ОДНОВРЕМЕННО-РАЗДЕЛЬНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ - ЗНАЧИТЕЛЬНЫЙ РЕЗЕРВ УВЕЛИЧЕНИЯ ДОБЫЧИНЕФТИ И СНИЖЕНИЯ ЕЕ СЕБЕСТОИМОСТИ
Б.К. БАБА-ЗАДЕ, Г.И. БЛАНК, Б.М. САРКИСЯН, М.З. ЧЕРНОМОРДИКОВ
Важнейшей задачей рациональной разработки многопластовых нефтяных месторождений является разбивка продуктивных свит на эксплуатационные объекты. Под эксплуатационным объектом обычно понимают один или несколько пластов, которые эксплуатируются скважиной совместно.
Необходимость повышения эффективности разработки нефтяных месторождений настоятельно требует там, где позволяют геолого-технические условия, широко практиковать объединение пластов для их совместной эксплуатации.
Правильное укрупнение эксплуатационных объектов повышает технико-экономические показатели разработки: уменьшает капиталовложения, повышает производительность скважин, сокращает сроки разработки и снижает себестоимость нефти.
Совершенно очевидно, что не всякое объединение отдельных горизонтов в один эксплуатационный объект можно признать рациональным и эффективным. При решении вопроса об укрупнении эксплуатационных объектов следует руководствоваться следующими определенными условиями, которые должны быть положены в основу возможности объединения пластов для совместной эксплуатации:
1. однородность литологического состава и приблизительно одинаковая величина проницаемости соединяемых пластов;
2. близкое положение контуров нефтеносности;
3. одинаковая насыщенность нефти газом;
4. однотипность нефти по сорту;
5. близкие значения пластовых давлений;
6. сходные геолого-промысловые показатели;
7. отсутствие пробкообразования.
В поздней стадии эксплуатации многопластовых месторождений, разрабатываемых на режиме истощения, создаются условия, благоприятные для укрупнения эксплуатационных объектов. После 1950 г. многие горизонты на месторождениях Азербайджана были объединены для совместной эксплуатации в укрупненные объекты.
Однако следует отметить и некоторые неудачи, наблюдавшиеся в процессе работ по укрупнению эксплуатационных объектов, например, в некоторых скважинах не было получено ожидаемое увеличение дебита. Объясняется это тем, что в общем сходные по своим геолого-эксплуатационным показателям залежи, которые совмещаются в один эксплуатационный объект, отличаются различной степенью разработанности в пределах отдельных блоков и полей. Совершенно очевидно, что в связи с этим результаты, полученные по скважинам, будут также различны.
В этом отношении интересны данные, которые приводятся в статье М.И. Зейналлы и др. [3]. В кирмакинской свите Балахано-Сабунчино-Раманинского месторождения из 307 случаев приобщения горизонтов только в 166 скважинах производительность увеличилась.
Установлено [3], что одним из факторов, определяющих эффективность работ, является длина фильтра. Не всякое увеличение длины фильтра дает положительный результат.
В 36 скважинах, пробуренных на кирмакинскую свиту, в которых длина фильтра до приобщения превышала 25 м, увеличение производительности скважин отмечалось только в 14 случаях. При этом лучшие результаты получены в нижних горизонтах свиты.
В 15 скважинах, где проведены приобщения горизонтов II КС3 - II КС5, некоторый прирост дебитов получен в семи скважинах (50%), в то время, как из 21 случая приобщения, произведенного в верхних горизонтах свиты, увеличение производительности скважин отмечено только в семи случаях (33%). Это свидетельствует о том, что для повышения эффективности работ по укрупнению эксплуатационных объектов последний вопрос должен быть предметом специального исследования и изучения. Кроме того, метод укрупнения эксплуатационных объектов можно применять только в поздней стадии разработки, когда энергетические ресурсы залежей находятся на грани истощения (Это положение является спорным. - Ред.).
Опыт нефтяной промышленности Азербайджана показывает, что этот метод, несмотря на отмеченные выше недостатки, все же способствует повышению текущей добычи нефти и сокращает сроки разработки, следовательно, в отдельных случаях его можно применять.
При разработке нефтяных месторождений Азербайджана мы сталкиваемся со случаями, когда необходимость в одновременной эксплуатации двух смежных пачек коллекторов выявляется с самого начала разработки залежей. Ряд особенностей (большая мощность коллекторов, отсутствие уверенности в однородности последних по всей объединенной мощности, возможность перекрытия нижней части длинного фильтра песчаной пробкой, вследствие чего не вся мощность коллекторов будет дренироваться и др.) не позволяет брать такие пачки коллекторов общим фильтром. Поэтому на каждую пачку песков мощностью 20-50 м приходится проектировать свою сетку эксплуатационных скважин, что удлиняет срок разбуривания и удорожает разработку месторождения. Для более рациональной разработки таких месторождений целесообразно применить одновременно-раздельную эксплуатацию двух горизонтов в одной скважине с самого начала разработки месторождения.
