Способ разработки нефтяных залежей

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ(73) Патентообладатель Салажев Валентин Михайлович(57) Способ разработки нефтяных залежей, включающий циклы воздействия путем изменения объемов закачки вытесняющего агента через нагнетательные скважины и изменения отбора жидкости через добывающие скважины,отличающийся тем, что в разрабатываемой залежи последовательно и неоднократно производят изменение темпов закачки воды и отбора жидкости таким образом, что в залежи последовательно и неоднократно происходит сначала разгазирование нефти до достижения равновесной газонасыщенности коллектора, а затем - растворение выделившегося газа в оставшейся в пласте нефти, при этом осуществляют столько циклов, сколько необходимо для достижения равновесной водонасыщенности коллектора и доразработку залежи ведут при пластовых давлениях, соответствующих равновесной газонасыщенности последнего цикла.(56) 1. А.с. СССР 1559122, МПК Е 21 В 43/20, 1990. 2. Сургучев М.Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов., М. Недра, 1985, с. 145 (прототип). Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам разработки нефтяных месторождений. Известен способ разработки нефтяной залежи, который осуществляют методом периодических отборов нефти из добывающих скважин при забойных давлениях ниже давления насыщения, создающих 1,5-2,0 газонасыщенность в призабойной зоне пласта, и остановок этих скважин для растворения выделившегося газа в нефти 1. Недостатком известного способа является то, что он не направлен на повышение коэффициента извлечения нефти из пласта. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ разработки нефтяной залежи, включающий циклы воздействия путем изменения объемов закачки вытесняющего агента через нагнетательные скважины и изменение отбора жидкости через добывающие скважины 2. Недостатком способа является то, что он предусматривает лишь увеличение охвата пласта вытеснением, но не предусматривает повышение степени вытеснения нефти за счет работы растворенного в ней газа. Задача изобретения - повышение нефтеотдачи пласта. Поставленная задача достигается тем, что в процессе разработки залежи осуществляют неоднократное изменение соотношения объемов закачки воды и отбора жидкости из залежи с тем, чтобы последовательно сначала снижать пластовое давление в залежи ниже давления насыщения до достижения равновесной газонасыщенности, а затем повышать пластовое давление с целью полного растворения выделившегося газа в оставшейся в пласте нефти и замещения объема растворенного газа водой. 2511 1 Каждый цикл такой разработки включает два этапа этап снижения и этап повышения пластового давления в залежи. Первый этап осуществляется в результате превышения темпа отбора из залежи жидкостей над темпами закачки воды. При снижении пластового давления ниже давления насыщения нефти происходит процесс выделения из нефти газа, который, не будучи подвижным на начальном этапе разгазирования нефти, производит только полезную работу по вытеснению нефти из всего объема нефтенасыщенных пор всего коллектора. Предел снижения пластового давления в залежи определяется величиной пластового давления, при котором достигается равновесная газонасыщенность. Равновесная газонасыщенность для каждой конкретной залежи определяется специальными лабораторными исследованиями или на основании промысловых материалов, а при отсутствии их - по аналогии с другими залежами, либо по литературным данным. Давление, при котором достигается равновесная газонасыщенность, определяется в результате расчетов состояния газонасыщенности залежи на различных ступенях снижения давления и определяется по формуле 1,(1) 10 где рг - насыщенность пор газом,Го, Г(Рт) - газосодержание нефти при давлении насыщения и текущем (заданном) давлении, соответственно, м 3/м 3,Тпл, Тст - температуры пластовая и стандартная, соответственно, К, (Рт) - коэффициент сверхсжимаемости газа при пластовой температуре,Рт- текущее (заданное) пластовое давление, МПа,Во - объемный коэффициент нефти при давлении насыщения. Коэффициент нефтеотдачи в результате разгазирования нефти определяется по известной 1 формуле 2 где- коэффициент нефтеотдачи,В(Рт) - объемный коэффициент нефти при заданном давлении,рг, Во - то же, что и в формуле 1. Пример расчета газонасыщенности пласта и коэффициента извлечения нефти в зависимости от степени снижения давления сгруппирован в таблице 1. Второй этап цикла разработки - этап повышения пластового давления в залежи осуществляется за счет