Транспортно энергетический комплекс Дальнего Востока
Почти вся добывающаяся нефть в мире извлекается из нефтяных скважин, проходимых бурением с земляной поверхности или со дна морских водоемов. Лишь весьма незначительная часть нефти добывается через мелкие скважины, закладываемые в подземных горных выработках.
Объектами разработки при нефтедобыче являются нефтяные залежи или месторождения. Нефтяными залежами называются подземные скопления нефти вместе с газом в плотных или массивах пористых горных пород, называемых применительно к нефтедобычи коллекторами нефти.
Нефтяные месторождения'- это одна или несколько залежей, связанных общностью условий возникновения в некотором участке земной коры. Большинство нефтяных залежей состоит из многих насыщенных нефтью пластов, разделенных непродуктивными пластами пустой породы. Суммарная мощность (толщина) насыщенных нефтью пластов достигает в отдельных районах сотни метров.
В большинстве нефтяные залежи снизу (по падению пластов) ограничиваются насыщенными породой породами, простирающимися иногда на сотни километров. По мере извлечения нефти в залежи проникает вода.
Иногда нефть не только растворена, но залегает отдельно, занимая часть нефтяного пласта называемого в этом случае газовой шапкой. При эксплуатации нефтяного пласта в результате снижения давления и выделения газа из раствора в нефти, объем газовой шапки увеличивается.
Вода, нефть и газ распределяются в залежи в соответствии с их плотностью, вода - в нижних, нефть - в промежуточных и газ в наиболее высоких зонах пласта. Однако, как в нефти, так и в газовой зонах пласта, сохраняется некоторое количество воды, колеблющееся от нескольких процентов до 50-60%. Это - так называемая связанная вода, удерживаемая в породе силами молекулярного притяжения и в движении нефти, обусловленном эксплуатацией залежи, не участвующая, между водяной и нефтяной частями пласта располагается переходная зона толщиной в несколько метров, в которой водонасыщенность постепенно снижается от 100% до минимума, соответствующего содержанию в нефтяной части пласта связанной воды.
Нефтяной пласт может иметь промышленное значение лишь в том случае, если горная порода, из которой он сложен, отличается пористостью и проницаемостью для продвижения нефти к скважине. Пористостью горной породы называется отношение объема пор в образце к общему его объему. Различают пористость общую и эффективную.
Эффективная пористость включает объем только взаимно связанных пор, по которым может проходить движение нефти; общая (абсолютная) пористость включает объем также изолированных пор. Эффективная пористость нефтенасыщенных горных пород находится в пределах от нескольких процентов до 30-35%; средне эффективная пористость песчаников (наиболее промышленно важного коллектора нефти) обычно 18-22%.
При оценке продуктивности нефтяной жилы необходимо учитывать не только проницаемость горной породы, но и степень трещенновидности пластов. Известны случаи, когда скважины, заложенные в плотных породах, отличаются высокой производительностью, что объясняется наличием в пластах (или массах) сильно развитой системы трещин. Свойства нефти в пласте значительно отличаются от ее свойств после извлечения на поверхность вследствие того, что в нефти, находящейся в пласте, растворено большое количество газа. При повышении давления, под которым находится нефть, количество растворенного в ней газа увеличивается. Однако вследствие многокомпонентного состава нефтяных газов эта зависимость растворимости от давления не имеет строго линейного характера. Коэффициент растворимости (т.е. увеличение количества растворимого газа) при повышении давления на 1 тонну находится обычно в пределах от 0,5 до 1 м3 газа на 1 м3 нефти.
Газонасыщенность (содержание растворимого газа) нефти, находится в пределах от нескольких до 150-170 м/т, что очень важно для оценки нефти в пласте и условий ее притока к забоям скважин.
Чем выше газонасыщенность, тем легче движется нефть, тем больше производительность скважин. В некоторых нефтяных скважинах нефть не полностью насыщенна газом и выделение его из раствора проходит лишь после снижение давления до некоторой величины, называемой давлением насыщения.