Классификация систем разработки

      Помимо  параметра S_С для характеристики систем с законтурным заводнением можно использовать дополнительные параметры, такие, как расстояние между контуром нефтеносности и первым рядом добывающих скважин l₀₁ первым и вторым рядом добывающих скважин l₁₂ и т. д., а также расстояния между добывающими скважинами 2σ_c. Нагнетательные скважины расположены за внешним контуром нефтеносности. Показанное на рис.4 размещение трех рядов добывающих скважин характерно для сравнительно небольших по ширине месторождений. Так, при расстояниях между рядами, а также между ближайшим к контуру нефтеносности рядом и самим контуром нефтеносности, равных 500—600 м, ширина месторождения b составляет 2—2,5 км. При большей ширине месторождения на его нефтеносной площади можно расположить пять рядов добывающих скважин. Однако дальнейшее увеличение числа рядов скважин, как показали теория и опыт разработки нефтяных месторождений, нецелесообразно. При числе рядов добывающих скважин больше пяти центральная часть месторождения слабо подвергается воздействию законтурным заводнением, пластовое давление здесь падает и эта часть разрабатывается при режиме растворенного газа, а затем после образования ранее не существовавшей (вторичной) газовой шапки — при газонапорном. Естественно, законтурное заводнение в данном случае окажется малоэффективным воздействием на пласт.

      Системы разработки нефтяного месторождения с применением законтурного заводнения, как и все системы с воздействием на пласт, отличаются от систем без воздействия на пласт, как правило, большими значениями параметров S_С и N_KP, т.е. более редкими сетками скважин. Эта особенность при воздействии на пласт связана, во-первых, с получением больших дебитов скважин, чем при разработке без воздействия на пласт, что позволяет обеспечить высокий уровень добычи нефти из месторождения в целом меньшим числом скважин. Во-вторых, она объясняется возможностью достижения при воздействии на пласт большей нефтеотдачи и, следовательно, возможностью установления большей величины извлекаемых запасов нефти, приходящихся на одну скважину.

      Параметр  ω для систем с законтурным заводнением колеблется в широких пределах от 1 до 1/5 и менее.

      Параметр  ω_р для всех систем разработки нефтяных месторождений с воздействием на пласт колеблется примерно в пределах 0,1—0,3.

      2.2.2. Системы с внутриконтурным воздействием, получившие в России наибольшее развитие при разработке нефтяных месторождений, используют не только при воздействии на пласт путем заводнения, но и при других методах разработки, применяемых с целью повышения нефтеотдачи пластов.

      Подразделяются  эти системы на рядные, смешанные (сочетание рядной и батарейной систем, с одновременным применением законтурного и внутриконтурного заводнений).

      2.2.2.1. Рядные системы разработки. Разновидность их — блоковые системы. При этих системах на месторождениях, обычно в направлении, поперечном их простиранию, располагают ряды добывающих и нагнетательных скважин. Практически применяют однорядную, трехрядную и пятирядную схемы расположения скважин, представляющие собой соответственно чередование одного ряда добывающих скважин и ряда нагнетательных скважин, трех рядов добывающих и одного ряда нагнетательных скважин, пяти рядов добывающих и одного ряда нагнетательных скважин. Более пяти рядов добывающих скважин обычно не применяют по той же причине, что и при законтурном заводнении, так как в этом случае в центральной части полосы нефтеносной площади, заключенной между рядами нагнетательных скважин, воздействие на пласт заводнением ощущаться практически не будет, в результате чего произойдет падение пластового давления с соответствующими последствиями.

      Число рядов в рядных системах нечетное вследствие необходимости проводки центрального ряда скважин, к которому предполагается стягивать водонефтяной раздел при его перемещении в процессе разработки пласта. Поэтому центральный ряд скважин в этих системах часто называют стягивающим рядом.

      Однорядная система разработки. Расположение скважин при такой системе показано на рис. 5.

