Специфические особенности обводнения продукции скважин с высоковязкой нефтью

DOI: 10.32743/UniTech.2021.83.2-4.4-7

АННОТАЦИЯ

В статье рассмотрены условия обводнения скважин при эксплуатации месторождений с высоковязкой нефтью. Результаты исследований сопоставлены с теоретическими исследованиями. Показано влияние плотности сетки скважин на процесс обводнения. Отмечено, что наличие плотной сетки несколько задерживает преждевременное обводнение а затягивание разбуривания отрицательно влияет на дренирование залежей и способствует быстрому затоплению залежи водой.

Показано, что даже небольшая мощность водоносного прослоя существенно сказывается на обводненность скважин. Специфическими условиями обусловлены условия разработки месторождений высоковязких нефтей длительным временем эксплуатации при обводненности порядка 80-90 % и более.

ABSTRACT

The article discusses the conditions for watering wells during the operation of fields with high-viscosity oil. Research results are compared with theoretical studies shows the influence of the density of the wells pattern on the watering process. It was noted that the presence of a dense grid somewhat delays the premature watering and the delay in drilling has a negative effect on the drainage of the deposits and contributes to the rapid flooding of the deposit with water. It is shown that even a small thickness of the water-bearing layer significantly affects the water cut of the wells. Specific conditions determine the conditions for the development of high-viscosity oil fields with a long operating time with a water cut of about 80-90 percent or more.

Ключевые слова: скважина, нефтенасыщенная толщина, водонасыщенная толщина, обводнение, высоковязкая нефть, соотношение вязкостей.

Keywords: well, oil-saturated thickness, water-saturated thickness, water cut, high-viscosity oil, viscosity ratio.

При разработке нефтяных месторождений в условиях водонапорного режима обводнение эксплуатационных скважин является неизбежным процессом. Для залежей с высоковязкими нефтями безводный период эксплуатации скважин непродолжительный. В период водной эксплуатации из скважин и залежей вместе с нефтью извлекается огромное количество воды, что является одной из специфических особенностей разработки залежей с высоковязкой нефтью. С момента появления воды в скважинах начинаются основные трудности их эксплуатации. Скважины прекращают фонтанировать, вода оседает на забое, изменяется продуктивность скважин, усиливается отложение парафина и солей, происходит коррозия оборудования и ряд других условий в результате которых эксплуатация скважин осложняется [1].

В свете сказанного изучение характера обводнения скважин и залежей, особенно при условии наличия аномальных нефтей приобретает весьма важное значение.

Как известно, основными источниками обводнения нефтяных залежей являются контурные или подошвенные воды, воды промежуточных пропластков и закачиваемая в пласт вода. Обводнение может происходить также вследствие перетока воды из смежных горизонтов через так называемые литологические окна, поступления воды по тектоническим разрывам, проникновения воды из других горизонтов, из-за некачественного цементажа скважин и др. Интенсивность обводнения нефтяных скважин и залежей зависит от коллекторских свойств слагаемых пласт пород, физико-химических свойств жидкостей и применяемой системы разработки.

Залежи, содержащие нефть повышенной вязкости, обводняются быстрее, нежели маловязкие. Графики разработки залежей с высоковязкой нефтью свидетельствует о разработке их при относительно высокой обводненности. На характер обводнения существенное влияние оказывает соотношения вязкостей нефти и воды, а также параметры сетки скважин, особенно при больших соотношениях вязкости нефти и воды . Теоретические исследования М.Л. Сургучева показали, что при редкой сетке добывается больше воды и меньше нефти. Аналогичный результат следует из лабораторных исследований А.Г. Ковалева.