превышения темпов закачки в залежь воды над темпом отбора добываемых флюидов. Этот этап продолжается до тех пор, пока весь выделившийся на первом этапе газ не растворится в оставшейся в пласте нефти. Давление в залежи, при котором выделившийся из нефти газ растворится в оставшейся в пласте нефти, определяется по формуле 3 где Г - газосодержание нефти в начале цикла наработки, м 3/м 3, - коэффициент нефтеотдачи. А и а - определяются из формулы 4 ГАах Рн ,(4) где Г- газосодержание нефти, м 3/м 3- отрезок, отсекаемый на ординате прямым участком зависимости газосодержания нефти от давления,м 3/м 3 а - угловой коэффициент прямого участка этой зависимости, м 3/м 3/МПа Рн - давление насыщения нефти, МПа. В результате осуществления второго этапа цикла разработки достигается замещение объема выделившегося на первом этапе газа водой, которая свяжется с породой молекулярными силами, что создаст условия целесообразности и эффективности проведения нового цикла по использованию энергии выделяющегося из нефти газа для ее вытеснения из нефтенасыщенной части коллектора. Новый второй цикл разработки предусматривает те же технологические расчеты, действия и процессы,что и в первом цикле. Однако, технологические расчеты для определения границ действий и масштабов ожидаемых результатов производятся с учетом нового текущего состояния залежи и свойств нефти, которые оцениваются по приведенным выше формулам и формуле 5 ВтВвхР,(5) где Вт - объемный коэффициент нефти при текущем пластовом давлении Рт, ед. В - отрезок, отсекаемый на ординате прямым участком зависимости объемного коэффициента нефти от давления, ед,2 2511 1 в - угловой коэффициент прямого участка этой зависимости, МПа-1 Р - текущее пластовое давление, МПа. Целесообразность осуществления каждого нового цикла определяется по окончании первых этапов предыдущих циклов, после оценки величин коэффициентов извлечения нефти в результате ее разгазирования, и определяется условием где в - естественная водонасыщенность коллектора, ед- коэффициент извлечения нефти за счет ее разгазирования, в каждом цикле- количество циклов воздействия вк - критическая водонасыщенность коллектора. После достижения величины критической водонасыщенности коллектора, разработку залежи осуществляют при пластовом давлении в залежи, обеспечивающем сохранение равновесной газонасыщенности последнего цикла разгазирования нефти. В качестве примера производства необходимых расчетов и оценки новых состояний залежи приведены материалы по залежи нефти Южно-Александровского месторождения ПО Белоруснефть. В таблице 1 приведены исходные данные по термодинамическому состоянию залежи и соответствующих этому состоянию определенных свойств нефти и газа, а также произведены необходимые расчеты для оценки степени газонасыщенности коллектора и коэффициента извлечения нефти за счет ее разгазирования при снижении пластового давления в залежи. Из этой таблицы видно, что для достижения равновесной газонасыщенности в 10 в залежи следует снизить пластовое давление до 23,5 МПа, при этом величина дополнительного извлечения нефти составит 4,2 от ее запасов. Учитывая, что зависимости газосодержания и объемного коэффициента нефти этой залежи от давления определяются уравнениями, соответственно Г 1511,2 хР иВн 1,190,0313 хР пластовое давление, которое необходимо создать в залежи, для полного растворения газа в оставшейся нефти, определяется по формуле 3 32315 10,04228,8,11,2 при этом газосодержание нефти составит Г 1511,2 х 28,8337,6 м 3/м 3 и объемный коэффициент нефти Вн 1,19 0,0313 х 28,82,076. На основе этих данных производится новый расчет таблицы 1 для первого этапа второго цикла и, соответственно, нового состояния залежи и параметров нефти конца второго цикла и так далее для каждого последующего цикла. Критическая (равновесная) величина водонасыщенности коллекторов оценивается в 40 и более процентов, тогда как естественное начальное водонасыщение коллекторов в большом числе залежей не превышает 20 . Разность между величинами критической и естественной водо-насыщенностью залежи составит величину нефтеотдачи пласта за счет предлагаемого способа разработки. Таблица Расчет насыщенности газом породы и коэффициента извлечения при разгазировании нефти Коэффициент сверхсжимаемости газа Объем выделившегося газа в пластовых условиях, Насыщенность породы газом, Объем нефти и газа в пластовых условиях, Коэффициент извлечения нефти,Характеристики и расчет даны для 1 м 3 нефти в стандартных условиях Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66