Меню

Как называется разница между забойным и пластовым давлениями

Пластовое и забойное давление при разработке залежей

КОНТРОЛЬ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ И ТЕМПЕРАТУРЫ

Энергетические ресурсы залежи на каждом этапе ее разработки характеризуются значением пластового давления Рплтек.

С началом эксплуатации залежи в результате отбора из нее нефти (газа) в зоне отбора происходит снижение пластового давления. В последующем в зависимости от режима работы залежи, годовых объемов добычи и т.д. в изменении пластового давления могут наблюдаться различные тенденции.

Пластовое давление в продуктивном горизонте на какую-либо дату, устанавливающееся при работе практически всего фонда скважин, называют текущим илидинамическим пластовым давлением.

Получение и анализ данных о текущем пластовом давлении в различных точках залежи и по залежи в среднем — важнейшая часть контроля за разработкой залежи. Использовать для контроля за изменением пластового давления абсолютные его значения неудобно, особенно при большой высоте залежи, поскольку значение начального пластового давления тесно связано с глубиной залегания пласта — оно увеличивается с возрастанием глубины. В процессе разработки на одних участках залежи давление может снижаться, на других — стабилизироваться, на третьих — возрастать. Рост давления после некоторого периода его снижения может быть обусловлен уменьшением отбора жидкости из пластов или искусственным воздействием на пласты. Выявление этих, иногда противоположных тенденций на фоне различных, обусловленных глубинами залегания горизонта значений начального давления в разных частях залежи, встречает значительные трудности. Поэтому при контроле за энергетическим состоянием залежи обычно пользуются значениями приведенного пластового давления.

Приведенное пластовое давлениеэто давление, замеренное в скважине и пересчитанное на условно принятую горизонтальную плоскость. Обычно это плоскость, соответствующая значению средней абсолютной отметки начального ВНК или ГВК. В некоторых случаях могут быть использованы и другие горизонтальные плоскости, например, при большой высоте залежи — плоскость, делящая объем залежи пополам. Положение поверхности приведения сохраняется постоянным до завершения разработки. Приведенное давление Рпл.пр. вычисляют по формуле:

где Рпл.з — замеренное в скважине пластовое давление; h— расстояние между точкой замера и условной плоскостью; r — плотность воды, нефти или газа (в зависимости от того, в какой скважине — нагнетательной, добывающей нефтяной или газовой — сделан замер), g – ускорение свободного падения

Поправку rgh вычитают при положении точки замера давления ниже условной плоскости и прибавляют при ее положении выше этой плоскости. На рис. 80 в законтурных водяных скв. 1 и 2 замеры давления произведены ниже условной плоскости, поэтому поправка должна вычитаться из замеренной величины. В водяной законтурной скв. 3 замер по техническим причинам выполнен выше условной плоскости, поэтому поправка прибавляется к значению замеренного давления. В этих трех скважинах поправку определяют с учетом плотности пластовой воды. По всем остальным скважинам замеры выполнены выше условной плоскости, поэтому поправку прибавляют к замеренным значениям, при этом учитывают плотность: по скв. 4, где пласт обводнен в процессе разработки, — воды, по скв. 5 — нефти.

Характер распределения приведенного текущего пластового давления в пределах залежи можно показать в виде схематического профиля. На рис. 81 горизонтальная линия 1 соответствует приведенному начальному пластовому давлению, имеющему одинаковые значения по площади залежи. При вводе в эксплуатацию первой скважины в пласте происходит радиальное движение жидкости или газа к ней, и вокруг

скважины образуется локальная (местная) воронка депрессии давления. В пределах воронки давление изменяется по логарифмической кривой 2. При этом начальное пластовое давление остается практически постоянным. Линия 2 в сочетании с линией 1 отражает распределение давления в пласте после ввода первой скважины.

Давление в пласте у забоя скважины при ее работе называют забойным давлением Pзаб. По мере разбуривания залежи, дальнейшего ввода скважин в эксплуатацию и увеличения таким путем общего отбора жидкости из залежи воронки депрессии давления на забоях скважин сближаются, одновременно происходит постепенное снижение пластового давления в залежи в целом. Образуется общая для залежи воронка депрессии давления, осложненная локальными воронками скважин.