Э.М. Халимов и А.Г. Резванов исследуя этот вопрос по Шкаповскому и Туймазинскому месторождениям, приходят к выводу, что число эксплуатационных скважин существенно влияет на обводненность добываемой нефти. Чем плотнее сетка, тем с меньшей обводненностью добывается нефть, причем чем больше вязкость нефти, тем больше проявляется зависимость между плотностью сетки скважин и обводненностью. Наличие плотной сетки несколько задерживает преждевременное обводнение залежей и благоприятно влияет на отбор нефти. Поэтому одним из условий правильной разработки залежей является быстрое разбуривание и ввод их в эксплуатацию. Затягивание разбуривания отрицательно влияет на дренирование залежей и способствует быстрому затоплению залежей водой. Как видно, влияние параметров сетки скважин на обводнение залежей существенное. Поэтому, своевремен­ным уплотнением сетки в некоторых случаях можно повлиять не только на нефтеотдачу, но и на обводненность добываемой жидкости.

Исследования показали, что по мере снижения нефтена­сыщенной мощности обводненность скважин растет и отме­чается существенное влияние мощности водоносного прослоя на обводненность скважины особенно при больших вязкостях нефти.

Начальная обводненность скважин после ввода ее в эксплуатацию определена по формуле:

                                                                (1)

где -h_нh_в соответственно нефтенасыщенная и водонасыщенная мощности;

µн - µв соответственно вязкость нефти и воды

Так, например, при ;  м;  м и при соотношения вязкости нефти и воды  обводненность составляет 98%, т.е скважина будет давать практически чистую воду с пленкой нефти, несмотря на то, что ею вскрыт нефтяной прослой толщиной 6 метров. Высокая обводненность скважины может ввести в заблуждение промысловых работников, а именно, они могут сделать вывод о том, что либо скважина попала за пределы нефтеносной зоны, либо вскрыта обводненная зона. Наличие даже небольшой мощности водоносного прослоя в рассматриваемом случае существенно сказывается на обводненность скважины.

В таблице 1 приведены расчеты обводненности скважины для различных  и.

Таблица 1.

Расчеты обводненности скважины для различных  и.

Из данных таблицы вытекает ряд интересных выводов:

- судя по данным таблицы при >10 изменение в широких пределах отношения мощностей  и вязкостей  сравнительно мало влияет на обводненность скважин;

- при прочих равных условиях эксплуатация скважин при наличии вязких нефтей происходит при сравнительно высокой обводненности их. Так, например, при =50 и изменении  в пределах 0,1 обводненность скважин изменяетсяв пределах 83,3-98,1%, а при и 200 обводненность скважины соответственно составляет 90,9 и 95,2%.

Наличие небольшого водоносного прослоя в продуктивной части резко влияет на обводненность добываемой жидкости. Этот пример приводит к важному выводу - высокая обводненность скважин для случая высоковязких нефтей отнюдь не говорит о полной выработки залежи, а в случае разведочных скважин (при их опробовании) о ее непродуктивности. Это обстоятельство необходимо иметь ввиду на практике, т.к. оно может привести к ложным выводам.

Приведенные выше теоретические положения полностью подтверждаются практикой эксплуатации скважин месторождений Сурхандарьинского района Республики Узбекистан, где эксплуатация подавляющего числа их после затопления высокопроницаемых прослоев залежей происходит при высокой обводненности порядка 80-90% и более. Причем обводненность их в течение длительного времени остается величиной постоянной.

При эксплуатации нефтяных скважин происходит как общее продвижение контура краевых вод к сводовой части структуры, так и подсасывание отдельных водяных языков к забоям интенсивно работающих скважин.

Список литературы:

