Поддержание пластового давления (ППД) закачкой воды, кроме повышения нефтеотдачи обеспечивает интенсификацию процесса разработки. Это обуславливается приближением зоны повышенного давления, создаваемого за счет закачки воды в водонагнетательные скважины, к добывающим скважинам. В настоящее время обычное заводнение нефтяных залежей -самый общепризнанный и наиболее эффективный метод повышения нефтеотдачи пластов. Быстрые темпы внедрения и большие масштабы применения метода заводнения нефтяных месторождений обусловлены следующими факторами: увеличением степени извлечения нефти из пластов в 1,5-2 раза по сравнению с режимом снижения пластового давления и разгазирования нефти; простотой исполнения, не требующего сложного оборудования, кроме насосов и установок подготовки воды; небольшими дополнительными расходами на процесс за счет бесплатной воды и простого недорогостоящего оборудования для нагнетания, не превышающими 50-80% расходов на разработку без заводнения подготовки воды.
Законтурное заводнение. Скважины располагают в законтурной водоносной части пласта (рис. 7.1). применение законтурной системы разработки возможно тогда, когда водонефтяной контакт при достижимых перепадах давления может перемещаться. Воздействие на пласт в этом случае осуществляется через систему нагнетательных скважин, расположенных за внешним контуром нефтеносности. Линия нагнетания располагается примерно в 300-800 м от контура нефтеносности.
Рис. 7.1. Принципиальная схема закономерного заводнения:
1 - добывающие скважины;2 - нагнетательные скважины
Законтурное заводнение целесообразно: при хорошей гидродинамической связи нефтеносного пласта с областью размещения нагнетательных скважин; при сравнительно малых размерах залежи нефти, когда отношение площади залежи к периметру контура нефтеносности составляет 1,5-1,75 км. При больших значениях создаваемое давление в законтурной части практически не оказывает влияние на пластовое давление в центре залежи, в результате там наблюдается быстрое падение пластового давления; при однородном пласте с хорошими коллекторскими свойствами как по толщине пласта, так и по площади.
Приконтурное заводнение. Размещение нагнетательных скважин в непосредственной близости от контура нефтеносности или между внешним и внутренним контурами нефтеносности. Приконтурное заводнение применяется: при ухудшенной гидродинамической связи пласта с внешней
областью;для интенсификации процесса эксплуатации, так как
фильтрационные сопротивления между линиями нагнетания и отбора
уменьшаются за счет их сближения.Однако вероятность образования языков обводнения и прорыва воды к отдельным скважинам эксплуатационных рядов увеличивается. С энергетической точки зрения приконтурное заводнение более экономично, хотя при хорошей гидропроводности внешней области потери нагнетаемой воды неизбежны.
Внутриконтурное заводнение. Применяют в основном при разработке нефтяных залежей с очень большими площадными размерами.Для полноценного разрезания нефтеносной площади нагнетательные скважины располагают рядами. При закачке в них воды по линиям рядов нагнетательных скважин образуется зона повышенного давления, которая препятствует перетокам нефти из одной площади в другую. По мере закачки очаги воды, сформировавшиеся вокруг каждой нагнетательной скважины увеличиваются в размерах и, наконец, сливаются, образуя единый фронт воды, продвижение которого можно регулировать так же, как и при законтурном заводнении. С целью ускорения образования единого фронта воды по линии ряда нагнетательных скважин, освоение скважин под нагнетание в ряду осуществляют «через одну». В промежутках проектные водонагнетательные скважины вводят в эксплуатацию как нефтедобывающие, осуществляя в них форсированный отбор. По мере появления в «промежуточных» скважинах закачиваемой воды, они переводятся под нагнетание воды.
Рис. 7.2. Схемы внутриконтурного заводнения.
