О влиянии геологических условий на разработку отдельной залежи многопластового месторождения

В.Н. САМАРЦЕВ

Известно, что успешная разработка отдельной залежи нефти при частом чередовании продуктивных пластов в значительной степени зависит от мощности и литологии тех перемычек, которые разделяют эти пласты не только в пределах контуров нефтеносности, но и в законтурной части. В первом случае это непосредственно связано с учетом возможного перетока нефти из одного пласта в другой, во втором - имеет существенное значение при решении вопроса, связанного с проведением законтурного заводнения разрабатываемой залежи. В этом отношении интерес представляет разработка одной из залежей сталиногорского горизонта Бахметьевского месторождения Сталинградской области.

В разрезе отложений этого горизонта выделяется до трех песчаных пластов, заключающих небольшие, самостоятельные залежи нефти с газовыми шапками. Одна из залежей, приуроченная к сравнительно более мощному нижнему пласту, после пробной эксплуатации в конце 1956 г. вступила в промышленную разработку по проекту, предусматривающему поддержание в ней пластового давления, путем законтурного заводнения. С этой целью были оборудованы четыре нагнетательные скважины, расположенные сравнительно равномерно по контуру нефтеносности, за исключением юго-восточной части, где проходит граница выклинивания песчаников пласта (рис. 1).

Закачка воды была начата в мае 1957 г., т.е. через два года после начала пробной, а затем промышленной эксплуатации, когда из залежи уже было отобрано около 10% запасов нефти, при незначительном снижении пластового давления в залежи (105 ат) против первоначального (106 ат).

С начала законтурного заводнения объем воды, закачиваемой в сталиногорский пласт, в 1,5 раза превышал объем отбираемой из него жидкости. Тем не менее по мере увеличения суммарного количества нагнетаемой воды пластовое давление по залежи снижалось и во второй половине 1958 г., когда объемы отобранной жидкости и закачанной воды сравнялись, составило 102,5 ат.

Как показывает анализ геолого-промыслового материала, снижение пластового давления в сталиногорской залежи Бахметьевского месторождения может быть обусловлено соотношением объемов закачки и отбора, что связано с условиями залегания песчаников на нижележащих турнейских известняках.

Разработка нефтяной залежи песчаного пласта Б₁ тульского горизонта на соседнем Жирновском месторождении, проводимая также с законтурным заводнением, показывает, что рост пластового давления в ней с самого начала был обусловлен двукратным превышением объема закачиваемой воды над объемом отбираемой жидкости.

Так как сталиногорский песчаный пласт в отличие от пласта Б₁ ограничивается значительной зоной выклинивания, что весьма характерно для отложений этого возраста на упомянутых месторождениях [1], можно предполагать, что при имеющемся соотношении объемов закачки и отбора пластовое давление в рассматриваемой залежи не должно снижаться.

В крайнем случае оно могло оставаться без изменения.

По всей вероятности, объем воды, закачанной непосредственно в законтурную часть залежи сталиногорского пласта, был несколько иным.

По данным опробования и исследования кернового материала известняки, залегающие ниже сталиногорских песчаников, обладают сравнительно хорошими коллекторскими свойствами и в сводовой части Бахметьевского поднятия содержат небольшую нефтяную залежь массивного типа с газовой шапкой.

Между песчаниками и известняками залегает сравнительно маломощная (1 - 2 м) глинистая перемычка. Одинаковая величина первоначального пластового давления (106 ат) и практически сходные положения ВНК в сталиногорской (-907 м) и турнейской (-904 м) залежах могут указывать на их генетическую связь и с этой точки зрения их можно рассматривать как части одной залежи. При формировании связь между этими залежами могла осуществляться через маломощные и слабопроницаемые разделы, о чем подробно говорится в последней работе А.Л. Козлова [2].

Что касается настоящего времени, то «в относительно короткие сроки, в течение которых производится разработка залежей, эти разделы не могут пропускать через себя сколько-нибудь заметные количества газа, нефти или воды, обеспечивая таким образом практически полную изоляцию отдельных частей генетически единых залежей» [3, стр. 113].

В марте 1957 г. турнейская залежь вступила в пробную эксплуатацию, за время которой, как отмечено в геологическом отчете Жирновского НПУ «падения пластового давления по ней не наблюдалось», хотя было отобрано нефти более 14% от начальных запасов.