1. Акрамов Б.Ш., Нуритдинов Ж.Ф. Вопросы прогнозирования показателей разработки на месторождении Чимион. Научный журнал «GLOBUS» мультидисциплинарный сборник научных публикаций. «Достижения и проблемы современной науки» выпуск № 5 (51), г. Санкт-Петербург, июнь 2020г.
2. Акрамов Б.Ш., Наубеев Т.Х., И.Я.Сапашов, Санетуллаев Е.Е. Прогнозирование показателей разработки по характеристикам вытеснения нефти водой. Научно-теоретический журнал«Universum» 2016 г.
3. Акрамов Б.Ш., Хаитов О.Ғ., Жарыкбаев К.Н. Экспериментальное исследование химического выщелачивания нефти при нефтеносных пластов. Журнал «Горный журнал» №4, 2010 г., г.Екатеринбург.
4. Акрамов Б.Ш., Хаитов О.Ғ., Табылганов М.А. Методы уточнения начальных и остаточных запасов нефти по данным разработки на поздней стадии. Журнал «Горный журнал» №2, 2010 г., г.Екатеринбург.
5. Акрамов Б.Ш. Хайитов О.Г., Нуритдинов Ж.Ф., Мирзакулова М.Н.     Инновации в разработке месторождений с трудноизвлекаемыми запасами. Сборник научных статей по итогам работы Международного научного форума « Наука и инновации-современные концепции» том 1 Москва 2019 Стр 139-142       
6. Акрамов Б.Ш. Умедов Ш.Х.,Нуритдинов Ж.Ф. Инновационные методы повышения нефтеотдачи пластов. Международный научно-исследовательский журнал, том № 3, Евразийский союз ученых(ЕСУ), Ежемесячный научный журнал № 1(70)/ 2020, г.Москва , РФ.
7. Акрамов Б.Ш. , Хаитов О.Г. Нефть ва газни тозалаш асбоб ускуналари. Укув кулланма. Ташкент. 103 с.
8. Акрамов Б.Ш., Умедов Ш.Х., Мирсаатова Ш. Х. Вскрытие продуктивного пласта с применением пен Журнал “Технологии нефти и газа” №4, 2017г Москва с. 35
9. Акрамов. Б.Ш. Хаитов О. Г. Нуриддинов Ж. Ф. Паротепловые методы повышения нефтеотдачи пластов Журнал «Вестник ТГТУ» №2 2017 с.150
10. Акрамов Б.Ш. ,Умедов Ш.Х., Нуриддинов Ж. Ф Влияние гидродинамического несовершенства на производительность скважин. Научный журнал «GLOBUS» мультидисциплинарный сборник научных публикаций. «Достижения и проблемы современной науки» выпуск № 5 (51), г. Санкт-Петербург, июнь 2020г.
11. Акрамов Б.Ш., Умедов Ш.Х., Хайитов О.Г., Нуритдинов Ж.Ф., Мирзакулова М.Н. Использование промысловых данных для определения запасов нефти залежей, разрабатываемых при водонапорном режиме. Журнал « Проблемы современной науки и образования», Москва № 10 (143) с.15
12. Акрамов Б.Ш., Нуритдинов Ж.Ф. Вопросы прогнозирования показателей разработки на месторождении Чимион. Научный журнал «GLOBUS» мультидисциплинарный сборник научных публикаций. «Достижения и проблемы современной науки» выпуск № 5 (51), г. Санкт-Петербург, июнь 2020г.
13. Акрамов Б. Ш., Хайитов О. Г. нефт ва газни тозалаш асбоб ускуналари. Укув кулланма Тошкент 2008
14. Акрамов Б.Ш. некоторые особенности разработки месторождений Сурхандарьи
15. Назаров С.Н., Акрамов Б.Ш., Сипачев Н.В., Посевич А.Г., Клеветов В., Сидикходжаев Р.К. К оценке извлекаемых запасов нефти по интегральным кривым отбора нефти и воды. Журнал «Азербаджанское нефтяное хозяйство». №5, 1972.
16. Сазонов Б. Ф., Сургучёв М. Л., Колганов В. Обводнение нефтяных скважин и пластов. — М.: Недра, 1965. — с. 264 с. 
17. Сборник материалов по итогам на­учно-исследовательских работ горно­металлургического факультета Таш- ПИ за 1969г. Выпуск 66 б, Ташкент, 1971
18. Умедов Ш.Х., Хайитов О.Г., Нуриддинов Ж.Ф., Хамроев У., Зияева Н. Инновационная технология разработки нефте газовых залежей. Журнал «Наука техника и образование» №1, 2019
19. Akramov B.Sh. Khaitov O.G., Nuriddinov J.F. Oil displacement by water in an eleebric field.         Austrian Journal of Technical and Natural Sciences March-April 2017., p.20.
20. Akramov B. Sh. Khaitov O. G. , Nuriddinov J. F. Oil displacement by water in an electric field Europaische Fachhochschule#11-2015 p. 38