      

 

Puc. 5. Расположение скважин при однорядной системе разработки:

1 — условный контур нефтеносности; 2– нагнетательные скважины; 3 — добывающие скважины  
 
 
 
 

Рис. 6. Элемент однорядной системы разработки:

1 — ≪четверть≫ нагнетательной скважины при шахматном расположении скважин; 2 — ≪половина≫ нагнетательной скважины при линейном расположении скважин; 3,4 — соответственно ≪четверть≫ и ≪половина≫ добывающей скважины. 

      Рядные  системы разработки необходимо характеризовать уже некоторыми иными параметрами (помимо указанных четырех основных). Так, помимо расстояния между нагнетательными скважинами 2σ_н и расстояния между добывающими скважинами 2σ_с следует учитывать ширину блока или полосы L_П (см. рис. 5).

      Параметр  плотности сетки скважин Sc и параметр N_KP для однорядной, трехрядной и пятирядной систем могут принимать примерно такие же или большие значения, что и для систем с законтурным заводнением. О величине параметра ω_р уже было сказано. Параметр ω для рядных систем более четко выражен, чем для системы с законтурным заводнением. Однако он может колебаться в некоторых пределах. Так, например, для рассматриваемой однорядной систем ω≪l. Это значит, что число нагнетательных скважин примерно (но не точно!) равно числу добывающих, поскольку число этих скважин в рядах и расстояния 2σ_н и 2σ_с могут быть различными. Ширина полосы при использовании заводнения может составлять 1 —1,5 км, а при использовании методов повышения нефтеотдачи — меньшие значения.

      Поскольку в однорядной системе число добывающих скважин примерно равно числу нагнетательных, то эта система очень интенсивная. При жестком водонапорном режиме дебиты жидкости добывающих скважин равны расходам закачиваемого агента в нагнетательные скважины. Эту систему используют при разработке низкопроницаемых, сильно неоднородных пластов с целью обеспечения большего охвата пластов воздействием, а также при проведении опытных работ на месторождениях по испытанию технологии методов повышения нефтеотдачи пластов, поскольку она обеспечивает возможность быстрого получения тех или иных результатов. Вследствие того что по однорядной системе, как и по всем рядным системам, допуска ется различное число нагнетательных и добывающих скважин в рядах, можно нагнетательные скважины использовать для воздействия на различные пропластки с целью повышения охвата неоднородного пласта разработкой.

      Во  всех системах с геометрически упорядоченным расположением скважин можно выделить элементарную часть (элемент), характерную для данной системы в целом. Складывая элементы, получают всю систему разработки месторождения.

      Поскольку в рядных системах число скважин в нагнетательных и добывающих рядах различное, расположение скважин в них можно считать только условно геометрически упорядоченным. Тем не менее, хотя бы условно, можно выделять и элементы.

      Элемент однорядной системы разработки показан на рис.6. При этом шахматному расположению скважин, показанному в левой части этого рисунка, соответствует нагнетательная скважина 1 и добывающая скважина 3. Для «линейного» расположения скважин, представленного в правой части рис.6, нагнетательная скважина 2 и добывающая скважина 4 показаны пунктиром. Не только в однорядной, но и в многорядных системах разработки могут применяться как шахматное, так и линейное расположение скважин.

      При прогнозировании технологических показателей разработки месторождения достаточно рассчитать данные для одного элемента, а затем суммировать их по всем элементам системы с учетом разновременности ввода элементов в разработку.

      Для трехрядной и пятирядной систем разработки имеет значение не только ширина полосы L_П, но и расстояния между нагнетательными и первым рядом добывающих скважин l₀₁, между первым и вторым рядом добывающих скважин l₁₂ (рис.7), между вторым и третьим рядом добывающих скважин для пятирядной системы l₂₃ (рис.8). Ширина полосы L_П , зависит от числа рядов добывающих скважин и расстояния между ними. Если, например, для пятирядной системы l₀₁= l₁₂= l₂₃=700 м, то L_П =4,2 км.