Так, по месторождению о. Песчаный отдельной сеткой скважин разрабатываются горизонты IX (низы), IX (середина), X (низы) и X (верхи). Первые два горизонта - песчаная и глинисто-песчаная пачки мощностью 50 м каждая. При наличии соответствующей техники для одновременно-раздельной эксплуатации двух горизонтов в одной скважине на эту пачку песков IX горизонта можно было бы пробурить только одну сетку скважин. То же самое можно сказать и о X горизонте.
На северо-восточном крыле месторождения Нефтяные Камни подкирмакинская свита (ПК) разрабатывается тремя сетками скважин на ПК-1, ПК-2 и ПК-3, при эффективной мощности каждого горизонта 14-17 м. Метод одновременно-раздельной эксплуатации позволил бы разработать эту свиту одной-двумя сетками скважин.
Можно привести и другие примеры возможного применения этого весьма рационального метода эксплуатации скважин, использование которого даст большую экономию капиталовложений и ускорит отбор нефти из залежей.
Следует остановиться на разработке многих горизонтов продуктивной толщи, находящихся в поздней стадии эксплуатации, которые характеризуются низкой производительностью скважин и сильным разрежением сетки. На некоторых из них, еще не истощенных полностью, остались единичные скважины. В связи с этим возникает необходимость изыскания новых способов интенсификации добычи нефти таких залежей.
Одним из них является указанная выше одновременно-раздельная эксплуатация двух или нескольких горизонтов в одной скважине. Применение этого способа позволит увеличить плотность сетки разработки по многим продуктивным горизонтам без бурения дополнительных скважин, что вообще для старых залежей не может быть признано рациональным.
В последнее время для осуществления одновременно-раздельной эксплуатации нескольких горизонтов в одной скважине (как у нас, так и за рубежом) разработаны конструкции специального оборудования. Это оборудование предназначено для раздельной эксплуатации пластов с фонтанной и с механизированной добычей, а также обеспечивает всевозможные сочетания этих способов эксплуатации в одной скважине.
Первой работой, посвященной проблеме одновременно-раздельной эксплуатации в одной скважине нескольких пластов, была статья С.Р. Гробштейна [2]. Он предложил конструкцию оборудования, позволяющую эксплуатировать два пласта с компрессорной добычей, а также один пласт с компрессорной, а второй - с глубинно-насосной.
В статье Б.С. Крутикова [4] приводятся данные о применении одновременно-раздельной эксплуатации в США в предвоенные годы и о значительном развитии этого способа эксплуатации в военные и послевоенные годы.
Следует отметить, что в 1949-1950 гг. в НПУ «26 Бакинских комиссаров» осуществлялась опытная одновременно-раздельная эксплуатация двух горизонтов в одной скважине. Более 10 скважин верхнего отдела продуктивной толщи были подвергнуты эксперименту. В процессе его была установлена возможность применения такой эксплуатации на промыслах Азербайджана. Технические трудности, которые возникли при опытных работах, были связаны только с несовершенством подземного и наземного оборудования. В основном по этой причине одновременно-раздельная эксплуатация двух горизонтов в одной скважине не получила развития в Азербайджане.
Коэффициент нефтеотдачи, рассчитанный по данным обширного промыслового материала по месторождениям Азербайджана [1, 5], существенно изменяется в зависимости от расстояния между скважинами и от режима работы залежей. При всех режимах он увеличивался с уменьшением расстояния между скважинами за один и тот же срок разработки.
Таким образом, при рациональном уменьшении свободной площади, приходящейся в настоящее время на одну скважину эксплуатационного фонда, можно рассчитывать на некоторое приращение текущей добычи нефти и конечного коэффициента нефтеотдачи. Уплотнение сеток за счет бурения новых скважин эффекта не даст, а лишь потребует значительных капитальных вложений. Поэтому мы предлагаем осуществить то же мероприятие путем использования скважин эксплуатационного фонда для одновременно-раздельной эксплуатации нескольких горизонтов. В этом случае потребуются относительно небольшие капиталовложения - только на подземное и наземное оборудование и незначительно увеличатся издержки на эксплуатацию по некоторым статьям расхода.
Рассмотрим, как изменились бы технико-экономические показатели объединения Азнефть, если бы в 1961 г. было осуществлено массовое приобщение горизонтов в эксплуатационных скважинах для одновременно-раздельного дренирования двух горизонтов.