Читайте также:  Упражнении для внутреннего черепного давления

Повышенное положение точек на кривой давления между действующими скважинами соответствует значению текущего (динамического) пластового давления. Кривая 3 на рис. 81, проходящая через эти точки, характеризует текущее пластовое давление в залежи. Видно, что приведенное текущее пластовое давление снижается от контура питания к центральной части залежи.

Характер распределения в пласте давления при внутриконтурном нагнетании в пласт воды или другого рабочего агента (в приведенном случае — при разрезании залежи на блоки) показан на рис. 82. Локальные воронки действующих нагнетательных скважин обращены вершинами вверх.

Динамическое пластовое давление вблизи нагнетательных скважин обычно превышает начальное пластовое давление на 15—20%, а иногда и более. Положение каждого разрешающего ряда соответствует искусственному контуру питания.

Динамическое пластовое давление в различных частях залежи можно определить путем замера его в имеющихся отдельных простаивающих скважинах и в специально останавливаемых единичных скважинах (при сохранении фонда ближайших к ним скважин в работе). Замеренное в остановленной скважине давление будет соответствовать динамическому при условии, что замер выполнен после прекращения движения жидкости в прискважинной зоне и стволе скважины.

Значения забойного давления в скважине определяют в период установившегося режима ее работы, пластового — после продолжительной остановки скважин (от нескольких часов до суток и более). Для получения данных о забойном и пластовом давлении глубинный манометр спускают в скважину к середине пласта и в течение некоторого времени фиксируют забойное давление. Затем скважину останавливают, после чего перо манометра регистрирует выполаживающуюся кривую восстановления давления (КВД)

Источник

Режимы работы нефтяных пластов

Понятие о давлении

Энергетические ресурсы залежей продуктивных пластов создаются напором краевой и подошвенной вод, газа газовой шапки, давления растворенного в нефти газа, упругостью пласта и жидкости, силой тяжести. Перечисленные силы обычно проявляются в различных комбинациях друг с другом. Об энергетических ресурсах той или иной залежи судят по величине начального пластового давления.

Пластовое давление — это внутреннее давление, возникающее в поровом пространстве пород и проявляющееся при вскрытии водоносных, нефтеносных и газоносных пластов. Пластовое давление может проявляться в скважинах, других горных выработках, в естественных источниках и т.д.

Наличие пластового давления, являющегося движущей силой нефти, газа в пласте — это одна из важнейших особенностей нефтяных и газовых месторождений, принципиально отличающая их от скоплений других полезных ископаемых.

Чем выше пластовое давление, тем больше при прочих равных условиях энергетические ресурсы залежей продуктивных пластов и тем эффективнее может быть разработка этих залежей. Перепад давления в пласте является той силой, которая продвигает нефть и газ по пласту к забоям скважин.

В практике разработки нефтяных и газовых месторождений начальное пластовое давление обычно принимают равным гидростатическому (это давление столба жидкости высотой, равной глубине залегания пласта). Многочисленные примеры величин начального пластового давления в нашей стране и за рубежом показали, что оно увеличивается с глубиной на 0,8 — 0,12 МПа через каждые 10 м, а в среднем — 0,1 МПа на 10 м, что соответствует гидростатическому давлению, т.е. давлению столба пресной воды плотностью 1 г/см 3 высотой от изучаемого пласта до устья скважины.

К природным факторам, определяющим состояние и величину пластового давления в данном резервуаре, относятся: 1) горное давление; 2) гидростатическое давление; 3) сообщение между пластами; 4) химическое взаимодействие пластовых вод и пород.

Горное давление. В нефтегазодобывающей промышленности с необходимостью учета горного давления впервые встретились при бурении и креплении скважин, а позже при решении вопросов разработки и эксплуатации скважин.

Горное давление обычно подразделяют на геостатическое и геотектоническое. Геостатическое давление — это давление, оказываемое на пласт весом лежащей выше толщи горных пород. Величина его зависит от толщины и плотности вышезалегающих горных пород. Оно передается породами, а внутри породы — зернами, т.е. скелетом породы. Геостатическому давлению противодействует внутреннее пластовое давление, которое передается пластовой жидкостью. Механизм передачи геостатического давления и распределение его между скелетом породы и жидкостью выяснен пока недостаточно. Геотектоническое давление — это давление, возникающее за счет напряжений, образующихся в пластах в результате тектонических процессов, их деформации. Однако до сих пор не изучено, какая часть этого давления передается на жидкость и газы, насыщающие пласты, т.е. повышает в них давление, а какая часть идет на деформацию пластов.