К сожалению, замеров пластового давления по этой залежи значительно меньше, притом к концу эксплуатационного периода они вообще не проводились. Возможно, что падение пластового давления наблюдалось и в этом случае, но оно, видимо, было весьма незначительным. Так, в начале 1958 г., когда давление в сталиногорской залежи снизилось до 103,5 ат, по турнейской залежи оно еще оставалось на прежнем уровне (рис. 2), хотя в это время месячная добыча из нее была максимальной. Практически стабильное состояние пластового давления по этой залежи может быть связано с тем, что на площади Бахметьевского месторождения можно выделить участки, в пределах которых песчаники сталиногорского пласта залегают без глинистой перемычки на размытой поверхности турнейских известняков.

Таким образом, в современных условиях между сталиногорской и турнейской залежами может осуществляться связь через участки непосредственного залегания песчаников на известняках, где, в частности, была расположена половина нагнетательных скважин (скв. 20 и 31), на долю которых до середины 1958 г. приходилось более 50% объема закачиваемой в пласт воды. По всей вероятности, значительная часть воды в процессе ее закачки через эти скважины, кроме песчаников, могла уходить и в известняки.

Следовательно, по сталиногорскому пласту превышение закачки над отбором в течение длительного времени было гораздо меньшим, чем предполагалось, что обусловило небольшое, но прогрессирующее падение в нем пластового давления.

К концу пробной эксплуатации турнейской залежи, в 1958 г., начался постепенный перевод скважин на вышележащие сталиногорские отложения, на которые они, собственно, и были запроектированы.

Одновременно с этим была прекращена закачка воды в скв. 31, функции которой перешли к скв. 395, где песчаники отделены от известняков глинистой перемычкой. Во второй половине 1958 г., когда перевод скважин был закончен, пластовое давление в разрабатываемой залежи составляло 102,5 ат.

Несмотря на то, что после остановки скв. 31 количество нагнетаемой в пласт воды несколько сократилось, пластовое давление в сталиногорской залежи стало заметно возрастать, так как после прекращения отбора жидкости из турнейской залежи вся нагнетаемая вода стала практически поступать только в сталиногорский пласт.

Ко времени достижения баланса между суммарным отбором жидкости из сталиногорской и турнейской залежей и объемом закачанной воды (при двукратном превышении закачки над отбором) пластовое давление в залежи составляло уже 104,5 ат, вплотную приблизившись к своему первоначальному значению.

В последующем объем закачки по отношению к несколько сократившемуся отбору стал быстро расти и к середине 1959 г. увеличился в 3 раза. Замеры пластового давления в это время указывают на дальнейшее, хотя и незначительное повышение пластового давления.

В заключение нужно отметить, что на Жирновском поднятии турнейские известняки также заключают небольшую газовую залежь с нефтяной оторочкой, по которой отметка ВНК (-914) весьма сходна с аналогичной отметкой по нефтегазовой залежи в вышележащем сталиногорском песчаном пласте (-912,5). Зон непосредственного соприкосновения этих коллекторов на месторождении пока не выявлено (возможно они имеют весьма ограниченные размеры), но тем не менее при разработке залежей возможность их существования должна учитываться.

ЛИТЕРАТУРА

1. Самарцев В.Н. Условия залегания нефти и газа на Жирновско-Бахметьевском месторождении. Новости нефтяной техники. Геология № 1, 1959.

2. Козлов А.Л. О закономерностях формирования и размещения нефтяных и газовых залежей. Гостоптехиздат, 1959.

3. Притула Ю.А. и др. Волго-Уральская нефтеносная область. Нефтеносность. Труды ВНИГРИ, вып. 104, Гостоптехиздат, 1957.

ВНИИ

Рис. 1. Структурная карта кровли нижнего песчаного пласта сталиногорского горизонта.

1 - скважины эксплуатационные; 2 - скважины нагнетательные; 3- скважины, бывшие нагнетательными; 4 - скважины, в которых проводилась пробная эксплуатация турнейской залежи; 5 - изогипсы кровли пласта; 6 - контур газоносности; 7 - контур нефтеносности; 8 - граница выклинивания песчаников пласта; 9 - участки непосредственного залегания песчаников на известняках.

Рис. 2. График разработки сталиногорской залежи.

1-суммарное количество жидкости (Qж_c), отобранной из залежи сталиногорского пласта в пластовых условиях, в тыс. м³; 2- суммарное количество закачанной воды (Qв) в тыс. м³; 3 - суммарное количество жидкости (Qж_с+т), отобранной из сталиногорской и турнейской залежей в пластовых условиях, в тыс. м³; 4 - пластовое давление по сталиногорской залежи (Р_пл), приведенное к ВНК, в ат; 5 - замеры пластового давления по турнейской залежи, приведенные к ВНК, в ат.