Добыча нефти из глубинно-насосных скважин в 1961 г. составила 6860 тыс. т, т. е. 58 т на один скважино-месяц, или приблизительно 2 т/сут. Примем, что суточная добыча из каждой приобщенной скважино-точки будет равна 1 т/cyт. Если предположить, что одновременно-раздельную эксплуатацию можно было осуществить только в 30% скважин глубинно-насосного фонда, то дополнительная добыча в 1961 г. составила бы 1х365х0,95х3000 - 1040 тыс. т, или 15% от основной добычи нефти глубинно-насосным способом (6,86 млн. т).
В результате одновременно-раздельной эксплуатации 30% скважин глубинно-насосного фонда, роста добычи нефти (на 15%) и издержек на эксплуатацию (10%) себестоимость нефти по объединению Азнефть в 1961 г. снизилась бы на 4,5%.
Оборудование 3000 скважин под одновременно-раздельную эксплуатацию потребует капитальных вложений примерно 18 млн. руб. на приобретение насосно-компрессорных труб, штанг, станков-качалок и пакеров.
Можно утверждать, что переоборудование 3000 скважин под одновременно-раздельную эксплуатацию позволит сэкономить приблизительно 150 млн. руб., которые были бы израсходованы в случае бурения указанного количества новых скважин.
Одновременно-раздельная эксплуатация нескольких горизонтов в одной скважине заметно сокращает сроки разработки новых и старых месторождений, потребность в металле, объем капитальных вложений, существенно увеличивает производительность труда и снижает себестоимость добычи нефти.
Зарубежный опыт подтверждает значительную экономию, получаемую при разбуривании новых нефтяных месторождений скважинами, предназначенными для одновременно-раздельной эксплуатации нескольких горизонтов.
По данным фирмы Humble Oil and Refining стоимость одной скважины для одновременно-раздельной эксплуатации двух горизонтов на месторождении Раккун-Бенд составляет 60% стоимости двух отдельных скважин. Приблизительно такое же соотношение наблюдалось и при бурении двухрядных скважин в НПУ Кировнефть (Баку) относительно однорядных скважин. Кстати, упомянутой фирмой с 1960 г. пробурено 13 многорядных скважин [6]. Из них в семи скважинах установлено по две и в шести по три колонны. Раздельные колонны спускались на глубину до 3650 м.
Наши расчеты показывают, что суммарная себестоимость нефти при разработке двухпластового месторождения скважинами для одновременно-раздельной эксплуатации в случае залегания горизонтов на глубине 1500 и 3000 м меньше себестоимости нефти, полученной при одновременной разработке месторождения отдельными сетками вертикальных скважин обычного диаметра, соответственно на 25,6 и 37,6%.
На основании широкого применения в последние годы при разработке и доразработке месторождений скважин с одновременной и раздельной эксплуатацией можно отметить, что такая технология дренирования является мощным резервом для улучшения технико-экономических показателей работы нефтедобывающих предприятий. Так, когда в 1954 г. перед управлением Первомайнефть была поставлена задача увеличить добычу нефти в 2 раза, то ее решили путем одновременнораздельной эксплуатации двух и более горизонтов одной скважиной.
Выводы
1. Одновременно-раздельная эксплуатация нескольких пластов в одной скважине является одним из методов увеличения текущей добычи нефти, снижения ее себестоимости и повышения конечной нефтеотдачи пластов в условиях многопластовых месторождений Азербайджана.
2. Необходимо разработать конструкции подземного и наземного оборудования для одновременно-раздельной эксплуатации скважин, отвечающего условиям многопластовых месторождений вообще и Азербайджана, в частности.
3. Одновременно-раздельная эксплуатация нескольких пластов в одной скважине должна найти широкое применение при разработке многопластовых месторождении, находящихся как в раннюю, так и в позднюю стадии эксплуатации.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бланк Г.И., Черномордиков М.З., Мартиросова Э.А. К вопросу нефтеотдачи горизонтов продуктивной толщи Азербайджана. АНХ, № 6, 1961.
2. Гробштейн С.Р. Эксплуатация двух пластов одновременно одной эксплуатационной колонной. АНХ, № 8-9, 1932.
3. Зейналлы М.И., Листенгартен Б.М., Амбарцумян А.П., Гукасова Е.К. Об эффективности геолого-технических мероприятий по кирмакинской свите на площадях НПУ Лениннефть. АНХ, № 7, 1960.
4. Крутиков Б.С. Одновременная раздельная эксплуатация в одной скважине двух пластов с фонтанной добычей. Вопросы техники добычи нефти. Труды ВНИИ, вып. XXII, Гостоптехиздат, 1959.
5. Ширинов Ш.Г., Цейтлин И.М., Багдасарова З.В. К вопросу о зависимости между нефтеотдачей и плотностью сетки разработки. АНХ, № 3, 1962.
6. Реферативный сборник. Нефтепромысловое дело, вып. 8 (187), ГОСИНТИ, 1960.
Объединение Азнефтъ, АзНИИ по ДН