Пластовые воды, их классификация
Пластовыми называют воды, приуроченные к продуктивным пластам нефтяных и газовых месторождений. В зависимости от положения, которое они занимают в залежи, их принято классифицировать следующим образом.
Рис. 3.6. Положение пластовых вод относительно нефтяного пласта.
Краевые или контурные воды насыщают продуктивный пласт за контуром нефтеносности. Их называют подошвенными, если они подстилают нефтенасыщенную часть пласта.
Верхними называют воды водоносных горизонтов, залегающих выше нефтеносного пласта, нижними — воды горизонтов, залегающих ниже заданного нефтеносного пласта. К промежуточным относят коды, приуроченные к водоносным пропласткам, которые расположены в самом продуктивном пласте.
В нефтенасыщенных частях продуктивного пласта также содержится вода, оставшаяся со времени образования залежи. Эта вода, занимающая часть порового пространства и, как правило, являющаяся неподвижной, называется связанной, остаточной, погребенной или реликтовой водой.
Пластовые воды оказывают непосредственное влияние на процессы извлечения нефти и газа. Активные контурные и 
подошвенные воды служат носителями пластовой энергии, вытесняющими углеводороды из пласта. Связанная вода, насыщая часть порового пространства, участвует во всех поверхностных явлениях, которые сопровождают движение нефти и газа в коллекторе. Поэтому контроль и регулирование процесса разработки месторождения, проектирование методов повышения нефтеотдачи пластов требуют изучения свойств пластовых вод.
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Подошвенная вода
Подошвенная вода , поступающая в область G2 через плоскость первоначального ГВК, в дальнейшем движется в горизонтальном направлении. Кровля пласта непроницаемая и с точностью до малых членов, пропорциональных градиенту функции h ( r), скорость wz [ r HB ( r) ] можно считать равной нулю. [1]
Подошвенная вода — вода, находящаяся под нефтяной залежью в одном пласте непосредственно под нефтью и не отделенная от последней непроницаемыми породами. [2]
Подошвенная вода , поступающая в область G2 через плоскость первоначального ГВК, в дальнейшем движется в горизонтальном направлении. Кровля пласта непроницаемая и с точностью до малых членов, пропорциональных градиенту функции Л ( л), скорость шг [ г Ав ( л) ] можно считать равной нулю. [3]
Подошвенная вода залегает в одном пласте с нефтью и занимает его нижнюю часть. [4]
Подошвенная вода — вода, залегающая под нефтяной или газовой залежью в одном пласте непосредственно под нефтью и не отделенная от нефти водонепроницаемыми породами. [5]
Притока подошвенных вод при этом практически не будет. [6]
Прорыв подошвенной воды в скважину осложняет ее эксплуатацию. При этом возникают проблема борьбы с обводненностью и задача одновременного притока нескольких, физически различных жидкостей к забою одной скважины с последующим их извлечением. [7]
Изоляция подошвенной воды из-за незнания действительного положения водонефтяного контакта в большинстве случаев проводилась неудачно. В отдельных скважинах, полностью обводненных вследствие естественного подъема подошвенной воды, неоднократно проводились безуспешные попытки изолировать эту воду. [8]
Поступление подошвенной воды в залежь через внешнюю-границу задается источниками по воде, размещенными в элементарных блоках первого горизонтального слоя, расположенного непосредственно над плоскостью начального ГВК. При этом считается, что по простиранию размеры водоносного пласта настолько превышают размеры газовой залежи, что водоносный пласт можно считать бесконечным по протяженности. Поэтому для расчета суммарного количества воды, поступившей в газовую залежь, используется теория укрупненной скважины. [9]
Движение несжимаемой подошвенной воды вверх в ранее газонасыщенную часть залежи принимается одномерным. Проницаемость в вертикальном направлении может отличаться от горизонтальной проницаемости. [11]
Движение несжимаемой подошвенной воды вверх в газонасыщенную часть залежи принимается одномерным. Прогащаемость в вертикальном направленгш может отличаться от горизонтальной щэогащаемости. [12]
Если имеется подошвенная вода или скважина расположена вблизи ГВК, при определенных значительных дебитах образуются либо конус, либо языки обводнения. Как только вода начинает поступать на забой скважины, уменьшается ее дебит. Породы пласта набухают и уменьшается проницаемость пласта, она уменьшается и за счет того, что часть сечения пор пласта занята водой. В стволе скважины накапливается столб жидкости, также препятствующий движению газа. Поэтому скважину стремятся эксплуатировать без воды на забое. [13]
