Важности давления насыщения при разработке и эксплуатации нефтяных пластов

Давление насыщения (Рнас) - это давление, при котором и ниже которого происходит выделение из нефти растворенного газа. Определяют этот параметр путем лабораторных исследований глубинных проб нефти, отбираемых пробоотборниками из скважины на глубине соответствующей залеганию продуктивных пластов. Либо Рнас вычисляется аналитическим методом на основе эмпирических формул, в состав которых входят: газонасы-щение (Гф) и плотность пластовой нефти (ρн). Одна из распространенных эмпирических зависимостей:

Рнас=(324,34р 4 н- 1081р³н+ 1351,2р²н-

749,93рн+155,89)*Гф

Формула 1. Рнас тем выше, чем выше Гф, ρн и температура пласта. При эксплуатации важнейший параметр, который определяет работу скважин - это ее дебит. Дебит напрямую зависит от двух значений: продуктивности скважин(η) и депрессии на пласт (разность между пластовым давлением(Рпл) и забойным (Рзаб)), в дальнейшем (АР). Q=n*AP= П*(Рпл- Рзаб).

Формула 2. При фиксированном значении п и Рпл дебит скважины тем выше, чем ниже Рзаб, как видно из формулы 2. Но дебит скважины не всегда увеличивается линейно относительно создаваемой депрессии на пласт, происходит перегиб индикаторной линии ближе к оси ∆Р, в основном это происходит при снижении Рзаб ниже Рнас. При выборе депрессии на пласт мы ограничены значением Рнас. Потому, что при снижении Рзаб, а в следствии и Рпл (если не осуществляется система ППД), до 0,50,8 Рнас, происходит значительное или даже катастрофические снижение дебита скважины по нефти. Конечные извлекаемые запасы могут снизиться в 10-12 раз от максимальных значений! Примером этому может послужить Талинское нефтяное месторождение.

Каковы причины? Основных можно выделить три.

Во-первых, происходит дегазация нефти, растворенный газ начинает выделяться в свободную фазу в поровом пространстве и занимает ее часть в ПЗП, чем снижает площадь притока нефти к скважине и затрудняет фильтрацию. Так же фазовая проницаемость по нефти резко падает.

Во-вторых, при дегазации из нефти начинают выпадать в твердую фазу тяжелые фракции нефти, асфальтосмолопарафиновые вещества. Это приводит к закупорке каналов фильтрации, дополнительному фильтрационному сопротивлению, в конечном итоге к снижению ФЕС пласта и его призабойной зоне.

В третьих, вязкость нефти увеличивается при выделении из нее газа. Это способствует увеличению соотношений подвижностей нефти и воды, в результате коэффициенты вытеснения (Квыт) и охвата (Кохв) уменьшаются, КИН = Квыт*Кохв соответственно тоже. Нефть приобретает проблемы разработки месторождений высоковязкой нефти, становится, по сути, трудноизвлекаемой.

Если на месторождении началось обводнение продукции, то при снижении Рзаб ниже Рнас продуктивность скважины по воде значительно увеличится, процент воды может возрасти до максимального, при котором добыча нефти станет не рентабельной. Возможно образование водяных конусов вокруг добывающей скважины из-за создания большой депрессии, когда в пласте присутствуют подошвенные воды, депрессионная воронка доходит до них, и вода, имея меньшую вязкость, по сравнению с нефтью, устремляется быстрее к добывающей скважине и занимает большую часть в ПЗП. Эти неблагоприятные явления невозможно избежать, но возможно их отсрочить и снизить тем- пы развития, контролируя депрессию на пласт. При фонтанном способе эксплуатации забойное давление необходимо контролировать с помощью штуцеров различного диаметра и держать на уровне давления насыщения. При механизированном способе добыче нефти Рзаб равно гидродинамическому уровню в затрубном пространстве, который регулируется производительностью установки.