Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Первый съезд ВНИТО нефтяников в 1933 г. с итоговыми и перспективными докладами по разработке



Весьма важным этапом на пути развипгп именно плановой системы разработки послу­жила деятельность проходившего в августе 1933 г. Первого Всесоюзного съезда ВНИТО нефтяников, офор­мившего и организацию ВНИТО. Обращает на себя внимание даже само название выпуска 2 Трудов этого съезда** – «Плановая разработка нефтяных месторожде­ний» [15]. В этот выпуск были вклю­чены не толъко все сделанные на съезде общие и частные доклады (итоговые и перспективные), но и резолюции по докладам и еще конс­ультации профессоров из США С. Геролъда и Л. Юрена, приглашенных для участия в работе съезда.

Так как упоминаемый съезд был первым в нашей стране с весьма обширной программой именно но вопросам разработки нефтяных месторождений (он послужил образцом и для последующих аналогичных съездов), то необходимо, хотя бы кратко, проанализировать основные доклады. Начнем с принципиальных общих докладов.

В докладе И.М.Губкина и соавторов [16] рассмотрены вопро­сы политики разработки неф­тяных месторождений, основанные, в частности, на содержании ранее опубликованных и разбиравшихся выше работ И.М.Губкина. В докладе подчеркивается, что система разра­ботки должна обеспечить:

  • плановую потребность в нефти,
  • высокую эффективность капитальных затрат,
  • повышенную нефтеотдачу.

Отметим, что эти цитированные критерии рациональности систем разработки повторялись в конце 40-х и в более поздних годах во многих работах, но выдавались авторами как новые и свои соб­ственные, без ссылок на разбираемый здесь доклад 1933 г. Кроме того, второй критерий И.М.Губкина был изменен, причем в худ­шую сторону.

В докладе сформулированы и такие «основные вопросы пла­новой разработки нефтяных месторождений»:

1. Выбор системы разработки для данного месторождения и пласта.

2. Вопрос о темпах разработки и отдачи пласта.

3. Проблема расстояния между скважинами.

Авторы доклада тут же оговаривают, что «нигде, пожалуй, нет такого отставания теории от практики, как на этом фронте» ... «Сла­бость нашей научной работы заключается имен­но в недостаточном исследовании практики разработки, недостаточном осмыс­ливании накопившегося богатого опыта».

В докладе Л.С. Лейбензона и И.П. Москалькова [17] было впервые выдвинуто такое со­вершенно правильное утверждение: управление разработкой и эксплуатацией нефте­носного пласта не может быть обеспечено без использования сведений термодинамики, физики, механики и гидромеханики. В докладе были кратко приведены основные законы движения воды, нефти, газа и газированной нефти в пористой среде и те выводы из этих законов, на основании которых следует изучать явления взаимодействия скважин и определять основные принципы разработки пласта. Более подробно, чем в докладе, изложение подземной гидродинамики дано в монографии Л.С. Лейбензона, о которой будет сказано дальше.



Если судить по названию доклада В.М. Николаева «Режим пластов Новогрозненского района» [18], то его следовало бы причис­лить к частным, а не общим докладам. Однако содержание этого доклада таково, что его вполне можно считать общим, принципиаль­ным. Дело в том, что на основании изучения особенностей режимов продуктивных плас­тов Новогрозненского района В.М. Николаев сделал очень важный правильный принци­пиальный вывод: каждый нефтеносный пласт надо рассматривать как сопряженное физи­ческое поле, сочетающее в себе несколъко физических полей. Особое значение надо уделять полям давлений, температур. Говоря о гидравлическом режиме пласта, В.М. Ни­колаев подчеркивал, что «его изучение нелъзя ограничивать только областью нефтенос­ности, а надо изучать всю гидравлическую систему, которая должна иметь начало и конец».

