Библиотека Дамирджана - Геология нефти и газа - 1960

О взаимодействии горизонтов ДI и ДII на центральных площадях Ромашкинского месторождения

В порядке обсуждения.

А. А. ЛИТВИНОВ

В некоторых разведочных и первых эксплуатационных скважинах, пробуренных на Ромашкинском месторождении, было обнаружено слияние горизонтов Д_I и Д_II, а в разрезе ряда скважин мощность глинистого раздела между нефтеносным горизонтом Д_I и водоносным Д_II составляла менее 2- 3 м.

Отмеченная литологическая связь между горизонтами уже тогда вызывала предположение о том, что водоносный горизонт Д_II будет в какой-то степени реагировать на разработку нефтеносных пластов верхнего горизонта. И действительно, замеры пластового давления по первым пьезометрическим скважинам горизонта Д_II показали, что в результате отбора нефти из горизонта Д_I пластовое давление в горизонте Д_II начало снижаться, т. е. горизонты не только литологически, но и гидродинамически связаны.

Динамика пластового давления в горизонте Д_II по скважинам-пьезометрам Миннибаевской площади показана ниже.

Данные таблицы показывают, что пластовое давление в горизонте Д_IIпо замерам, например, в скв. 283 падает от первоначального, равного 175 ат, до 137,1 ат (минимум) по состоянию на 16 марта 1955 г. С этой даты все замеры по скв. 283 указывают на постепенное повышение пластового давления в горизонте Д_II.

Аналогичные изменения пластового давления в горизонте Д_II отмечаются с середины 1955 г. и по остальным скважинам-пьезометрам Миннибаевской площади. Резкий рост пластового давления, отмеченный в середине 1958 г. по скв. 151 и 144, вызван закачкой воды в центральную часть Миннибаевской площади.

На основании изложенного становится ясным, что если до начала закачки воды в результате разработки горизонта Д_I имел место переток из горизонта Д_II в Д_I, о чем свидетельствует падение давления в горизонте Д_II , то с середины 1955 г. преобладает обратный процесс - переток жидкости из горизонта Д_I в Д_II, что и вызвало повышение давления в последнем. Следует отметить, что до начала закачки воды в горизонт Д_I наибольший перепад давления между горизонтами наблюдался в местах расположения эксплуатационных скважин. Причем в это время давление в горизонте Д_II было выше давления в горизонте Д_I и вода перетекала из нижнего горизонта в верхний. Когда же начали закачку в горизонт Д_I, зона наибольших перепадов давления между горизонтами переместилась на линию нагнетания и прилегающие к ней участки, где давление в горизонте Д_I постепенно повышалось и в какой-то период стало выше давления в нижнем водоносном горизонте. Тогда и начался переток жидкости из горизонта Д_I в Д_II.

Вначале этот переток был незначительным в сравнении с тем количеством воды, которое все еще поступало из горизонта Д_II в Д_I в зоне отбора нефти и потому, несмотря на начавшуюся в апреле 1954 г. закачку воды в горизонт Д_I, пьезометры горизонта Д_IIпо-прежнему фиксировали падение давления в нижнем горизонте. Но наступил период, когда переток из горизонта Д_I в Д_II начал преобладать над перетоком из горизонта Д_II в Д_I.Тогда лишь пьезометры на пласт Д_II и отметили повышение давления в нижнем горизонте (середина 1955 г.). К этому времени закачка продолжалась уже более года и в разрезающие ряды Миннибаевской площади было закачано на 1 июня 1955 г. около 4 млн. м³воды.

Значительное повышение пластового давления (выше начального) на линии нагнетания в условиях внутриконтурного заводнения при наличии литологической и гидродинамической связи горизонта Д_I и Д_II может привести, с одной стороны, к безвозвратному вытеснению нефти из горизонта Д_Iв Д_II в зоне нагнетания, а с другой стороны, к поступлению воды через литологические окна и тонкие глинистые прослои из горизонта Д_II в горизонт Д_I в зоне отбора нефти. На многих участках центральных площадей Ромашкинского месторождения нижние пропластки горизонта Д_I не имеют подошвенной воды. В таких условиях поступление воды из горизонта Д_IIв Д_I в значительных количествах может намного усложнить разработку горизонта Д_I и привести к появлению воды в скважинах, дававших ранее безводную нефть, что потребует или дополнительных затрат на деэмульсацню, или резкого ограничения отборов из этих скважин.