Читайте также:  Чай шиповника повышает давление или понижает давление

Гидростатическое давление — это давление в пласте-коллекторе, создаваемое в результате гидростатической нагрузки пластовых вод, перемещающихся в сторону регионального погружения пласта и возрастающее пропорционально глубине (градиент давления около 0,01 МПа на 1 м глубины). Величина гидростатического давления в данной точке зависит также от способности породы передавать давление. Например, кварцевые пески и песчаники, имеющие высокую проницаемость, хорошо передают давление. Гидростатическое давление определяет потенциальную энергию напора контурных вод пласта, в котором пластовые жидкости находятся в состоянии покоя. Вероятно, гидростатическое давление уравновешивает геостатическое и определяется следующим соотношением:

В процессе разработки пластовое давление снижается, в то же время увеличивается доля геостатического давления, вследствие чего уменьшается объем порового пространства и соответственно понижаются пористость, проницаемость пород. За счет этого фактора возможны проседания земной поверхности, локальные землетрясения, особенно в районе газовых месторождений (например, Газли, землетрясения в районе г. Нефтеюганска в Западной Сибири, проседание земной поверхности на площади 26 км на месторождении Уилмингтон, Калифорния).

Сообщение между пластами осуществляется за счет тектонических нарушений, стволов грязевых вулканов, иногда скважин. При перетоках из пластов с высоким пластовым давлением в пласты с низким давлением пластовое давление увеличивается в 1,5 — 2 раза. Это одна из причин существования превышения пластового давления над гидростатическим (сверхгидростатическое пластовое давление). Оно проявляется на ряде нефтяных и газовых месторождений Азербайджана, Северного Кавказа, Средней Азии.

Химическое взаимодействие пластовых вод и горных пород. В результате выщелачивания солей из горных пород их концентрация в глубинных пластовых водах возрастает, при этом объем порового пространства увеличивается, а величина пластового давления понижается. Наоборот, выпадение солей из перенасыщенных растворов понижает объем порового пространства, локализует отдельные участки, пластовое давление при этом резко увеличивается.

В течение всей истории геологического развития осадочной толщи земной коры перечисленные факторы действовали непрерывно, однако с различной интенсивностью, постоянно меняющейся не только во времени, но и в пространстве. Преобладающее воздействие того или иного фактора определяет величину начального пластового давления месторождений, расположенных в различных геологических условиях,

Знание величины пластового давления, особенно в тех случаях, когда оно превышает гидростатическое (сверх гидростатическое пластовое давление), чрезвычайно важно для нормальной проводки скважин, проектирования и разработки нефтяных и газовых залежей. В настоящее время разработаны различные методы прогноза величин сверх гидростатических пластовых давлений. Некоторые из них (В.М. Добрынин, В.А. Серебряков) позволяют на основе промыслово-геофизических исследований с достаточной точностью находить величину пластового давления до вскрытия продуктивного пласта.

В промысловой практике пластовое давление измеряют на забое скважины. При этом следует различать начальное, текущее, статическое и динамическое пластовое давление, забойное давление.

Начальное пластовое давление — давление, замеренное на забое первой скважины, вскрывшей продуктивный пласт.

Текущее пластовое давление — это давление в залежи на определенную дату.

Забойное давление — давление на забое работающей скважины.

Депрессия — разница между пластовым и забойным давлениями.

Репрессия — разница между забойным и пластовым давлениями.

Статический уровень — максимальный уровень при остановке скважины, соответствующий внутреннему пластовому давлению в залежи.

Динамический уровень — уровень при работе скважины.

В скважинах, вскрывших продуктивный пласт на различных отметках, величины пластовых давлений будут различными еще до начала разработки залежи. Поэтому при подсчете запасов, проектировании и анализе разработки, при гидродинамических расчетах пользуются приведенными давлениями, отнесенными к некоторой условной поверхности. Обычно за такую поверхность принимают начальное положение ВНК или ГНК. Для нефтяных скважин приведенные пластовые давления рассчитывают по формуле:

(2.1)

где рН — фактическое пластовое давление в нефтяной скважине, МПа; НВНК — абсолютная отметка поверхности начального водонефтяного контакта, м; Н — абсолютная отметка в точке замера пластового давления в скважине, м; ρН – плотность нефти, кг/м 3 .

