Легко ли добыть нефть. Что такое профиль приемистости и как его выровнять. Часть 1⁠⁠

Я уже писал ранее, что когда люди впервые начали разрабатывать месторождения нефти, то у них не было особых проблем с добычей нефти. Потому что месторождения были новыми, неистощенными, в них было много энергии, которая буквально выдавливала нефть на дневную поверхность со скважин. Пробурил дырку в земле, зашел в продуктивный пласт – и profit. Собирай нефть и продавай. К сожалению, эти времена прошли, и с каждым годом добывать нефть становится все сложнее, затратно и надо прибегать к различным ухищрениям. И такие фонтаны встречаются только на новых месторождений, которых не так уж и много, особенно крупных. Но обычно открытые фонтаны сейчас случаются в результате халатности бригады, неправильных расчетов геолого-технической службы. 

Это зрелище страшное и впечатляющее, но когда ты герметизируешь устье, то крайне неприятное и опасное. Как человек, который закрывал устье раз десять не хочу это сделать в одиннадцатый раз

Нефтяной фонтан где-то в ХМАО

Мощный выброс, вылетают трубы как спички

Успели загерметизировать устье

Тут в предыдущих темах один инженер хотел стать помбуром. Пусть посмотрит видео, может передумает. Да и другим товарищам, стонущим от непосильной офисной работы, не мешает посмотреть. Чтобы не гневить Бога.

Что двигает нефть от пласта к забою? Источников этой энергии несколько, выделяют пять основных режимов: водонапорный, упруго-водонапорный, режим «газовой шапки» (газонапорный), растворенного газа и гравитационный. Чаще всего одновременно залежь работает на нескольких режимах. В отдельной теме я опишу подробно эти режимы. Но со временем, каким бы не было мощным месторождение, энергия теряется, фонтаны перестают работать, потом нефть к забоям начинает передвигаться все медленнее и медленнее, дебиты скважин падают и для дальнейшей добычи необходимо механизировать фонд (добывать насосами) и поддержать энергию для перемещения нефти.

На настоящий момент для поддержания энергии пласта на большинстве месторождений используется система поддержания пластового давления с помощью закачки в пласт воды. Были экспериментальные разработки поддержания давления с помощью закачки газа, но насколько мне известно, они не получили распространения.

Суть системы ППД (поддержания пластового давления) заключается в следующем. Сначала на установках подготовки воды подготавливают воду. Для этого ее освобождают от нефтепродуктов, механических примесей, дегазируют и пр.

Откуда берут воду? Большая часть воды – скважинная. Нефть практически никогда не бывает безводной и со скважин добывают эмульсию из нефти и воды. Пороговым значением является эмульсия из 98% воды и 2% нефти, после этого добыча нецелесообразна. Скважинную воду отделяют от нефти и закачивают обратно. Но часть воды теряется, поэтому для компенсации объема потерянной жидкости рядом с установкой подготовки воды бурят водяные скважины, по которым по низконапорным водопроводам забирается вода. Иногда берут ее из открытых источников, но этот способ нежелателен, потому, что вода сильно загрязнена, и ее дольше и дороже подготавливать.

Вода со скважины ППД. Пить нельзя - станешь козлом

Подготовленная вода подается на БКНС (блочные кустовые насосные станции). На них с помощью центробежных многоступенчатых насосов создают нужное давление и напор. Затем вода по водоводам высокого давления подается к т. н. блоку напорной гребенки (БГ). В нем происходит водораспределение и учет поступаемой воды, которая уже подается к нагнетательным скважинам. Как правило, на одном кусту (куст – это совокупность скважин на одной площадке, я писал раньше в своих темах), несколько напорных скважин. Распределение к ним происходит в одном БГ. Если куст большой и состоит из нескольких позиций, то БГ несколько.

Блок гребенки

Нагнетательные скважины отличаются от добывающих другой фонтанной арматурой. Раньше их можно было еще отличить по цвету фланцевых соединений, голубым красили напорные скважины, а красным – нефтяные. В частности такое было на Оренбургнефти. Сейчас как там обстоит дело – не знаю, но на Севере, почему то, такого нет.

Нефтяная скважина

Нагнетательная скважина

Подземная часть скважины ППД устроена очень просто. По сути там спущены НКТ до уровня перфорации (дырки в стенках скважины, через которые нагнетается вода), а над зоной перфорации находится пакер (на некоторых скважинах, с относительно низким давлением, порядка 100-150 атмосфер, пакер не устанавливают)

Для изменения дебета подаваемой воды в скважины на линии подачи воды ставят штуцер. По сути это диск или стержень (шарик) с отверстием. От диаметра штуцера зависит объем нагнетаемой воды.

Штуцер

Вкладыши штуцера разного диаметра

Вода под давлением, которое может достигать 200 атмосфер, закачивается в скважину, попадает в пласт, отмывает нефть и попадает на забой добывающих скважин, где она и выкачивается с помощью погружных глубинных насосов.

Но тут есть один нюанс. Пласт у нас всегда неоднороден, разные его части, пропластки, имеют разные фильтрационно-емкостные свойства. Одни обладают высокой проницаемостью, другие плохой. Естественно, что вода проникает, в первую очередь, в хорошо проницаемые участки, вымывает из них нефть, а во многие пропластки даже не попадает, или туда попадает совсем небольшое количество воды. В результате у нас в пласте может быть еще много нефти, мы можем закачивать тысячи и тысячи кубометров воды, а на выходе получать ту же самую воду. А все потому, что профиль приемистости нагнетательной скважины неоднороден. Для того чтобы вода стала поступать в те зоны пласта, где есть нефть, но в силу низкой проницаемости она туда не проникает и проводят работы по выравниванию профиля приемистости (ВПП).

Об этом в следующей части