Как уже указывалось, пластовое давление в горизонте Д_II в настоящее время ниже первоначального (175 ат). Попытаемся определить количество воды, перетекшее из Д_II в Д_I в пределах центральных площадей Ромашкипского месторождения при том давлении в горизонте Д_II, какое мы имеем по состоянию на 1 июля 1958 г. Очевидно, для этого необходимо знать основные параметры коллектора Д_II и насыщающей его жидкости, а также насколько снизилось в нем давление. Большое количество скважин, пробуренных на центральных площадях, позволило с достаточной степенью точности определить распространение коллекторов горизонта Д_II на рассматриваемых площадях. Анализ карт, составленных геологическим отделом ТатНИИ, показывает, что площадь коллектора горизонта Д_II на Миннибаевской площади составляет 110 км² при средней его мощности 8,6 м, на Павловской площади - 75 км² при средней мощности 8 м и на Абдрахмановской площади - 253 км² при средней мощности 8,9 м. Средняя пористость песчаников горизонта Д_II по данным лаборатории физики пласта ТатНИИ, так же как и для песчаников горизонта Д_I , принята равной 20%, а коэффициент упругоемкости породы = 1*10^-51/ат. Песчаники горизонта Д_II насыщены высокоминерализованной водой (хлоркальциевый рассол), общая минерализация которой равна 852-942 мг-экв. Содержание солей в этой воде по данным химической лаборатории ТатНИИ (вес сухого остатка) в среднем составляет 275 г/л. Основным компонентом в пластовой воде является NaCl.

Воды пластов и горизонтов пашийской свиты и подстилающих ее отложений очень сходны между собой, что подтверждает еще раз наличие гидродинамической связи пластов и горизонтов.

В условиях пластового давления и пластовой температуры коэффициент сжимаемости пластовой воды горизонта Д_II при средней минерализации ее 275 г/л составляет 2*10^-51/ат [2].

Замеры пластовых давлений в пьезометрических скважинах на горизонт Д_IIа также в скважинах, расположенных в местах слияния горизонтов Д_I и Д_II, позволили определить среднее давление в горизонте Д_II. Среднее пластовое давление горизонта Д_II по состоянию на 1 июля 1958 г. в пределах Миннибаевской площади составляет 155 ат, Абдрахмановской площади - 140 ат, Павловской площади - 160 ат. Располагая этими данными, можно определить количество перетекшей жидкости из горизонта Д_II в Д_I за счет расширения пластовой жидкости в горизонте Д_II при снижении пластового давления в нем от первоначального до текущего по формуле:

где Q - количество жидкости, перетекшей из Д_II в Д_I в м³; F - площадь коллектора горизонта Д_II в м²; h - средняя мощность коллектора горизонта Д_II в м; m - пористость коллектора Д_II в долях единицы; и - коэффициенты сжимаемости жидкости и породы; DР - снижение давления в горизонте Д_II на рассматриваемой площади от первоначального в ат.

Расчет показывает, что в пределах Миннибаевской площади за счет расширения объема пластовой жидкости перетекло из горизонта Д_II в Д_I: следующее количество воды:

в пределах Павловской площади

в пределах Абдрахмановской площади

Таким образом, ориентировочно на центральных площадях переток жидкости из горизонта Д_II в Д_I за все время разработки последнего составил Q=Qм+Qп+Qа = 264880+126000+1103333 = 1494213 м³, т. е. около 1,5 млн. м³.

При весьма крупных размерах центральных площадей и значительной обводненности нижних пластов горизонта Д_Iказалось бы, что переток воды из Д_II в Д_I в объеме 1,5 млн. м³ на данной стадии разработки горизонта Д_Iпока не представляет серьезной опасности. Попытаемся, однако, дифференцировать переток воды из Д_II в Д_Iпо времени.

Возьмем, например, Миннибаевскую площадь. Среднее минимальное пластовое давление горизонта Д_II этой площади, отмеченное по состоянию на 1 июня 1955 г., составляет 140 ат, следовательно, к этому времени был приурочен и максимальный переток воды из Д_II. Количество воды, перетекшей из горизонта Д_II в Д_I в пределах Миннибаевской площади до 1 июня 1955 г., составит

Подобные же расчеты, произведенные на 1 июля 1958 г., показали, что в результате взаимных перетоков между горизонтами недостаток жидкости в горизонте Д_II составляет 264 880 м³.

Тогда за время разработки Миннибаевской площади с поддержанием пластового давления из Д_I перетекло в горизонт Д_II 463540-264880=198 660 м³ жидкости, т. е. около 200 000 м³.

Переток воды из Д_II в размере 463 500 м³ в Д_I в первый период разработки последнего, как показали гидродинамические расчеты, замедлил темп снижения пластового давления в горизонте Д_I на 4,5 ат.

При возвращении же 200 000 м³ жидкости из Д_I в Д_II во второй период разработки эффективность закачки в Д_Iснизилась на 2 ат.

Выше было отмечено, что пластовое давление в горизонте Д_II с 1 июня 1955 г. по 1 июля 1958 г. повысилось со 140 ат до 155 ат, т. е. на 15 ат. Повышение давления на такую величину могло быть вызвано, как показали расчеты, поступлением в горизонт Д_IIиз Д_I 200 000 м³ жидкости. Но так как горизонт Д_I в основном нефтенасыщен, то наиболее вероятен переток нефти из Д_Iг в Д_II.