Эти передовые идеи В.М. Николаева, которые вошли в фундамент современной науки, основывались на разбиравшихся выше исследованиях грозненских геологов – Н.Т. Линд­тропа и его школы, проводившихся в 20-х годах.

Исключительно большое значение имел доклад Г.К.Макси­мовича «К методике состав­ления генеральных планов разработки нефтяных месторождений» [19].

Приведем кратко изложение важнейших положений доклада, включая и цитаты из этого доклада.

Г.К. Максимович указал, что идея о необходимости генерального плана разработки была выдвинута в 1931 г. Генеральный план должен основываться как на общих данных о месторождении, так и на планах разработки отдельных пластов.



Для составления плана разработки отдельного пласта необходимо знать физико-геологи­ческие условия: характеристику пласта, нефти, воды, газа; данные о давлении и темпе­ратуре, иметь сведения о запасах, режиме пласта, о его предыдущей разработ­ке и современном состоянии.

При составлении плана разработки пласта должны рассмат­риваться: «система разработки пласта, расстояние между скважинами и, следовательно, степень уплотнения сетки сква­жин, порядок ввода в эксплуатацию отдельных скважин, последовательность применения вторичных методов. Основными критериями при этом будут: режим пласта, его запасы, сорт нефти и потребность в ней на данном этапе».

Весьма полезно знание итогов практики разработки аналогичных пластов данного или соседних месторождений. «В технической части разрабатываются вопросы методов буре­ния запроектированных скважин, скорость проходки, крепления скважин, а отсюда по­требность в оборудовании, материалах, энергии, транспорте и рабочей силе».

Выбирается способ эксплуатации. Составляется проект вторичных методов. Разрабаты­вается вопрос о газовом хозяйстве.

На основании ведущих хозяйств (бурения, эксплуатации и газового) разрабатываются тех­нические планы подсобных предприятий.

Кадры определяют вопрос о потребных жилищном, комму­нальном и культурном фондах.

Технический план подвергается экономическому анализу и на основе выявленных при экономической проработке неувязок в него вносятся необходимые коррективы.

На основе проектов, проработанных с геологической, технической и экономической сто­рон, составляется генеральный план разработки всего месторождения.

«Генеральный план кладется в основу всех пятилетних и годовых планов-программ пред­приятия, работающего на данном месторождении».

Изложенное позволяет утверждать, что на съезде Г.К.Максимовичем впервые было пред­ложено составление генеральных планов разработки нефтяных месторождений, причем эти планы понимались автором в столь широкой, единой и сложной форме, которая, к сожалению, начала реализовываться лишь значительно позже, причем без всякого упо­минания о подлинном творце идеи генерального плана разработки – Г.К. Максимовиче. Перейдем теперь к рассмотрению частных, но весьма важных докладов.

Первый доклад [20]*, сделанный В.В. Билибиным, был посвящен современным методам подсчета подземных запасов. Докладчик внес существенные усовершенствования в каждый из двух методов:

I – объемно-статистический метод подсчета запасов нефти,

II – подсчет запасов нефти на основе приложения методов математической статистики к построению кривых (кривых производительности скважин), отражаю­щих зависимость дебитов скважин от различных факторов.

При применении объемно-статистического метода подсчета запасов нефти докладчик впервые предложил использовать «коэффициент использования объема пор», который вошел в со­временную практику под названием «коэффициент нефтеизвле­чения» (КНИ). Очень ценно, что на основе анализа большого числа залежей нефти, разработку которых можно было считать законченной, В.В. Билибин выявил четкие зависимости коэффици­ентов использования объема пор от литологических характеристик коллекторов и удель­ного веса нефти. Полученные В.В.Билибиным значения КНИ оказались значительно боль­шими, чем ранее предполагалось.

При анализе статистических кривых В.В.Билибин выявил зависимость дебитов скважин от степени их уплотнения на залежи, от сроков вступления скважин в эксплуатацию и т.п.