Читайте также:  Правилаустройства и безопасной эксплуатации сосудов работающих под давлением

Данные о приведенном к ВНК пластовом давлении по отдельным скважинам используют для построения карт пластовых давлений (карт изобар). Эти карты строят на определенные даты, причем для их построения необходимо иметь достаточное количество одновременных замеров пластовых давлений по всей площади залежи. Под одновременными следует понимать замеры, сделанные в течение нескольких суток. Карты изобар строят путем линейной интерполяции значений пластовых давлений между точками скважин.

Карты изобар используют для контроля за разработкой нефтяных и газовых залежей, по ним рассчитывают значения среднего взвешенного пластового давления по залежи в целом (в пределах внешнего контура нефтеносности), по зонам отбора (включаются точки скважин, по которым производится отбор нефти и газа) или по блокам разработки. Изобара – это линия, соединяющая точки с одинаковыми значениями пластовых давлений, приведенных к условной уровненной поверхности. Основная задача изучения карт изобар — определение режима работы залежи, т.е. изменения пластового давления в связи с отбором жидкости, газа, пластовой воды, воздействием на пласт, с учетом геологопромысловых особенностей продуктивных пластов по площади залежи.

Кроме карты изобар (рис. 2.1) строят карты разницы пластовых давлений. При этом берут разницу в пластовых давлениях в скважине на последнюю и предыдущую даты. Анализ таких карт позволяет установить различные экраны между нагнетательными и добывающими скважинами, определить эффективность закачки воды, например, при законтурном заводнении.

Таким образом энергетические ресурсы пласта характеризуются существующим в нем давлением. Чем оно выше, тем полнее может быть использована залежь нефти.

В процессе эксплуатации для рационального использования энергии пласта необходим постоянный контроль распределения пластового давления в залежи. Осуществляется это путем систематических замеров забойных и пластовых давлений и построением карт изобар.

Значения Рпл в различных точках залежи неодинаковы. Они меняются как во времени, так и в процессе разработки. За начальное пластовое давлениепринимают статистическое забойное давление первой скважины, вскрывшей пласт, замеренное до отбора из пласта какого-нибудь значительного количества пластовой жидкости. Эти единичные замеры, возможные лишь в определенных точках залежи не могут быть приняты для всей залежи в целом. Поэтому для определения среднего Рпл, полученные замеры по первым скважинам пересчитывают на среднюю точку объема залежи, на середину этажа нефтеносности.Когда размеры залежи значительны — желательно иметь данные о начальном Рпл по скважинам, расположенным в центральной ее части и замеры Рпл. по каждой скважине, пробуренной в период пробной эксплуатации.

При извлечении из залежи нефти или газа Рпл падает и оказывается ниже начального (в случае естественной разработки, без воздействия на пласт). Поэтому, чтобы узнать Рпл на любую дату определяют текущее пластовое давление,т.е. статистическое забойное давление, замеренное по состоянию на ту или иную дату в скважине, в которой после ее остановки установилось относительное статистическое давление. Все другие скважины являются рабочими, при этом в пласте не устанавливается относительное статистическое равновесие. Поэтому в качестве текущего пластового давления замеряют динамическое пластовое давление.

Рис. 2.1 — Карта изобар 1- внешний контур нефтеносности; 2 — добывающие скважины; 3 — законтурные (пъезометрические); 4 — изобары, атм; 5 — элемент залежи между соседними изобарами

Для наблюдения за процессом разработки пласта необходимо систематически замерять пластовое давление в эксплуатационных скважинах. Эти замеры производятся глубинными манометрами. Их использование (когда измерение идет манометром по стволу скважины) дает возможность определить истинную плотность жидкости и газа при данных давлении и температуре с учетом наличия растворенного газа в водонефтяной смеси.

При фонтанном или механическом способе эксплуатации (когда невозможно применять глубинный манометр) пластовое давление определяют по формулам расчетным путем.

Источник

Adblock
detector