1 - нагнетательные скважины; 2- добывающие скважины
а) с разрезанием залежи; б) осевое
Добывающие скважины располагают рядами параллельно рядам водонагнетательных скважин. В практике применяют следующие виды внутриконтурного заводнения. Осевое, когда нагнетательные скважины разрезают залежь по оси складки (рис. 7.2-6). Применяется для спокойных пологозалегающих антиклинальных складок. В этом случае представляется возможность вместо нескольких линий нагнетания иметь одну. Очаговое, когда воздействию заводнения подвергаются отдельные участки залежи (рис. 7.3).
Рис. 7.3. Схема очагового заводнения в сочетании с законтурным.
1 - добывающие скважины; 2 - нагнетательные скважины
Очаговое заводнение целесообразно на средних и поздних стадиях эксплуатации залежи, когда решаются вопросы довыработки запасов нефти из неохваченных основным процессом разработки пропластков, целиков и тупиковых зон. Как правило, при очаговом заводнении используют под нагнетание добывающие скважины, расположенные рационально по отношению к окружающим добывающим скважинам и в зоне пласта с повышенной проницаемостью.
Блоковые системы разработки находят применение на месторождениях вытянутой формы с расположением рядов водонагнетательных скважин чаще в поперечном направлении. Принципиальное отличие блоковых систем состоит в том, что блоковые системы предполагают отказ от законтурного заводнения (рис. 7.4). как видно из схемы, ряды водонагнетательных скважин разрезают единую залежь на отдельные участки (блоки) разработки.
Рис. 7.4. Принципиальная схема разработки пласта при использовании блоковых систем.1 - добывающие скважины; 2 - нагнетательные скважины
Блоковые системы предполагают расположение нагнетательных скважин в направлении перпендикулярном к линии простирания складки.
Площадное заводнение. Наиболее интенсивная система воздействия на пласт, обеспечивающая самые высокие темпы разработки месторождений. Применяют при разработке пластов с очень низкой проницаемостью.При этой системе добывающие и нагнетательные скважины размещаются по правильным схемам четырех-, пяти-, семи- и девятиточечным системам. Так, в четырехточечной системе (рис. 7.5) соотношение между добывающими и нагнетательными скважинами 2:1, при пятиточечной системе -1:1, при семиточечной системе -1:2, при девятиточечной системе - 1:3. Таким образом, наиболее интенсивными среди рассмотренных являются семи- и девятиточечные системы.
Рис. 7.5. Основные схемы площадного заводнения. а - четырехточечная; б - пятиточечная; в- семиточечная; г - девятиточечная;
1 - добывающие скважины; 2 - нагнетательные скважины.
Избирательная система заводнения является разновидностью площадного заводнения и применяется на залежах нефти со значительной неоднородностью.При системе избирательного заводнения разработка залежи осуществляется в следующем порядке. Залежь разбуривают по равномерной треугольной и четырехугольной сетке, и затем все скважины вводят в эксплуатацию как добывающие. Конструкция скважин подбирается таким образом, чтобы любая из них отвечала требованиям, предъявляемым к добывающим и нагнетательным скважинам. Площадь залежи нефти обустраивают объектами сбора нефти и газа и объектами ППД так, чтобы можно было освоить любую скважину не только как добывающую, но и как нагнетательную.
Барьерное заводнение. При разработке газонефтяных месторождений с большим объемом газовой шапки может ставиться задача одновременного отбора нефти из нефтяной оторочки и газа из газовой шапки.В связи с тем, что регулирование отбора нефти и газа, а также пластового давления при раздельном отборе нефти и газа, не приводящим к взаимным перетокам нефти в газоносную часть пласта, а газа в нефтеносную часть, весьма затруднено, прибегают к разрезанию единой нефтегазовой залежи на отдельные участки самостоятельной разработки. Водонагнетательные скважины при этом располагают в зоне газонефтяного контакта, а закачку воды и отборы нефти и газа регулируют таким образом, чтобы происходило вытеснение нефти и газа водой при исключении взаимных перетоков нефти в газовую часть залежи, а газа в нефтяную часть. Этот метод позволяет вести одновременную добычу нефти из нефтенасыщенной части и газа из газовой шапки. Метод применяется редко, так как создать надежный барьер между нефтью и газом крайне сложно.