Второй доклад В.В.Билибина [21] был на тему «Анализ систем разработки отдельных горизонтов». В докладе учитывались различные формы сеток скважин, расстояния между скважинами, т.е. степень их уплотнения, темпы ввода скважин в эксплуатацию, различные расположения скважин по отношению к структуре пласта и т.п. Докладчик правильно указывал на то, что нельзя считать наиболее рациональной такую систему разработки, которая обес­печивает наибольшую нефтеотдачу. Критерий рациональности раз­работки нельзя отрывать от экономических оценок. Сам докладчик отметил, что в своем анализе он «не касался вопросов о режимах отдельных горизонтов и о влиянии этого режима на отдачу плас­тов. Это обстоятельство является следствием отсутствия исследо­вательских работ в этом направлении». Отсутствие анализа режимов разрабатываемых пластов было, несомненно, недостатком всех докладов бакинских специалистов на съезде.

В докладе А.Я. Кремса [22] на тему «Анализ практики разработки нефтяных месторож­дений Бакинского района» были рассмотрены четыре последовательные этапа развития нефтедобы­чи в этом районе:

1) исторический период, охватывающий первые сведения о нефтедобыче с Х по ХIII сто­летия на Апшеронском полуострове, – до присоединения Баку к России в 1813 г. и пере­дачи нефтяной промышленности с 1820 г. на откупное содержание;

2) период развития нефтяной промышленности с 1820 до 1873 гг., когда была уничтожена система откупа;

3) промышленно-капиталистический период с 1873 г. до национализации нефтяных про­мыслов в 1920 г.;

4) посленационализационный период с 1920 г. до начала 30-х годов.

Особое внимание докладчик уделил, естественно, поиску и выбору рациональных систем разработки нефтяных месторож­дений, ссылаясь на работы геологов М.В. Абрамовича, В.В. Билибина, М.В. Никитина. Доклад был основан на большом числе данных, характе­ризующих состояние разработки раздельно каж­дого из многочисленных разрабатываемых пластов на Балаханской, Сабунчинской, Раманинской, Сураханской, Биби-Эйбатской, Бинагадинской нефтеносных площадях и в районах Бухты Ильича и острова Артёма.

Кроме того, А.Я. Кремс представил и второй доклад [23], само название которого говори­ло о его значимости: «Генеральный план оздоровления нефтяных месторождений Азер­байджана». Представленный план проведения оздоровительных работ был тесно увязан с планом развития разработки каждого из нефтяных пла­стов на каждом из месторождений.

В докладе М.В.Никитина [24] была обоснована рациональность очередности последова­тельной разработки нефтеносных пластов месторождения Бухта Ильича по системе «снизу вверх». Такая система была обусловлена весьма сильной литологической неодно­родностью разрабатываемых пластов.

В резолюциях съезда до докладам В.В. Билибина, А.Я. Кремса и М.В. Никитина указыва­лось, что на основе систематизации и анализа большого фактического материала сотен и тысяч скважин, эксплуатировавших множество пластов многоэтажных нефтяных место­рождений, удалось предложить обоснованные системы подсчета запасов нефти, устано­вить зависимости нефтеизвлечения от множества факторов, рационализировать системы разработки.

С.Н.Шаньгиным был сделан доклад на тему «Практика разработки Грозненских место­рождений нефти» [25]. Доклад, который был дополнен на этом же съезде докладами Т.А. Осениной и Н.М. Карпенко, посвященными особенностями разработки Новогрозненского и Старогрозненского нефтяных месторождений. Во всех докладах были охарактеризованы особенности разработки нефтяных месторождений в условиях ярко выраженного водо­напорного режима. Особое внимание уделялось установлению областей питания и выходов нефтеносных пластов, что вполне соответствовало развитию передовых идей, впервые сформулированных в 20-х годах грозненскими геологами во главе с Н.Т. Линдтропом.