Учитывая значительное различие в величине упругости нефти (b_н = 11,1*10^-51/ат) и воды, повышение давления в горизонте Д_II на 15 ат могло произойти при поступлении в него из Д_Iне 200 000 м³ нефти, а 460 000 м³. Эта потеря нефти из Д_I рассчитана только для одной из центральных площадей. Она значительно увеличится, если к ней добавить потери нефти на других площадях.

В рассматриваемом вопросе взаимодействие горизонтов Д_I и Д_II условно разделено на два периода: первый - до середины 1955 г., когда доминирующее значение имел переток воды из Д_II в Д_I и второй - с середины 1955 г. по настоящее время. В произведенных расчетах предполагалось, что во второй период переток жидкости происходил только из Д_I в Д_II. В действительности же картина перетока выглядит значительно сложнее. На тех участках, где наблюдается переток из Д_I давление в горизонте Д_II повышается. Это повышение давления в горизонте Д_II с течением времени распространяется от районов нагнетательных скважин в глубь площади, к зоне отбора нефти из горизонта Д_I, что должно усиливать поступление воды из Д_II в Д_I

Таким образом, второй период взаимодействия горизонтов Д_I и Д_II характеризуется усиленной циркуляцией жидкости между ними, вызванной значительным превышением давления в горизонте Д_I над давлением в Д_IIв районах нагнетания и превышением давления в нижнем горизонте над давлением в верхнем в зонах отбора нефти из Д_I

При таком понимании взаимодействия горизонтов потери нефти будут намного выше рассчитанных.

В заключение следует отметить, что произведенные расчеты не претендуют на большую точность ввиду небольшого объема промысловых исследований по пьезометрам горизонта Д_II, но они достаточно хорошо раскрывают основную опасность взаимодействия горизонтов Д_I и Д_II на Ромашкинском месторождении, заключающуюся в потерях нефти и обводнении нижних нефтеносных пластов горизонта Д_I.

ЛИТЕРАТУРА

1. Щелкачев В.Н. и Лапук Б.Б. Подземная гидравлика. Гостоптехиздат, 1949.

2. Справочник химика, т. 1. Госхимиздат, 1951.

3. Чарный И.А. Подземная гидромеханика. Гостоптехиздат, 1948.

ТатНИИ

Таблица

№ скв.	Дата замера	Пластовое давление, ат	№ скв	Дата замера	Пластовое давление, ат
283	22 окт. 1953	168,4	441	23 августа 1954	147
	8 января 1954	156		2 декабря 1954	145,8
	16 авг. 1954	151		29 декабря 1954	145,2
	12 дек. 1954	143,2		12 мая 1955	140,4
	28 дек. 1954	138,4		22 июня 1955	141,1
	16 марта 1955	137,1		1 сентября 1955	142
	31 марта 1955	139,6		14 марта 1956	144,7
	30 мая 1955	140,4		3 мая 1956	146,3
	18 дек. 1957	147,8		6 ноября 1956	148
	31 мая 1958	153,2
439	23 авг. 1954	153,2	144	1 июня 1954	137
	2 дек. 1954	150		1 июля 1955	123
	22 июня 1955	141,4		1 июля 1956	123
	2 июля 1955	144,5		1 января 1957	123
	30 сент. 1955	144.8		1 апреля 1957	123
	23 мая 1956	152.7		1 июля 1957	123
	22 июня 1957	153,9		1 октября 1957	123
	14 мая 1958	1 155,2		1 января 1958	123
	28 мая 1958	160		1 апреля 1958	128
	28 мая 1958	160		1 июля 1958	138
487	14 июня 1955	153,2	151	1 июня 1954	136
	3 авг. 1 955	164,4		1 июля 1955	132
	9 окт. 1956	165,7		1 июля 1956	132
	9 мая 1957	168,9		1 января 1957	138
	26 дек. 1957	172,5		1 июля 1957	137,5
	13 мая 1958	177,2		1 октября 195 7	138
	4 июля 1958	182,9		1 января 1958	137
				1 апреля 1958	138
				5 сентября 1958	154
208	6 дек. 1954	137,7
	1 июня 1955	134,8
	20 июня 1955	135
	29 авг. 1955	137.6
	1 авг. 1956	138,7
	8 мая 1957	139
	21 мая 1958	140
	6 июня 1958	141,6
	17 июня 1958	145,3
	14 авг. 1958	148,4

Рис. 1. Карта изопахит песчаников горизонта Д_II.

1-изопахиты песчаников горизонта Д_II; 2- зоны выклинивания песчаников горизонта Д_II.

Рис. 2. Ромашкинское месторождение. Миннибаевская площадь. Карта мощности глинистого раздела между горизонтами Д_I и Д_II

1- изопахиты; 2 - линии нулевой мощности перемычки; 3 - зоны отсутствия Д_II; 4 - зоны отсутствия Д_I;5 - зоны слияния Д_I и Д_II.