Если имеется подошвенная вода или скважина расположена вблизи ГВК, при определенных значительных дебитах образуются либо конус, либо языки обводнения. Как только вода начинает поступать на забой скважины, уменьшается ее дебит. Породы пласта набухают и уменьшается проницаемость пласта, она уменьшается и за счет того, что часть сечения нор пласта занята водой. [14]
Источник
ПОДОШВЕННЫЕ ВОДЫ
1 подошвенные воды
2 подошвенные воды
См. также в других словарях:
ПОДОШВЕННЫЕ ВОДЫ — воды, залегающие в нефтеносном пласте непосредственно под нефтью и не отделенные от нее водонепроницаемыми породами. П. в. широко распространены в структурах с малыми углами падения пластов и в пластах с большой мощностью коллекторов, в которых… … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии
ВОДЫ НЕФТЯНЫЕ — подземные воды в нефтеносных горизонтах, сопровождающие нефть и (или) газ. Различают воды: нижние контурные (нижние краевые), окружающие нефть снизу в погружающейся части нефтеносного пласта; верхние контурные (верхние краевые), залегающие в… … Геологическая энциклопедия
Нефтяные воды — воды нефтяных месторождений, подземные воды, сопровождающие нефть в продуктивных горизонтах. В соответствии с залеганием в нефтеносном пласте и по соотношению с нефтяной залежью различают: краевые воды, расположенные ниже нефтяной залежи; … Большая советская энциклопедия
Нефтяные воды — Нефтяные воды, воды нефтяных месторождений воды, сопровождающие нефть в геологических слоях. В соответствии с залеганием в нефтеносном пласте выделяют: верхние воды, приуроченные к верхней (головной) части нефтеносного пласта; краевые воды,… … Википедия
НЕФТЯНЫЕ ВОДЫ — (воды нефтяных месторождений) подземные воды в нефтеносных горизонтах. Различают краевые или контурные воды, крыльевые и подошвенные. Н. в. отличаются обычно высокой степенью минерализации и относятся преимущественно к хлоридно кальциево… … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии
Нефтяные воды — (a. waters of productive oil strata; H. Erdolbegleitwasser, Erdolwasser; ф. eaux de gisement de petrole; и. aguas de petroleo, aguas de oil, aguas petroliferas) воды нефтеносных горизонтов; находятся в тесной взаимосвязи c нефтью и… … Геологическая энциклопедия
Пластовые воды — (a. formation water; н. Lagerstattenwasser, Flozwasser; ф. eaus de formation; и. agua de capa, agua de estrato) подземные воды, циркулирующие в пластах горн. пород. B гидрогеологии по классификации И. K. Зайцева подразделяются на 3 класса … Геологическая энциклопедия
Пластовые воды в нефтепромысловой геологии — ► reservoir (stratal) water Воды, залегающие в данном нефтяном пласте. Пластовые воды бывают: ■ законтурные ■ верхние законтурные ■ подошвенные ■ промежуточные. Кроме того, существует реликтовая (погребенная) вода, которая в противоположность… … Нефтегазовая микроэнциклопедия
ПЛАСТОВЫЕ ВОДЫ — (межпластовые) воды, находящиеся в пластах горных пород, ограниченных в кровле и подошве водоупорными породами. В нефтяной гидрогеологии П. в. называются воды, залегающие в данном нефтеносном пласте. Они подразделяются на законтурные, подошвенные … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии
Капитальный ремонт скважин — (a. well workover, well remedial work, workover job on well; н. Sondengeneralreparatur; ф. reparation capitale de puits; и. reparaciоn general de pozos) включает ремонтно исправит. работы, зарезку и бурение второго ствола скважин,… … Геологическая энциклопедия
КРОВЕНОСНЫЕ СОСУДЫ — КРОВЕНОСНЫЕ СОСУДЫ. Содержание: I. Эмбриология. 389 П. Общий анатомический очерк . 397 Артериальная система. 397 Венозная система. . 406 Таблица артерий . 411 Таблица вен. … … Большая медицинская энциклопедия
Источник
Пластовые воды
Пластовые воды – обычные спутники нефтяных и газовых месторождений. Воды встречаются либо в тех же пластах-коллекторах, которыми контролируются нефтяные и газовые залежи, либо образуют самостоятельные чисто водоносные пласты. В первом случае вода занимает пониженные части пластов – коллекторов, подстилая залежи нефти и газа. Во втором случае водоносные пласты не имеют связи с залежами и располагаются выше и ниже продуктивных [1].