В докладе М.А. Жданова «Опыт исследования разработки залежи С Апшеронского место­рождения нефти» [26] указывалось, что разработка нефтяных месторождений Майкоп­ского района была существенно улучшена на основе работ комиссии акад. И. М. Губкина. Для установления системы разработки залежи С докладчик широко использовал методы математической статистики, предложенные В.В. Билибиным, но правильно подчеркнул, что результаты применения этих методов не могут быть полноценными без учета особен­ностей режима разрабатываемого горизонта.

Доклад И.Г. Пермякова [27] был посвящен методам оценки месторождений на Эмбе, режиму их и методике выбора систем разработки. Докладчик правильно указал на то, что развитие Эмбинского района всецело зависит от ввода в эксплуатацию новых месторож­дений, для которых надо правильно спроектировать системы разработки. Применительно к особенностям Эмбинских месторождений докладчик и предложил основные принципы просктирования их разработки.

 

§4. Развитие важнейших исследований по разработке (1934-1941)

В 1934 г. была опубликована получившая широкую известность монография (она же была рекомендована и как учебник для втузов) проф. Л.С. Лейбензона [28], посвященная пол­ному и систематичному изложению подземной гидравлики. В предисловии автор указал, что свою следующую книгу он намерен посвятить теории эксплуатации нефтяных и газовых месторождений. Хотя это намерение Л.С. Лейбензона им самим не было реали­зовано (он был подвергнут репрессиям – аресту, тюремному заключе­нию и последующей ссылке), но, как выше уже упоминалось при анализе его доклада [17], созданная им наука легла в основу теории и практики разработки нефтяных и газовых месторожде­ний.

Отмечая огромное значение монографии Л.С. Лейбензона, необходимо сделать одну су­щественную оговорку. Свою монографию Л.С. Лейбензон посвятил «отцу теории фильт­рации – профессору Чарльзу Слихтеру», причем заимствовал у него такую идею, которая является в корне ошибочной (такая же неверная идея была и у Форхгеймера) для условий жесткого водонапорного режима. Именно, Ч. Слихтер, Ф.Ф. Форхгеймер и Л.С. Лейбен­зон считали, что при установившемся притоке жидкости из пласта к скважине эта скважи­на имеет в пласте строго определенный радиус влияния. В области пласта за пределами этого радиуса жидкость остается неподвижной. Получается явное противо­речие: не может быть установuвшегося притока жидкости к скважине и установившегося потока в облас­ти влияния, если через границу области влияния жидкость в нее не притекает. По Слих­теру, Форхгеймеру и Лей­бензону получалось, что две скважины в одном и том же пласте, которые устойчиво работают в условиях жесткого водонапорного режима*, друг на друга совсем не влияют, если они удалены друг от друга на расстояние двойного радиуса влияния.

Нельзя умолчать о том, что на развитие нефтяной науки и техники отрицательно сказа­лись необоснованные репрессии (аресты, заключения в тюрьмы и концентрационные лагеря, ссылки, расстрелы), которым были подвергнуты, кроме акад. Л.С.Лейбензона, многие из упомянутых выше или упомииаемых далее специалистов-нефтяников: В.В. Билибин, В.А. Еронин, Н.Т. Линдтроп, А.Я. Кремс, М.В. Никитин, И.Н. Стрижов, М.Г. Танасевич, С.Н. Шаньгин, а также автор этих строк. Все они в последующем были реабилитированы.

Выше уже говорилось о замечательной заслуге грозненских геологов, которые в 20-х го­дах обнаружили, что в условиях жесткого водонапорного режима скважины не имеют ограниченных областей влияния и явно взаимодействуют друг с другом на больших рас­стояниях, находясь в единой водонапорной системе. Позднее эту идею С. Герольд [13] выразил даже так: одна сква­жина оказывает влияние до границ пласта (до границ водона­порной системы), т.е., теоретически говоря, одной скважиной можно отобрать всю нефть из области нефтеносности, располо­женной внутри водонапорной системы.

