На основе гидродинамической модели изучена эффективность применения нестационарного заводнения в послойно неоднородных коллекторах. Определены оптимальные временные интервалы работы нагнетательных скважин и соотношения проницаемостей различных пропластков на эффективность использования нестационарного заводнения.
Ключевые слова: пласт, закачка, нестационарное заводнение, неоднородность, полуцикл, проницаемость.
On the basis of hydrodynamic model the efficiency of using non-stationary flooding in heterogeneous layers has been studied. There were determined the optimal intervals of the injector well’s working half-cycle time and relationships between permeabilities of different layers and efficiency of using non-stationary flooding.
Keywords: layer, flooding, stationary flooding, heterogeneity, half-cycle, permeability.
При разработке послойно-неоднородных по проницаемости пластов широкое применение нашла технология нестационарного заводнения (НЗ) пластов, эффект от которой выражается в перераспределении пластового давления между пропластками и увеличенной выработке нефтяных запасов из низкопроницаемых слоёв [1–3]. Более того, чем сильнее выражена неоднородность пласта, тем значительнее эффект от технологии НЗ [1,3–4].
Была построена гидродиамическая модель пласта, на примере которой рассмотрим два вида заводнения: стационарное и НЗ. На основе результатов выявим оптимальные параметры работы НЗ и условия залегания пластов, соответствующие дотсижению максимальной эффетивности от применения данного метода.
Рассмотрим участок залежи размером 500 Х 500 Х 15 м. Разместим на нем пятиточечную систему скважин.
Коллектор залежи является поровым, неоднородным по проницаемости: выделим три пропластка в общей толще нефтяного пласта, каждый по 5 м толщиной — средний пропласток проницаемостью в 1 Дарси (блок 2) и два прилегающих к нему низкопроницаемых пропластка (блок 1 и 3) (рис.1).
Рис. 1. Построенная гидродинамическая модель
Исходные данные для моделирования:
– Геологические запасы залежи 
= 243065 
.
– Начальные пластовое давление 
22 МПа,
– Начальная пластовая температура 
90°С,
– Средняя пористость участка m = 0.12.
- Определение эффективности применения НЗ и определение оптимального времени полуцикла закачки.
Во всех рассмотренных случаях заводнение начиналось с первого дня разработки, а сама разработка продолжалась до момента достижения предельной обводненности 98 %. Было рассмотрено обычное стационарное заводнение при объеме закачки 300 в сутки, и нестационарное заводнение при объеме закачки 600 в сутки за один полуцикл закачки.
В случае с нестационарным заводнением, была рассмотрена закачка при различных полуциклах: 5, 15, 21, 30 и 45 суток.
В таблице 1 приведены результаты гидродинамического моделирования.
Таблица 1
Результаты моделирования
|
t полуцикла, сут. |
Qн, тыс. |
Qзак, тыс. |
КИН,д.ед. |
|
0 |
125.8 |
1095.6 |
0.518 |
|
5 |
127.878 |
1096.2 |
0.526 |
|
15 |
128.234 |
1098 |
0.528 |
|
21 |
128.82 |
1098 |
0.530 |
|
30 |
129.036 |
1098 |
0.531 |
|
45 |
128.932 |
1096.2 |
0.530 |
Как видно, объем закачки во всех случаях практически одинаков.
Построим зависимость КИН от времени t полуцикла закачки и сравним эффективность НЗ по сравнению с обычным стационарным.
Рис. 3. Зависимость КИН от времени полуцикла
Как видно из графиков, результат от нестационарного заводнения превысил результат от обычного заводнения — при одинаковых значениях объема закачанной воды конечные значения КИН оказались выше во всех случаях. Это позволяет сделать вывод о том, что нестационарное заводнение является более эффективным методом увеличения нефтеотдачи в послойно-неоднородных пластах, нежели стационарное заводнение, что достигается благодаря перераспределению давлений между разными по проницаемости пропластками. В то же время, видно, что наибольший КИН достигается при значении полуцикла 30 сут — при возрастании времени полуцикла до 30 суток добыча нефти и КИН увеличивались, но при полуцикле закачки 45 суток, пласт начинает быстрее обводняться, что и сказывается на меньших значениях Qн и КИН.
