Вопросы разработки девонских залежей нефти Шкаповского месторождения
М. X. МУСИН
Основные залежи нефти приурочены к горизонтам Д-IV ардатовских слоев живетского и Д-1 пашийских слоев франского ярусов.
Горизонт Д-IV включает нижнюю и верхнюю пачки.
В нижней пачке коллекторами являются гравийные песчаники хорошо проницаемые (до 2-3 дарси) мощностью до 7 м. Часто они по простиранию замещаются малопроницаемыми (менее 100 миллидарси) глинистыми песчаниками и алевролитами, образуя узкие полосы юго-восточного и южного простираний. Залежь этой пачки сравнительно большая и по периферии имеет водонефтяную зону шириной до 1 км. ВНК отбивается на отметках от -1771,5 до -1766 м. Местами залежь окаймлена участками малопроницаемых коллекторов.
В верхней пачке коллекторами служат песчаники разнозернистые, слабосцементированные мощностью до 20 м. Часто они разделены на несколько прослоев. Участками песчаники полностью замещаются малопроницаемыми плотными песчаниками и алевролитами. Иногда коллекторы двух пачек сливаются за счет размыва аргиллито-известнякового раздела между ними. Таких мест слияния песчаников выявлено восемь. Вкратце о строении коллекторов верхней пачки можно сказать следующее: 1) отчетливо фиксируются зоны относительно больших и малых мощностей и 2) все участки малопроницаемых коллекторов тяготеют к зонам малых мощностей. Залежь этой пачки очень крупных размеров и имеет по периферии водонефтяную зону шириной до 6 км (рис. 1). ВНК залегает на отметках от -1772,5 до -1767 м. Подъем зеркала воды происходит к северо-западу.
По составленному ВНИИ проекту разработка залежей горизонта Д-IV предусматривается с поддержанием пластового давления путем осуществления законтурного заводнения по периферии залежи в сочетании с внутриконтурным нагнетанием воды в водонефтяную часть на севере по линии скв. 65, 22 и 68 и на юго-востоке по линии скв. 63 и 81 (см. рис. 1). Следует отметить, что запасы нефти в залежи нижней пачки сравнительно небольшие. Поэтому вся система размещения скважин была ориентирована по залежи верхней пачки. Разработка же залежи нижней пачки должна производиться лишь скважинами центральных рядов в последующие этапы. Залежь верхней пачки расчленена на центральную и юго-восточную зоны разработки с одинаковой сеткой эксплуатационных скважин, расстояние между рядами 600 м, между скважинами в ряду - 500 м (600х500 м). Проектное количество нагнетательных скважин по периферии залежи равнялось 35, в разрезающем ряду на юго-востоке - 9. Для центральной зоны было запроектировано восемь рядов эксплуатационных скважин, причем в одновременной работе находятся по три ряда, а юго-восточная зона разрабатывается тремя рядами эксплуатационных скважин. Давление на линии нагнетания доводится до 235 ат, т. е. на 30 ат выше пластового давления.
В апреле 1957 г. центральной комиссией по разработке было решено центральную зону залежи верхней пачки горизонта Д-IV на первом этапе разрабатывать тремя рядами скважин с поддержанием пластового давления.
По состоянию на 1 апреля 1959 г. пробурены эксплуатационные скважины первого этапа: действуют 15 и находятся в освоении 10 нагнетательных скважин, расположенных по периметру залежи. Причем в скв. 93 производится одновременное нагнетание воды в горизонты Д-IV и Д-1. Среднесуточная закачка воды доведена до 13 435 м3. С начала разработки закачано воды 4713480 м3.