      

Рис.7. Расположение скважин при трехрядной системе разработки:

1 – условный контур нефтеносности; 2 — добывающие скважины; 3 — нагнетательные скважины 
 

      

Рис.8. Расположение скважин при пятирядной системе разработки: 1, 2, 3 — см. рис.7 

      Параметр  ω для трехрядной системы равен примерно 1/3, а для пятирядной ≈1/5. При значительной приемистости нагнетательных скважин по трехрядной и пятирядной системам число их вполне обеспечивает высокие дебиты жидкости добывающих скважин и высокий темп разработки месторождения в целом. Конечно, трехрядная система более интенсивная, нежели пятирядная, и обеспечивает определенную возможность повышения охвата пласта воздействием через нагнетательные скважины путем раздельной закачки воды или других веществ в отдельные пропластки. В то же время при пятирядной системе имеются большие, по сравнению с трехрядной, возможности для регулирования процесса разработки пласта путем перераспределения отборов жидкости из отдельных добывающих скважин. Элементы трехрядной и пятирядной систем показаны соответственно на рис.9 и 10. 
 
 
 
 
 

        

Рис. 9. — Элемент трехрядной системы разработки:

1 — ≪четверть≫ нагнетательной скважины;2 — добывающая скважина;

3 — ≪четверть≫ добывающей скважины 
 

Рис. 10. Элемент пятирядной системы разработки:

1 — ≪половина≫ нагнетательной скважины; 2 — ≪половина≫ добывающей скважины первого ряда; 3 — добывающая скважина второго ряда; 4 — ≪четверть≫ добывающей скважины третьего ряда 

      2.2.2.2. Системы с площадным расположением скважин. Рассмотрим наиболее часто используемые на практике системы разработки нефтяных месторождений с площадным расположением скважин: пятиточечную, семиточечную и девятиточечную.

      Пятиточечная система (рис. 11). Элемент системы представляет собой квадрат, в углах которого находятся добывающие, а в центре — нагнетательная скважина. Для этой системы отношение нагнетательных и добывающих скважин составляет 1:1, ω= 1. 
 
 

      

Рис. 11. Расположение скважин при пятиточечной системе разработки:

1 — условный контур нефтеносности; 2 и 3 — скважины соответственно нагнетательные и добывающие 

      Семиточечная  система (рис. 12). Элемент системы представляет собой шестиугольник с добывающими скважинами в углах и нагнетательной в центре. Добывающие скважины расположены в углах шестиугольника, а нагнетательная — в центре. Параметр ω=1/2, т. е. на одну нагнетательную скважину приходятся две добывающие.

      Девятиточечная  система (рис.13). Соотношение нагнетательных и добывающих скважин составляет 1:3, так что ω =1/3.

      

 

Рис. 12. Расположение скважин при семиточечной системе разработки:

1—3  —см. рис. 11 
 
 

Рис. 13. Расположение скважин при

девятиточечной  системе разработки:

1 — условный контур  нефтеносности; 2 и

3 — скважины соответственно добывающиеи нагнетательные

      Самая интенсивная из рассмотренных систем с площадным расположением скважин пятиточечная, наименее интенсивная девятиточечная. Считается, что все площадные системы ≪жесткие≫, поскольку при этом не допускается без нарушения геометрической упорядоченности расположения скважин и потоков движущихся в пласте веществ использование других нагнетательных скважин для вытеснения нефти из данного элемента, если нагнетательную скважину, принадлежащую данному элементу, нельзя эксплуатировать по тем или иным причинам. В самом деле, если, например, в блочных системах разработки (особенно в трехрядной и пятирядной) не может эксплуатироваться какая-либо нагнетательная скважина, то ее может заменить соседняя в ряду. Если же вышла из строя или не принимает закачиваемый в пласт агент нагнетательная скважина одного из элементов системы с площадным расположением скважин, то необходимо либо бурить в некоторой точке элемента другую такую скважину (очаг), либо осуществлять процесс вытеснения нефти из пласта за счет более интенсивной закачки рабочего агента в нагнетательные скважины соседних элементов. В этом случае упорядоченность потоков в элементах сильно нарушается.