По своей генетической природе воды месторождений делятся на несколько форм.
Остаточные или молекулярно-связанные воды, обволакивающие минеральные частицы пород, адсорбированные в капиллярных и субкапиллярных пустотах нефтяного пласта.
Седиментационные воды – это воды, залегающие в пласте с момента отложения осадка, т.е. синхронные времени формирования самой породы.
Инфильтрационные воды, т.е. проникшие в пласт извне за счет подпитки атмосферными осадками, водами рек, озер и морей. Области питания находятся в горах на значительном удалении от глубоко погребенных водонефтяных пластов. Эти пласты в горных системах обнажены и подвержены любым атмосферным явлениям, в т.ч. и проникновению поверхностных вод в пласты – коллекторы [1].
Элизионные воды – это воды, попадающие в пласт-коллектор путем выжимания поровых вод из уплотняющихся осадков, в т.ч. неколлекторов за счет роста геостатического давления или тектонических напряжений.
Воды технические или искусственные, специально закачиваемые в пласт для поддержания пластового давления и более полного вытеснения нефти водой.
В промысловом деле воды нефтяных и газовых месторождений делятся на пластовые напорные и технические. Среди подземных вод особое место занимают ненапорные грунтовые воды, которые в отличие от пластовых являются пресными или слабо минерализованными. Они имеют распространение лишь в приповерхностных слоях земной коры выше первого водоупорного горизонта. Пластовые напорные воды по отношению к нефтеносному пласту подразделяются на следующие виды: краевые, подошвенные, промежуточные, верхние и нижние, а также воды тектонических трещин (Рисунок 1) [1].
1 – со свободной поверхностью (ненапорная); 2 – верхняя относительно нефтеносного горизонта; 3 – краевая приконтурной зоны (нижняя краевая напорная); 4 – нижняя относительно нефтеносного горизонта (нижняя напорная); 5 – подошвенная; 6 – глубинная, восходящая по сбросу; 7 – промежуточная (Э.О. – эксплуатационный объект); 8 – верхняя краевая; 9 – нефть; 10 – глины; 11 – глубина уровня, h – напор
Рисунок 1 – Типы пластовых напорных вод по отношению к нефтеносному пласту
Краевые пластовые воды занимают пониженные части пласта и подпирают нефтяную залежь по внутреннему и внешнему контурам, образующим в плане кольцеобразную форму. Подошвенные воды подпирают залежь по всей ее площади, включая и сводовую часть, образуя сплошное зеркало ВНК или ГВК. Промежуточные воды залегают внутри нефтеносного пласта или между пластами, объединенными в один эксплуатационный объект. Верхние и нижние воды приурочены к чисто водоносным пластам, не зависимым от продуктивных и залегающим выше или ниже последних. Воды тектонических трещин циркулируют по плоскостям разломов из высоконапорных (как правило, более глубоко залегающих) в низконапорные. Они способны обводнять головные участки нефтеносных пластов, оттесняя нефть со сводовых частей залежи к крыльевым периферическим зонам [1].
При наличии краевых вод, подпирающих нефтяную или газовую залежь, различают внешний (по кровле пласта) и внутренний (по подошве пласта) контуры. В пределах внутреннего контура нефтеносности пласт содержит нефть по всей его толщине от кровли до подошвы. В плане этой части залежи отвечает нефтяная зона, где скважинами пластовая вода не вскрывается.
Между внешним и внутренним контурами ВНК располагается приконтурная зона залежи, где нефть является водоплавающей, т.е. скважинами вскрываются вверху – нефть, а внизу – вода. За пределами внешнего контура пласт полностью водонасыщен, нефть отсутствует. Таким образом, граница залежи проводится по внешнему контуру нефтеносности.
В процессе добычи нефти по мере истощения запасов в залежи происходит продвижение контуров от ее периферии к центру. Задачей рациональной разработки залежи является обеспечение равномерного их продвижения по всей площади. При неравномерном продвижении контуров образуются языки обводнения, что грозит появлением отшнуровавшихся разрозненных целиков нефти (Рисунок 2), дальнейшая добыча из которых практически невозможна.
1 – языки обводнения; 2 – целики нефти
Рисунок 2 – Схема расположения языков обводнения и целиков нефти
При наличии подошвенных вод, т.е. в том случае, когда пластовая вода подпирает залежь нефти по всей ее площади становится необходимым завершать бурение скважин до вскрытия ими водоносной части пласта, т.е. выше ВНК. Это необходимо для предотвращения появления конусов обводнения, борьба с которыми весьма затруднена (Рисунок 3).