Залежь нижней пачки эксплуатируется десятью скважинами самостоятельно и пятью скважинами совместно с залежью верхней пачки. Скважины работают с очень высокими дебитами. Благодаря высокой проницаемости и большому отбору нефти в районе скв. 47, 49 и 58 происходит обводнение залежи за счет продвижения краевых вод. В скв. 57, расположенной в центре залежи, нижняя пачка полностью обводнилась, из нее отобрано большое количество нефти. Песчаники здесь непосредственно залегают на бийских известняках. По-видимому, обводнение залежи происходит за счет перетока воды из нижележащего горизонта Д-V через трещиноватые известняки. Скважина переведена на эксплуатацию залежи верхней пачки и работает без воды. Воды обоих горизонтов идентичны.
В некоторых местах выявились очаги обводнения залежи верхней пачки, например на северо-западе в районе скв. 328, 329 и 330, на северо-востоке в районе скв. 339, 340, 341 и 683 и на востоке в районе скв. 301, 350, 349, 255 и 235. В этих участках скважины обводнились либо в течение короткого времени, либо уже к моменту бурения фиксировали ненормально высокое положение ВНК. Обводнение залежи происходит за счет перетока воды из нижней пачки, а в районе скв. 683, возможно, и из горизонта Д-V. Ряд скважин из-за отсутствия коллекторов переведен на эксплуатацию горизонта Д-1.
Комиссия постановила: во-первых, с целью уточнения расположения разрезающих скважин и определения количества эксплуатационных скважин в юго-восточной зоне пробурить дополнительно три-четыре скважины и, во-вторых, для детального изучения потенциальных возможностей скважин, расположенных в южной малопроницаемой зоне, пробурить и опробовать дополнительно пять скважин.
До начала нагнетания воды в скважинах наблюдалось заметное снижение пластового давления. По мере ввода в действие нагнетательных скважин в скважинах 1-го ряда, находящихся в сфере воздействия фронта закачки, сначала происходила стабилизация пластового давления и затем постепенное его повышение. В тех зонах залежи, где нагнетание осуществляется сравнительно давно, выравнивание и постепенный рост пластового давления отмечаются в скважинах 2-го и даже 3-го рядов. В ряде мест в скважинах 2-го, 3-го и реже 1-го рядов пластовое давление продолжает снижаться. Это снижение объясняется или значительным увеличением отбора жидкости в них, или отставанием с вводом нагнетательных скважин в действие, или ухудшением коллекторских свойств продуктивного пласта. Весьма интенсивное снижение пластового давления происходит в скважинах, эксплуатирующих сводовую часть залежи, что является следствием ее экранирования от влияния фронта нагнетания малопроницаемыми зонами и в меньшей степени отставания с пуском остальных проектных нагнетательных скважин. В целом к 1 апреля 1959 г. максимальное пластовое давление по скважинам в зоне отбора равнялось 195,4 ат, минимальное - 145,8 ат и средневзвешенное забойное давление - 162,8 ат.
Горизонт Д-1 подразделяется на нижнюю, среднюю и верхнюю пачки.
В нижней пачке коллекторами являются песчаники мелкозернистые хорошо проницаемые (свыше 100 миллидарси) мощностью до 6 м. Часто они по простиранию переходят в малопроницаемые (менее 100 миллидарси) глинистые песчаники и алевролиты, образуя в плане узкие полосы юго-восточного простирания. Залежь нефти этой пачки довольно большая и имеет водонефтяную зону шириной до 2 км. По периферии она окаймлена на значительном протяжении участками малопроницаемых коллекторов. ВНК в залежи колеблется от -1702 до -1696 м. Эксплуатируется единичными скважинами совместно с залежью средней пачки.
Средняя пачка представлена преимущественно песчаниками мелко- и среднезернистыми, отсортированными, с глинистым цементом мощностью до 19 м. Они в основном монолитны и лишь кое-где расслоены аргиллитами и алевролитами на два-три прослоя. В пространственном распределении коллекторов пачки наблюдается следующая особенность (рис. 2). Отчетливо намечаются зоны больших мощностей (свыше 10 м), пересекающих складку в юго-восточном и южном направлениях. Местами эти зоны сливаются друг с другом, местами разветвляются на несколько рукавов. Во многих участках песчаники нижней и средней пачек вследствие размыва аргиллитового раздела сливаются воедино, образуя линейно вытянутые зоны слияния, которые приурочены к зонам больших мощностей песчаников. Залежь средней пачки очень крупных размеров и по периферии имеет водонефтяную зону шириной до 7-8 км. ВНК отбивается на отметках от -1703,5 до -1697 м. Общий подъем уровня зеркала воды происходит к северо-западу.
