УПРУГИЙ (УПРУГОВОДОНАПОРНЫЙ) РЕЖИМ

Режим работы нефтяного пласта, при котором основной движущей силой является упругое расширение породы и жид­костей, заключенных в ней, называется упруговодонапорным (упругим) режимом. При больших размерах системы, питающей нефтяную залежь водой, даже в случае, если эта система не сообщается с поверхностью земли, в начальный период времени эксплуатации пластовая энергия выражается в виде упругого расширения пластовой жидкости и вмещаю­щей ее породы при снижении давления в пласте. Объем воды при снижении давления на 1 МПа увеличивается в пределах 1/200— 1/2500 от первоначального объема. Объем нефти при снижении давления на 1 МПа в зависимости от газонасыщенности увеличивается от 1/70 до 1/1400 от перво­начального объема, а объем породы при изменении давления на 1 МПа — от 1/10000 до 1/50000 от своего значения.

Со снижением давления в залежи происходит увеличе­ние объема нефти и воды, а поровые каналы сужаются, вода в пласте занимает место нефти, вытесняемой в сква­жины. Несмотря на то, что упругое расширение пластовой водонапорной системы при снижении давления ничтожно мало, все же это явление играет большую роль при эксплу­атации нефтяных месторождений, так как здесь в процессе используется большое количество воды, окружающей и под­пирающей нефтяную залежь. В некоторых случаях за счет упругой энергии из пласта можно извлечь значительное ко­личество нефти.

В залежи нефти с упругим режимом активного продвиже­ния контурных вод с полным замещением освободившихся от нефти пор не наблюдается, пластовое давление быстро падает и с течением времени режим работы залежи может перейти в газовый. В таких залежах обычно применяют ис­кусственные мероприятия по поддержанию пластового давле­ния путем закачки в пласт воды.

ГАЗОНАПОРНЫЙ РЕЖИМ

Режим работы пласта, при котором преобладающим ви­дом энергии является энергия сжатого газа, заключенного в газовой шапке, называется газонапорным режимом. Наряду с напором пластовых вод и силами упругости пластовых водонапорных систем все нефтяные и газовые залежи обла­дают тем или иным запасом энергии газа, находящегося в пласте в свободном состоянии в виде газовой шапки или растворенного в нефти. В нефтяных залежах с газовой шап­кой значительного объема действуют силы, вызываемые напором и расширением сжатого газа. Давление газа в газо­вой шапке передается на зеркало газонефтяного контакта, а следовательно, и на весь объем нефти в залежи. При отборе нефти из залежи пластовое давление падает, газовая шапка расширяется и подобно поршню вытесняет нефть в ниж­нюю часть залежи.

Процесс вытеснения нефти газом аналогичен процессу вы­теснения нефти водой с той лишь разницей, что вода вытес­няет нефть в повышенные части залежи, а газ, наоборот, — в пониженные [9].

Объем газа, находящегося под давлением в газовой шапке, всегда неизмеримо меньше объема водонапорной системы, окружающей нефтяную залежь, поэтому запас энергии здесь всегда ограничен. Кроме того, вязкость газа весьма мала по сравнению с вязкостью газа и в процессе вытеснения нефти он будет прорываться к скважинам, расположенным недале­ко от газонефтяного контакта. Прорыв же газа в скважины будет способствовать бесполезному расходу газовой энергии при одновременном уменьшении притока нефти.

Для увеличения коэффициента нефтеотдачи залежи с га­зонапорным режимом в повышенную часть следует нагнетать с поверхности газ, что позволит поддержать, а иногда и восстановить пластовую энергию.

ГАЗОВЫЙ РЕЖИМ

Газовый режим (режим растворенного газа) характерен для залежи с пологим падением пластов при отсутствии сво­бодного газа и без напора краевой воды.

Высокий темп отбора жидкости даже при наличии в зале­жи краевых вод или газовой шапки способствует проявле­нию газового режима, так как в этом случае вода или газ не успевают занять часть освобожденного нефтью пространства и уже не играют роли активной напорной силы, оттесняю­щей нефть к скважинам.

Основная движущая сила при режиме — газ, растворен­ный в нефти или рассеянный в виде мельчайших пузырьков в пласте вместе с нефтью. Со снижением давления в пласте газ начинает выделяться из нефти, отдельные пузырьки его расширяются в объеме и выталкивают нефть из порового пространства в зоны пониженного давления, т. е. к забоям эксплуатационных скважин.

Такой процесс вытеснения нефти при отсутствии других действующих в пласте сил характеризуется весьма малой эффективностью по следующим причинам: во-первых, коли­чество газа в пласте, растворенного в нефти, ограничено; во-вторых, при снижении давления в залежи большие количе­ства газа вхолостую проскальзывают к скважинам, не произ­ведя полезной работы по проталкиванию нефти. Это объяс­няется тем, что вязкость газа намного ниже вязкости нефти и пузырьки газа в своем движении к забоям скважин обгоня­ют капельки нефти [9]. Эффективность расходования пласто­вой энергии при газовых режимах характеризуется газовым фактором — количеством газа, приведенным к нормальным условиям (р = 101325 Па, Т = 273 К), приходящимся на 1 т извлекаемой нефти.

В процессе эксплуатации нефтяной залежи, характеризую­щейся режимом растворенного газа, наблюдается непрерывное снижение пластового давления и увеличение газового фактора, что указывает на неэкономичное расходование пла­стовой энергии. Коэффициенты нефтеотдачи при этом виде режима наиболее низкие и, как показывают эксперименталь­ные данные, составляют 0,15 — 0,30.

Для восполнения пластовой энергии в нефтяных залежах, разрабатываемых на режиме растворенного газа, необходимо применять методы искусственного поддержания пластового давления путем закачки в залежь воды или газа.