На начальном этапе разработки нефтяных месторождений содержание воды в добываемой нефти обычно минимально. Однако с течением времени на многих месторождениях вода начинает подниматься вместе с нефтью. Основной метод поддержания пластового давления в России — это заводнение. Большая часть крупных месторождений в Западной Сибири перешли на позднюю стадию разработки, которая характеризуется высокой обводненностью и снижением уровня добычи. В последние годы возникла актуальная проблема ограничения отборов воды. Из–за фациальной неоднородности горизонтов и особенности разработки с помощью сетки скважин, естественным процессом является постепенное обводнение нефтяных скважин, и в водный период эксплуатации скважин извлекаются большинство запасов нефти.
Ключевые слова : обводнение, дебит, обводненность, изоляция, скважина.
Обводнение скважин на Южно–Сургутском месторождении обусловлено рядом факторов, которые могут существенно влиять на эффективность добычи нефти. Наиболее значимым источником обводнения является промысловая вода, поступающая из водоносных горизонтов, что является характерной проблемой для многих месторождений при длительной эксплуатации. С увеличением степени разработки месторождения, вода начинает поступать в продуктивные пласты, что связано с проникновением воды через недостаточно изолированные водоносные горизонты. Это, в свою очередь, снижает продуктивность скважин и приводит к увеличению обводненности продукции.
Кроме того, неправильная эксплуатация месторождения, например, перепрессовка пластов, может значительно ускорить проникновение воды в продуктивные зоны. Это особенно актуально при использовании высоких давлений при закачке воды или чрезмерном отборе нефти, что ведет к нарушению гидродинамического равновесия в пластах.
Не менее важную роль в возникновении обводнения играют геологические особенности региона, включая структуру водоносных слоев и движение подземных вод. Эти факторы могут не только ускорять процесс проникновения воды в продуктивные горизонты, но и предсказывать зоны повышенной обводненности, что требует особого внимания при планировании работы скважин.
Для более глубокого анализа и разработки эффективных методов борьбы с обводнением необходимо изучить отчеты по эксплуатации месторождения, результаты геофизических исследований и гидрогеологические данные региона. Это позволит более точно определить причины обводнения и разработать стратегии для повышения эффективности добычи нефти, минимизируя негативные последствия избыточного водоотделения [1].
Одним из видов воды, используемой при добыче нефти, является вода из нагнетательных скважин или активных водоносных пластов. Эта вода используется для вытеснения нефти из пластов, и правильное управление водными процессами непосредственно влияет на эффективность разработки месторождения. Она определяет, как производительность скважин, так и общий объем добычи нефти (рис.1).
Для оценки эффективности добычи нефти важен такой показатель, как водонефтяной фактор (ВНФ), который демонстрирует соотношение объема воды к объему добываемой нефти. Этот коэффициент является важным индикатором того, насколько эффективно используются водные ресурсы в процессе извлечения углеводородов.
Рис. 1. Неравномерное перемещение фронта обводнения в зависимости от времени
При этом существует порог добычи, который наступает, когда затраты на обработку воды становятся равными доходам от продажи нефти. Если продолжить добычу после достижения этого порога, компания может столкнуться с финансовыми убытками, поскольку дополнительные затраты на обработку воды превысят прибыль от продажи нефти [2].
Жидкость, включая воду и нефть, движется от насосной скважины к добывающей по различным трубопроводам, в зависимости от свойств потока и геометрии месторождения. Вода, как правило, движется по кратчайшему пути, так как имеет более высокую подвижность, тогда как нефть следует по более длинным линиям, протягивающимся вдоль границ симметрии между скважинами (рис.2).
Такой тип распределения жидкости считается приемлемым в условиях разработки месторождения, поскольку невозможно полностью разделить потоки воды и нефти. Вода, двигаясь по наиболее прямым и быстрым путям, помогает поддерживать пластовое давление, а нефть, двигаясь по более длинным линиям, извлекается через добывающие скважины. Этот процесс является неотъемлемой частью технологии добычи нефти, так как эффективное управление водными и углеводородными потоками критически важно для повышения эффективности разработки месторождения.
Рис. 2. Движение воды в пласте по линиям тока
Одна из разновидностей воды, которая может присутствовать в скважине, — это вода, добываемая вместе с нефтью. В некоторых случаях ее количество настолько невелико, что не требует специальной утилизации. Однако при добыче нефти с высоким содержанием воды важно учитывать порог, который определяется критическим водонефтяным соотношением. Этот показатель помогает определить, насколько рентабельным является дальнейшее извлечение нефти при существующих затратах на обработку воды.
Со временем, с возрастом скважин, соотношение воды к нефти увеличивается, что ведет к росту расходов на обработку и утилизацию воды. В таких условиях становится особенно важным применение технологий, которые позволяют ограничить приток воды. Эти технологии помогают снизить объем воды, извлекаемой вместе с нефтью, что способствует увеличению доли нефти в добыче и снижению операционных затрат. Таким образом, правильное управление водоотделением и внедрение инновационных методов может не только увеличить объем добычи нефти, но и продлить срок службы месторождения, обеспечивая его более долгосрочную эксплуатацию.
Преждевременное обводнение продукции скважин может быть вызвано рядом факторов, каждый из которых вносит свой вклад в избыточный отбор воды. Основные причины связаны с негерметичностью обсадных колонн, дефектами в резьбовых соединениях, а также с особенностями строения и неоднородностью эксплуатационных объектов. Также процесс разработки месторождения может способствовать повышенному водоотделению.
Существует ряд проблем, приводящих к избыточному отбору воды, которые можно классифицировать в десяти основных ситуациях. Однако следует отметить, что эта классификация упрощена, и на практике может быть гораздо больше различных комбинаций этих проблем.
Статистика показывает, что наиболее значимая причина потери воды — это плохое цементирование скважины. Недостаточное качество цементирования приводит к образованию трещин, через которые вода может проникать в продуктивные пласты, а также может привести к плохому прилеганию цемента к породе, что способствует утечке воды.
Преждевременное обводнение скважин может существенно повлиять на экономику добычи, и его причины часто связаны с негерметичностью обсадных колонн или НКТ. Если проблемы с герметичностью не решать своевременно, это может привести к значительным затратам.
Методы ликвидации водопритока на Южно-Сургутском месторождении можно разделить на два основных типа: технические и физико-химические (рис.3).
Рис. 3. Методы борьбы с обводнением скважин на Южно-Сургутском месторождении
Для предотвращения утечек в эксплуатационных колоннах часто применяют изоляцию с помощью изолирующих жидкостей и механических средств, таких как пакеры, пробки и цементные мосты. Однако эти методы имеют недостатки, например, ограниченный срок службы пакеров и сложности с технологией «летучек».
Литература:
- Муслимов, Р. Х. Современные методы управления разработкой нефтяных месторождений с применением заводнения / Р. Х. Муслимов — учебное пособие. — Казань: Казанск, 2003–596 c.
- Овнатанов, С. Т., Карапетов, К. А. Форсированный отбор жидкости / С. Т. Овнатанов, К. А. Карапетов -: Москва:Недра, 1967–132 c.
- Ширковский, А. И. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений / А. И. Ширковский -: Москва:Недра, 1971