На основе идей грозненских геологов ошибку Ч.Слихтера и Л.С. Лейбензона надо было исправить применительно к услови­ям жесткого водонапорного режима. Это и было выполнено не­сколько позднее.

Именно в 1934-1935 гг. я (В.Щ.) ознакомился с передо­выми идеями грозненских геологов и в проводившихся в Гроз­НИИ исследованиях водонапорного режима отбросил пред­ставление о «радиусе влияния» скважины, заменив его «ра­диусом контура питания» или «расстоянием от скважины до контура питания». Разработанные Л.С.Лейбензоном мате­матические методы решения задач были сохранены, но только вместо «метода источни­ков-стоков» я (В.Щ.) использовал «метод отображения источников-стоков». Стоки и ис­точники отображались в контуре питания. Эти мои исследования не только были зафикси­рованы в ежегодных отчетах ГрозНИИ, начиная с середины 30-х годов, но и публикова­лись в журна­лах. Полный список всех этих моих работ и опубликованная в 1935 г. первая работа по подземной гидродинамике приведе­ны в конце тома 2 Избранных трудов [29], о которых далее будет еще сказано.

Учебник И.М.Муравьева и Ф.А.Требина [30], опубликован­ный в 1937 г., был первым, в котором излагались сведения о режимах нефтеносных пластов и основы теории их разработки. Первая работа [31], специально посвященная анализу режимов нефтяных месторождений Бакинского района, бьша опублико­вана в 1937 г. М.Ф.Мирчинком.

В 1937 г. была опубликована монография В.П.Яковлева [32], в которой не только были проанализированы особенности рабо­ты скважин при различных режимах пластов, но и приведены результаты многочисленных исследований скважин. Для своего времени заслуга В.П.Яковлева была очень велика в создании названного его именем аппарата для исследования скважин и в проведении массовых их исследований. По его методам и с помощью его аппаратов в 30-40-х годах проводились исследо­вания скважин почти во всех нефтяных районах. Сама методика этих исследований, связанная с интерпретацией прослеживания за движением уровней жидкости в скважинах после оттар­тывания или подлива жидкости в них, была принципиально неверной и уже давно вышла из употреб­ления.

В.П. Яковлев указывал на необходимость учитывать сжимае­мость жидкости в пластовых условиях. Работы В.П. Яковлева особенно ценны еще и тем, что способствовали пробуж­дению внимания инженерно-технических работников нефтяной промышленности не только к исследованию скважин, но и к изу­чению законов фильтрации в нефтеносных пластах.

В середине 30-х годов В.М.Барышев сконструировал в Азер­байджанском научно-исследовательском институте (АзНИИ) опытный куполовидный «пласт», на который было проведено 108 «скважин». На опытном пласте и на специальных «дренажных эле­ментах» В.М.Барышев и А.Н.Снарский тогда же провели интересные эксперименты по вза­имодействию скважин при различных системах их расстановки [33]. Результаты экспериментальных работ В.П.Барышева и А.Н.Снарского оказались в очень хорошем согласии с упомянутыми выше моими гидроди­намическими исследованиями в ГрозНИИ, описанными во многих статьях, частично вошедших в Избранные труды [29].

В 1937 г. в США была опубликована получившая широкую известность капитальная монография Мориса Маскета [34], второе издание которой было переведено в 1949 г. на рус­ский язык. Содержание этой монографии оказало очень большое влияние на всех зарубежных и отечественных специалистов, занимавшихся подземной гидродинамикой, теорией и практи­кой разработки нефтяных месторождений*.

В 1939 г. была опубликована моя (В.Щ.) в соавторстве с Г.Б. Пыхачёвым монография «Интерференция скважин и тео­рия пластовых водонапорных систем» [35]; позднее она была це­ликом включена в часть 1 тома 1 моих Избранных трудов (см. с. 100-399 [29]).

