе­ственных оценок весомости упомянутых геологопромысловых характеристик объединяемых пластов. Поэтому в последнее время делаются попытки при вы­делении эксплуатационных объектов учесть количественные критерии, связанные с геологическими особенностями строения различных горизонтов. В качестве примера приводится методика количественной оценки степени различия свойств, объединяемых пластов, предложенная В. Г. Каналиным [34]. Методика позволяет оценивать зависимость коэффициента продуктивности скважин при совместной эксплуатации пластов от степени их различия по нескольким геологопромысловым признакам. По этой методике можно (по данным учета снижения годовых отборов нефти при различных вариантах объединения пластов) определить влия­ние степени различия свойств пластов на результаты их совместной эксплуа­тации.