В таких случаях нефть оттесняется от забоев скважин пластовой водой, что также может привести к появлению целиков нефти [1].
1 – нефть; 2 – вода; 3 – глинистый прослой; 4 – цементная пробка; К.о. – конусы обводнения
Рисунок 3 – Схема расположения конусов обводнения при наличии подошвенных вод
В пределах нефтяных и газовых месторождений подземные воды подразделяются на грунтовые, пластовые напорные, тектонические, связанные и технические. В некоторых случаях установлены и карстовые воды, а в многолетней криолитозоне – надмерзлотные, межмерзлотные и подмерзлотные [2].
Грунтовые воды – это воды первого от поверхности водоносного горизонта, не имеющего сверху сплошной кровли из водонепроницаемых пород.
В колодцах или скважинах, доведенных до грунтовых вод, уровень воды устанавливается на высоте, соответствующей верхней границе или свободной поверхности грунтовых вод, и не поднимается вверх под напором, как в артезианских колодцах или скважинах.
На участках, где водоносный горизонт перекрыт водоупорными породами, грунтовые воды приобретают напор, который соответствует по высоте общей поверхности грунтовых вод водоносного горизонта.
Грунтовые воды находятся в непрерывном движении (грунтовый поток воды), а иногда движение вод происходит весьма медленно (бассейн). Если на пути движения грунтового потока вод создаются условия, препятствующие его движению, может возникать подпор грунтовых вод, тогда безнапорный горизонт грунтовых вод превращается на некоторых участках в напорный [2].
Межпластовыми, называются воды, которые не на всю мощность заполняют водонепроницаемый пласт, имеющий водоупорную кровлю и ложе.
Область питания грунтовых вод, как правило, совпадает с областью их распространения.
Питание грунтовых вод происходит путем фильтрации атмосферных осадков, этому благоприятствует отсутствие сверху постоянной водоупорной кровли; в питании принимают участие поверхностные, конденсационные, так же пластовые, карстовые и другие типы подземных вод.
Карстовые явления возникают в растворимых водой горных породах и связаны с химическим процессом растворения и выщелачивания известняков, доломитов, гипсов, ангидритов и солей (галита и других).
Движение подземных вод в районах развития карста происходит по трещинам, кавернам, воронкам, пересекающим породы в самых разнообразных направлениях и образующих весьма сложные по очертаниям водонасыщенные системы. В районах развития карста поглощение атмосферных осадков, вод рек и других водных потоков происходили весьма интенсивно, с большей скоростью, т. е. происходит инфлюация. Карстовые подземные воды относятся к типу безнапорных, а иногда — к типу напорных, они находятся в тесной связи с атмосферными осадками [2].
Мерзлая зона литосферы, или криолитозона, широко распространена на земном шаре. Площадь, занятая криолитозоной, составляет 24% всей территории суши земного шара.
Воды многолетней криолитозоны подразделяют на: подмерзлотные воды, межмерзлотные воды и надмерзлотные воды.
К подземным водам нефтегазовых месторождений относятся воды, заполняющие в капельно-жидком состоянии пористые, трещиноватые и проницаемые горные породы, принимающие участие в строении нефтяного или газового месторождения и прилегающих участков земной коры [2].
Водоносные горизонты разделены водонепроницаемыми слоями.
Пластовые воды делят обычно на:
1) Контурные (краевые);
2) Верхние контурные (верхние краевые);
5) Шельфовых частей материков;
6) Посторонние, чуждые по отношению к нефтяной или газовой залежи, воды (верхние, нижние и смешанные).
Контурные – воды, залегающие в пониженных участках нефтяных пластов. Эти воды очень часто подпирают залежь со стороны контура нефтеносности.
Верхние контурные воды встречаются, когда нефтеносная часть пласта выведена на поверхность (моноклинали, разрушенные своды антиклинальных складок). Выведенные на дневную поверхность нефтяные пласты иногда бывают заполнены водами атмосферных осадков и поверхностными водами, они и называются верхними контурными.
Подошвенные воды залегают в нижней части пласта и распространены иногда по всей части структуры, включая и ее сводовую часть.
В процессе эксплуатации нефтяной или газовой залежи и при значительных отборах нефти или газа из скважин, расположенных на своде антиклинали, часто контурные воды оказываются подтянутыми по подошве пласта на свод антиклинали.
В этом случае образуются искусственно созданные подошвенные воды.
