Материал: Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений.

В.С.БОЙКО

РАЗРАБОТКА И ЭКСПЛУАТАЦИЯ НЕФТЯНЫХ

МЕСТОРОЖДЕНИИ

Допущено Государственным комитетом СССР

по народному образованию в качестве учебника для студентов вузов, обучающихся по специальности <гРазработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»

МОСКВА "НЕДРА” 1990

ных к одной или нескольким естественным ловушкам, располо­ женным на одной локальной площади. Месторождение может быть одноили многопластовым. В среднем на одно месторож­ дение приходится около трех залежей. Толщина продуктивных пластов изменяется от нескольких метров до десятков, а иногда и сотен метров. Размеры месторождений в среднем составляют: длина 5—10 км, ширина 2—3 км, высота (этаж нефтегазоносности) 50—70 м.

Различают одно- и двухфазные залежи, среди которых обычно выделяют: газовые; газоконденсатные; нефтяные с раз­ личным содержанием растворенного газа (обычно менее 200— 250 м3/т, а иногда для залежей переходного состояния и более);

шапке). Из общего числа открытых на территории СССР за­ лежей нефти и газа нефтяные залежи составляют около 61 %, нефтегазовые— 12 %, газовые и газоконденсатные — 27 %.

В 60—70-х годах советскими геологами выявлена глубинная (вертикальная) зональность размещения залежей нефти и газа в толще осадочных пород, определяющаяся термобарическими и термокаталитическими условиями. В соответствии с ней выде­ лены следующие зоны: 1) зона залежей преимущественно чис­ того газа, а также нефти, часто тяжелой (до 1350—1500 м, иногда до 1900 м); 2) зона залежей в основном легкой нефти и иногда конденсатного газа (до 4000—4500 м, иногда 6000 м );

3)зона залежей преимущественно конденсатного газа и из­ редка весьма легкой нефти (до 5000—6000 м, иногда глубже);

4)зона залежей сухого (метанового) газа (по-видимому, до подошвы осадочной толщи). Термобарические условия в нефтя­ ных залежах и свойства нефтей характеризуются данными табл. 1.1.

Размер и многопластовость месторождений с емкостными свойствами коллекторов определяют в целом величину и плот­ ность запасов нефти, а в сочетании с глубиной залегания обус­ ловливают выбор системы разработки и способов добычи нефти.

Высокой эффективностью характеризуется добыча нефти из многопластовых месторождений с большими запасами, сосредо­

точенными на относительно небольших площадях с отдельными богатыми залежами, т. с. с большой плотностью запасов. По величине извлекаемых запасов (млн. т.) залежи нефти условно в последнее время подразделяют на мелкие (менее 10), средние (10—30), крупные (30—300) и уникальные (более 300). Круп­ ным и уникальным месторождениям принадлежит ведущая роль

вмировом балансе запасов.

Сувеличением глубины залегания месторождения возрас­ тают затраты на строительство и оборудование скважин, ослож­ няются условия подъема нефти с глубины на поверхность и т. д,

4

снабжения. Предпочтение отдают месторождениям в освоенных промышленных районах. Поскольку нефтяная промышлен­ ность — очень капиталоемкая отрасль, то такие месторождения могут быть освоены при меньших капиталовложениях без пере­ селения и бытоустройства больших контингентов людей.

Важную роль в организации и выборе технологии добычи иг­ рают рельеф местности, сейсмичность, заболоченность или за­ сушливость территории, климатические условия, глубина вод. при расположении месторождений под дном моря или океана.. Например, средняя заболоченность в центре и на севере За­ падно-Сибирской нефтегазоносной провинции составляет более 50 %, а в отдельных районах доходит до 70—80 %. 63 % тер­ ритории Самотлорского месторождения покрыто болотами и еще 12 % — озерами глубиной до 6 м, а в паводковый период она затопляется. Вечная мерзлота охватывает около половины перспективных территорий Западной Сибири. Территории Сред­ ней Азии, Кавказа, Карпат, Крыма относятся к сейсмически ак­ тивным районам. На территории СССР имеются все климатиче­ ские зоны со средними температурами от —50 °С в январе да -!-32 °С в июле. Такие условия существенно влияют на деятель­ ность человека, процессы добычи и транспорта нефти. Для ра­ боты в таких осложненных условиях необходимы особые тех­ ника, оборудование для добычи нефти, технические средства но комплексной автоматизации нефтяных промыслов.

Социально-экономические параметры

Социально-экономические параметры связаны с социальным и экономическим развитием общества и в основном устанавлива­ ются народнохозяйственными планами, а также решениями и постановлениями директивных органов. Эти параметры вклю­ чают в себя товарные качества нефти, газа и других сопут­ ствующих компонентов; народнохозяйственное и оборонное зна­ чение месторождения; социально-историческую характеристику периода разработки — обеспеченность запасами нефти на дан­ ной территории и в целом по стране; научно-технический про­ гресс в развитии технологии и техники добычи нефти, ее пере­ работки и использования; политику государства по созданию новых промышленных центров-комплексов, по развитию между­ народного сотрудничества и разделению труда.

Товарные качества нефти (фракционный и групповой со­ ставы, содержание серы и масел, теплота сгорания) могут оп­ ределить выбор технологии и ежегодные объемы добычи нефти, придать месторождению народно-хозяйственное и оборонное значения. От обеспеченности (отношения суммы остаточных из­ влекаемых запасов к годовой добыче) зависят допустимый уро­ вень затрат при добыче нефти (предельная себестоимость, рен-

6

табельный дебит^ скважин), Перспективные планы развития смежных отраслей, изменения структуры топливно-энергетиче­ ского баланса страны, направления научно-технического прог­ ресса в развитии технологии разработки нефтяных месторожде­ ний и техники добычи нефти, политика государства .внутри страны и на мировом нефтяном рынке. В делом эти параметры выражаются в виде технического задания на проектирование разработки конкретного нефтяного месторождения.

Такое сочетание всех параметров месторождения, которое в социалистическом обществе обусловливает народно-хозяй­ ственную эффективность процессов добычи нефти, называют промышленной ценностью месторождения. Она определяет оче­ редность и время вовлечения в разработку каждого нового ме­ сторождения для обеспечения абсолютного суммарного роста и компенсации естественного снижения объемов добычи из кон­ кретных месторождений. Промышленная ценность характеризу­ ется предельными значениями параметров месторождения, т. е. их кондициями. Кондиции — категория временная. Они изменя­ ются в зависимости от технико-экономического уровня развития нефтяной промышленности, спроса на нефть.

Таким образом, параметры месторождения определяют про­ цессы добычи нефти; задача технологов состоит в совершен­ ствовании и увеличении общей технико-экономической эффек­ тивности этих процессов с учетом конкретных природных усло­ вий и с безусловным соблюдением установленных норм по охране недр и окружающей среды.

§ 1.2. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЗАЛЕЖЕЙ

Режимом работы залежи называется проявление преобладаю­ щего вида пластовой энергии в процессе разработки.

Источники и характеристики пластовой энергии

Энергия — это физическая величина, определяющая способ­ ность тел совершать работу. Работа, применительно к нефтедо­ быче, представляется как разность энергий или освободившаяся энергия, необходимая для перемещения нефти в пласте и дальше на поверхность. Различаем естественную и в случае ввода извне, с поверхности искусственную пластовые энергии. Они выражаются в виде потенциальной энергии как энергии по­ ложения и энергии упругой деформации.

7