В верхней пачке благодаря рукавообразному и линзовидному строению коллекторов залежи нефти залегают в виде небольших маломощных линз.
При проектировании разработки залежей горизонта Д-1 залежь средней пачки явилась основным объектом, а залежи нижней и верхней пачек дополнительными объектами разработки. Поэтому вся система размещения скважин ориентируется по залежи средней пачки.
По проекту залежи горизонта Д-1 предусматривается разрабатывать с применением законтурного заводнения по периферии в сочетании с внутриконтурным нагнетанием воды в водонефтяных зонах на северо-западе, севере, юго-востоке и на юго-западе в зоне прогиба. Таким образом, предполагалось расчленить залежь на пять самостоятельных зон разработки: центральную, юго-западную, северо-западную, юго-восточную и северную, причем разработка последней из-за недостаточной изученности в проекте не рассматривалась. Центральная зона разрабатывается пятью рядами скважин по сетке 600х500 м, в одновременной работе находится по три ряда. Юго-западная зона разрабатывается тремя рядами скважин по сетке 500х450 м. Юго-восточная и северо-западная зоны разрабатываются двумя рядами скважин соответственно по сетке 500х400 м и 500х450 м. Проектное количество нагнетательных скважин по периферии залежи равнялось 32, в зоне прогиба на юго-западе - 17, в юго-восточном разрезающем ряду - 13 и в северо-западном разрезающем ряду - 8. Давление на устье нагнетательных скважин доводится до 100 ат.
В отличие от проекта разработки залежей горизонта Д-IV предложенный проект разработки залежей горизонта Д-1 позволяет, во-первых, вовлечь в разработку сразу большую площадь залежи и, во-вторых, провести процесс разработки основной центральной зоны залежи без переноса фронта нагнетания.
Технико-экономический совет Башкирского совнархоза в марте 1958 г. принял с некоторыми уточнениями представленный проект разработки и согласился с расчленением залежи на центральную, юго-западную и юго-восточную зоны. Для центральной зоны была выбрана сетка 600х400 м, которая равномерно вписывается в сетку скважин по горизонту Д-IV. Для отчленения юго-западной зоны было решено пробурить разрезающий ряд из десяти нагнетательных скважин в осевой полосе прогиба, где мощность коллекторов большая, а мощность нефтенасыщенной части их небольшая (см. рис. 2). Для юго-западной зоны была выбрана сетка скважин из расчета 20-22 на скважину. Местоположение разрезающего ряда на юго-востоке и вопрос о целесообразности отрезания северо-западной части залежи решено было уточнить бурением нескольких оценочных скважин. Все эксплуатационные и нагнетательные скважины горизонта Д-I бурятся до вскрытия кровли бийских известняков.
По состоянию на 1 апреля 1959 г. пробурено значительное количество эксплуатационных скважин центральной и юго-западной зон. Пробурена 21 эксплуатационная скважина на северо-восточном крыле по сетке 600х350 м, т. е. по 21 га на скважину. Ряд эксплуатационных скважин сетки горизонта Д-I по разным причинам переведен на эксплуатацию горизонта Д-IV. В скв. 250 проводится опыт совместной эксплуатации горизонтов Д-IV и Д-1.
К 1 апреля 1959 г. действуют восемь и находятся в освоении семь нагнетательных скважин по периферии залежи. Среднесуточная закачка воды доведена до 7055 м3. С начала разработки в залежи горизонта Д-I закачано воды 2252470 м3.