- Определение влияния степени неоднородности пласта на конечные показатели добычи нефти.
Убедившись в эффективности метода нестационарного заводнения, рассмотрим влияние неоднородности пласта на показатели добычи нефти 
и КИН.
Рассмотрим при тех же условиях нестационарную закачку полуциклом 30 суток. Введем показатель неоднородности пласта 
/K, показывающий во сколько раз проницаемость блока № 2 превосходит проницаемость блока № 1 и 3. Последовательно рассмотрим несколько вариантов с различными проницаемостями блоков 1 и 3 (
K): 10, 20, 50 и 100 
, то есть /K= 100, 50, 20 и 10 соответственно.
Для каждого из значений /K были рассчитаны значения КИН, а затем по формуле 1 рассчитана эффективность применения НЗ — относительное увеличение добычи нефти при НЗ относительно этого же параметра при стационарном. Результаты расчетов были занесены в таблицу 2.
(1)
Таблица 2
Показатели добычи нефти при различной неоднородности пласта
|
K2/K |
КИН при стационарном заводнении |
КИН при нестационарном заводнении |
ε,% |
|
10.000 |
0.518 |
0.531 |
2.572 |
|
20.000 |
0.520 |
0.535 |
2.789 |
|
50.000 |
0.525 |
0.543 |
3.299 |
|
100.000 |
0.532 |
0.551 |
3.709 |
Как видно из таблицы, во всех случаях КИН при циклической закачке больше, нежели КИН при стационарном заводнении, и при этом эффективность ε наибольшая в случае самого неоднородного пласта, что позволяет сделать вывод о том, что чем неоднороднее пласт, тем эффективнее нестационарное заводнение.
Вывод
Циклическая закачка воды в послойно-неоднородном по проницаемости пласте явялется эффективными решением на долгосрочную перспективу разработки объекта по сравнению со стационарным заводнением. Было установлено, что при равных объемах закачки воды в пласт, нестационарное заводнение показывает себя лучше, так как по достижению пласта обводненности 98 %, накопленные показатели добычи нефти и КИН оказались выше в случае использования нестационарного заводнения, а значит оно является экономически более выгодным.
Было установлено, что чем больше время полуцикла закачки, тем больше конечный КИН, но при этом оптимальным было выбрано значение t =30 сут. При дальнейшем увеличении времени полуцикла, пласт начинал обводняться быстрее и при значении обводненности 98 % получались меньшие значения Qнак и КИН.
Литература:
- Владимиров И. В., Велиев Э. М., Альмухаметова Э. М., Варисова Р. Р., Габдрахманов Н. Х. Теоретическое исследование применения нестационарного заводнения в различных геолого-технологических условиях разработки залежей высоковязкой нефти //НТЖ «Проблемы сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов» / ИПТЭР. Уфа, 2014.Вып. 3 (97). С. 33–44.
- Владимиров И. В., Велиев Э. М., Альмухаметова Э. М. Определение оптимальных периодов работы / простоя нагнетательных скважин при нестационарном заводнении залежей высоковязкойнефти с коллектором двойной проницаемости // Энергоэффективность. Проблемы и решения: материалы форума 14-й междунар. науч.-практ. конф. 23 окт. 2014 г. Уфа: Изд-во ГУП «ИПТЭР», 2014. С.56–57.
- Владимиров И. В. Нестационарные технологии нефтедобычи (этапы развития, современное состояние и перспективы). М.: ОАО ВНИИОЭНГ. 2004. 216 с.
- Владимиров И. В., Велиев Э. М., Альмухаметова Э. М. Применение нестационарного заводнения в коллекторах двойной проницаемости, насыщенных высоковязкой нефтью // Энергоэффективность. Проблемы и решения: матер. XIV Междунар. научн.практ. конф. 23 октября 2014 г. Уфа, 2014. С. 53–55.
