Основы разработки нефтяных и газовых месторождений

Никто не будет возражать, что нефть и газ – энергетическая и химическая основа нынешней экономики. А потому освоение их залежей должно проводиться наиболее эффективно и целесообразно, чтобы получить максимум возможного при объективном минимуме затрат, не нанося существенного ущерба окружающей среде и обеспечивая необходимый уровень безопасности.

Количество нефтегазовых скважин на планете превысило миллион штук; в России их число ежегодно увеличивается на 7-8 тыс. единиц. Понятно, что ведение такого огромного хозяйства возможно лишь на хорошей научной и практической основе, изучением которой занят ряд дисциплин. Особо среди них можно выделить «Основы разработки нефтяных и газовых месторождений», как залог фундамента знаний, обеспечивающих эффективность работы отрасли на всех уровнях и стадиях нефтегазовой добычи.

Цели и принципы разработки

Целью разработки нефтяного или газового месторождения всегда выступает добыча углеводородного сырья, путём его перемещения из пластовых флюидов к забою (дну ствола скважины). Происходит это за счёт реализации комплекса инженерно-технических мероприятий, включающих в себя:

• нахождение, исследования и изучение объекта разработки;
• формирования плана, определяющего последовательность и время бурения и обустройства скважин;
• планирование методов воздействия на содержащие нефть и газ пласты;
• определение месторасположения скважин нагнетательного, добывающего и резервного характера на сетке;
• управление технологическим процессом с целью его оптимизации;
• принятия мер по обеспечению сохранности недр и минимизации воздействия на окружающий ландшафт и природную среду.

Но прежде чем начать разработку залежей, необходимо выполнить проведение поисково-разведочных работ по выявлению перспективных в промышленном отношении месторождений. Осуществляется это методами геологической, геофизической и гидрогеохимической разведки или бурением скважин, предназначенных для исследования и изучения пластов.

Физика внутрипластовых явлений

Найденные в результате этих изысканий залежи нефти и газа всегда являются обладателями потенциальной энергии, которая и поддерживает выход углеводородов путём преобразования в энергию кинетическую. Потенциальная энергия возникает в результате:

• напора подземных вод;
• напора, создаваемого газовой шапкой месторождения;
• выделения газа из нефти при падении давления;
• сжатия нефти, газа, воды и вмещающей их породы;
• воздействия земного притяжения.

На основании выбора одного из этих видов внутрипластовой энергии и формируется режим разработки. Всего основных режимов насчитывается пять:

• Жёстководонапорный режим, когда вода, пополняющаяся за счёт наружных водоёмов и поступающих в них атмосферных осадков, воздействует на нефтяной пласт, полностью вытесняя собой находящуюся в нём нефть. Это самый эффективный из режимов, при котором коэффициент нефтеотдачи доходит до 0,5-0,8, а поток подчас фонтанирует.
• Упруговодонапорный режим, характеризующийся естественным геологическим сжатием и значительным объёмом воды, во много раз превышающим объёмы добываемого сырья. Что даёт возможность извлечения до 15% внутрипластовых запасов при коэффициенте нефтеотдачи доходящем до 0,8.
• Газонапорный режим обязан своему возникновению и названию явлению возникновения в месторождениях газовой шапки, пополняющейся за счёт газообразных выделений из нефти в процессе добычи. Коэффициент нефтеотдачи такого режима колеблется в пределах: 0,4-0,6.
• Режим растворённого газа, основан опять же на выделении пузырьков газа по мере извлечения запасов нефти, сопровождающихся понижением давления. Коэффициент нефтеотдачи составляет 0,15-0,3.
• Гравитационный режим основан на стекании нефти (находящейся под атмосферным давлением и не содержащей в себе растворённого газа) в скважину, откуда она выкачивается с помощью насосов.

Нередко вышеназванные режимы совмещаются в смешанный режим разработки. Необходимо также отметить, что для газоносных месторождений применимы лишь жёстководонапорный, упруговодонапорный и газонапорный режимы.

Искусственные методы воздействия

Однако, в значительном количестве случаев, использование только естественных факторов бывает недостаточно. В таком случае с целью увеличения добычи находят применение искусственные методы:

Предназначенные для поддержания давления внутри пласта: накачивание газа, подача воды.

Имеющие целью повысить отдачу пластов за счёт роста их проницаемости: обработка солекислотными смесями, гидроразрыв.

Повышения отдачи нефти и газа.

Методов этих достаточно много и они непрерывно совершенствуются, вовлекая в работу огромное количество научно-исследовательских учреждений, так как на повестке дня всё более и более актуальным становится вопрос исчерпания нефтяных и газовых ресурсов планеты. Возможно, что данная проблема, помноженная на некоторое честолюбие и желание сделать карьеру в столь востребованной области, привлекут в нефтегазовую сферу подрастающее поколение, которое найдёт выход из грядущего кризиса.

Но в любом случае, при разработке нефтяных и газовых месторождений важнейшую роль играют и, по всей видимости, будут играть:

• Конкретные физико-геологические факторы
• Используемые способы, методы и технологии.
• Физико-химические свойства, как самого энергоресурса, так и сопровождающих его компонентов (более всего – воды и газов).
• Содержание полезных веществ в извлекаемом сырье.
• Режимы работы внутрипластовых наполнителей.

То есть, всё то, что положено в основы разработки нефтяных и газовых месторождений.