До начала законтурного заводнения залежь средней пачки эксплуатировалась небольшим числом скважин, расположенных по ее площади неравномерно, и поэтому па большей части залежи пластовое давление не претерпело существенных изменений по сравнению с первоначальным. Лишь на юго-западе и северо-западе залежи, где эксплуатационные скважины располагались более или менее кучно, пластовое давление к началу закачки воды упало соответственно на 18-20 и 15-18 ат. Вначале были освоены нагнетательные скважины на юго-западе. Через короткое время в скважинах, тяготеющих к зоне нагнетания, снижение пластового давления прекратилось, а затем начался его рост. Одновременно увеличились дебиты скважин. В настоящее время пластовое давление на этом участке повысилось на 10-20 ат от уровня первоначального. На остальных участках залежи нагнетательные скважины только вводятся в действие, и поэтому заметных изменений пластового давления не наблюдается.
На основании изложенных данных относительно разработки залежей горизонтов Д-IV и Д-1 можно сделать следующие выводы.
1. Для повышения эффективности воздействия законтурного заводнения необходимо ускорить ввод в действие нагнетательных скважин по всему периметру основных залежей обоих горизонтов, причем для их рационального использования путем перевода из одного горизонта на другой и, возможно, одновременной закачки воды в оба горизонта в одной скважине необходимо непробуренный фонд нагнетательных скважин горизонтов Д-IV и Д-1 расположить по единой линии с соблюдением принципа их чередования.
2. Для поддержания пластового давления в залежах нижних пачек горизонтов Д-IV и Д-1 на необходимом уровне желательно, используя опыт скв. 93, в некоторых скважинах нагнетание воды производить в нижние пачки одновременно с основными пачками.
3. Ввиду выдержанности коллекторов, эффективности законтурного заводнения, его трехстороннего воздействия отчленение северо-западной водонефтяной части залежи горизонта Д-1 нецелесообразно.
4. Из-за неблагоприятных геологических условий бурить самостоятельный разрезающий ряд на юго-востоке залежи горизонта Д-IV нецелесообразно (см. рис. 1). Разрезающий ряд для этой зоны залежи горизонта Д-1, предполагаемый ВНИИ, также неприемлем (см. рис. 2). Разрезающий ряд для последней залежи необходимо провести по предлагаемой линии, в которой учтены пробуренные скважины. Количество нагнетательных скважин составляет 8 вместо 13. Для нормального функционирования эксплуатационных скважин на востоке центральной зоны горизонта Д-IV можно рекомендовать одновременную закачку воды в оба горизонта в трех скважинах разрезающего ряда горизонта Д-1, расположенных между участками малопроницаемых коллекторов верхней пачки горизонта Д-IV (см. рис. 1 и 2).
5. В целях выбора рациональной системы разработки залежи верхней пачки горизонта Д-IV в последующие этапы и правильного размещения эксплуатационных скважин в ее центральной части от бурения внутренних эксплуатационных рядов следует воздержаться до уточнения строения этой части залежи эксплуатационными скважинами горизонта Д-1.
УфНИИ
Рис. 1. Карта мощности коллекторов верхней пачки горизонта Д-IV Шкаповского месторождения.
1 - скважины; 2 - нагнетательные скважины действующие; 3 - нагнетательные скважины разрезающих рядов; 4 - изопахиты через 2 м; 5 - внешний контур нефтеносности; 6 - внутренний контур нефтеносности.
Рис. 2. Карта мощности коллекторов средней пачки горизонта Д-1 Шкаповского месторождения.
1 - скважины; 2 - нагнетательные скважины, действующие и предлагаемые для разрезающего ряда на юго-востоке; 3 - проектные скважины разрезающих рядов; 4 - скважины, рекомендуемые для совместной закачки в оба горизонта на юго-востоке; 5 - внешний контур нефтеносности; 6 -внутренний контур нефтеносности.