Иногда в нефтяном или газовом пласте имеются различной мощности пропластки, насыщенные только водой, эта вода и называется промежуточной [2].
Пластовые воды месторождений в зонах шельфа обладают специфическими свойствами обычных вод нефтегазовых месторождений, расположенных на материках.
Посторонние пластовые воды подразделяются на верхние, нижние и смешанные.
Верхние – воды, залегающие выше данного пласта, независимо от того, из какого вышележащего пласта они могут проникнуть в пласт.
Нижними называют воды, залегающие ниже данного нефтяного/газового пласта, независимо от того, из какого нижележащего пласта они могут проникнуть в пласт.
Смешанными называют воды, залегающие выше данного нефтяного/газового пласта и поступающие в пласт из нескольких водоносных пластов или из вышезалегающих и нижезалегающих водоносных пластов.
Тектоническими называют те воды, которые поступают по тектоническим трещинам из различных пластов, содержащих высоконапорные воды. Эти воды иногда поступают с больших глубин и обладают большим напором; еще до разработки нефтяных и газовых залежей могут оттеснять нефть и газ от тектонических смещений, а в процессе разработки и эксплуатации в результате создаваемых депрессий, они могут активно заводнять нефтяные и газовые залежи. Тектонические воды в пределах нефтегазовых месторождений часто бывают приурочены только к тектоническим нарушениям и появляются при вскрытии нарушенных скважинами зон.
Тектонические воды иногда бывают смешанными, так как поступают из нескольких горизонтов [2].
В породах-коллекторах, содержащих нефть и газ, обычно находится связанная, или остаточная, вода. Ее содержание в пласте определяется величиной поверхности пор; формой и минералогическим составом частиц породы. В породах, обладающих проницаемостью 2 – 3 d – содержание воды не превышает 4 – 5%, а при проницаемости 0,01 – 0,03 d – до 55,60 и даже 70% и более. В среднем, содержание связанной воды в нефтяном пласте составляет 20 – 30% от емкости пор [2].
По мерe эксплуaтации нeфтяных мeсторождений сквaжины постeпенно обводняютcя. Содeржание плaстовой воды в cкважинной пpодукции pастёт и можeт доcтигать 95%. Поэтому вaжно знaть, кaкое влияниe окaзывает плaстовая водa нa пpоцесс добычи нeфти и гaза.Состaв плaстовых вод pазнообразен и зaвисит от пpироды эксплуaтируемого нeфтяного плaста, физико-химичeских cвойств нeфти и гaза. В плaстовых водaх всегдa рaстворено некотоpое количeство солeй. Большe всeго в водe содeржится хлоpистых солeй (до 80-90% от общeго содеpжания солей).
Плотноcть плаcтовых вод cильно зaвисит от минерaлизации, т.e. содeржания рaстворённых солeй. В срeднем плотноcть плаcтовой воды соcтавляет 1010-1210 кг/м3.
Тепловое расширение воды характеризуется коэффициентом теплового расширения (1):
, (1)
Из формулы следует, что коэффициент теплового расширения воды (Е) характеризует изменение единицы объёма воды при изменении её температуры на 1°С. По экспериментальным данным в пластовых условиях он колеблется в пределах (18-90)×10-5 1/°С. С увеличением температуры коэффициент теплового расширения возрастает, с ростом пластового давления – уменьшается.
Коэффициент сжимаемости воды характеризует изменение единицы объёма воды при изменении давления на единицу (2):
(2)
Коэффициент сжимаемости воды изменяется в пластовых условиях в пределах 3,7×10-10 – 5,0×10-10 Па-1. При наличии растворённого газа он увеличивается, и приближённо может рассчитываться по формуле: bвг = bв (1+0,05×S), (3.31), где S – количество газа, растворённого в воде, м3/м3.
Объёмный коэффициент пластовой воды характеризует отношение удельного объёма воды в пластовых условиях к удельному объёму воды в стандартных условиях (3):
(3)
Увеличение пластового давления способствует уменьшению объёмного коэффициента, а рост температуры – увеличению. Объёмный коэффициент изменяется в пределах 0,99-1,06.
Вязкость воды в пластовых условиях зависит, в основном, от температуры и минерализации. От давления вязкость зависит слабо. Наибольшую вязкость имеют хлоркальциевые воды (в 1,5-2 раза больше чистой воды).
Минерализация воды – содержание растворённых солей в г/л. По степени минерализации пластовые воды делятся на четыре типа:
где Сн+ – концентрация ионов водорода. В зависимости от рН различают следующие типы воды:
Источник