Соответственно тому, что было сказано выше, эта моногра­фия представляла собой первое строгое изложение гидромеха­нической теории пластовых водонапорных систем на основе пра­вильного представления о таких системах, выработанного гроз­ненскими геологами. Тем самым это было первое физически правильное обоснованное изложение теории водо­напорного режима. Следует указать еще на один очень важный вывод, сделан­ный в цити­руемой монографии: «количественный эффект взаи­модействия скважин зависит не только от их взаимного рассто­яния, но и от их расстояния до контура питания». Чем ближе рас­положены эксплуатирующиеся скважины к контуру питания, тем менее интенсивно они взаимодействуют друг с другом. Этот вывод, сформулированный в 1939 г. в моно­графии [35], предвосхитил одну из основ теории законтурного и внутриконтурного завод­нения. Действительно, линию расположения нагнетательных скважин можно рассмат­ривать как искусственно создан­ный контур питания. Поэтому приближение нагнетатель­ных скважин к эксплуатационным ослабляет их взаимодействие. Этот ис­ключительно важный вывод до сравнительно недавнего времени не понимали многие специалисты по разработке нефтя­ных мес­торождений. Не понимали, например, такого факта: на участке заданной площади можно получить больший дебит каждой сква­жины при плотном их расположении, чем при редком, если, конечно, приблизить контур питания (т.е. линию расположения нагнета­тельных скважин) к границам участка при плотном рас­положении на нем скважин. Скольких споров о влиянии плотности сетки скважин можно было бы избежать, если бы спорящие правильно учитывали только что поясненный вывод о влиянии нагнетательных скважин на эффект взаимодействия эксплуата­ционных скважин.

К этому вопросу придется еще вернуться при анализе дис­куссии, возникшей в связи с оценкой, предложенной в начале 50-х годов генеральной схемы разработки самого круп­ного в то время отечественного нефтяного месторождения – Ромашкинского. Повторяю, что правильное решение дискуссии могло быть получено только при усвоении резуль­татов той гидродинамической теории пластовых водонапорных систем, которая была изложена в цитируемой монографии, изданной в 1939 г. Дальше будет упомянут еще один поразительный факт: до самого недав­него времени во многих учебниках по подземной гидродинами­ке интерференция эксплуатационных скважин излагалась, к со­жалению, без всякого внимания на воздействие нагнетательных скважин.

При анализе докладов описанного выше Всесоюзного сове­щания в Баку (1933) было указано, что в то время явно не хва­тало сведений о режимах разработки нефтяных пластов в Баку. Это особо подчеркивалось в докладах В.В.Билибина [20], [21]. По­нятно, что нельзя осуществлять рациональную разработку плас­тов, не зная их режимов. Поэтому важное значение имела брошюра М.Ф.Мирчинка [36], изданная в 1936 г. и специально посвящен­ная описанию и анализу режимов многочисленных неф­теносных пластов Бакинского района Азербайджана.

Под редакцией Ф.А.Требина была опубликована в 1940 г. книга [37], в которой не только были систематично описаны методы исследования скважин, но и рассмотрены примеры установления технологического режима их эксплуатации, что весьма важ­но при проек­тировании разработки нефтяных месторождений.

В 1940-1941 гг. были опубликованы результаты исследования движения газированной жидкости в пористой среде, выполненные акад. С.А. Христиановичем [38], акад. Л.С. Лей­бензоном [39] и Б.Б.Лапуком [40]. Эти исследования содействовали развитию теории разработки нефтяных месторождений при режиме ра­створенного газа.

В 1941 г. в Московском нефтяном институте мною (В.Щ.) была защищена докторская диссертация (первая в нашей стране по вопросам разработки) на тему «Расстановка скважин в плас­те с водонапорным режимом (гидродинамическое исследование некоторых вопросов)» [41]. Эта диссертация была полностью опуб­ликована в части 2 тома 1 Избранных трудов [29]. Помимо гид­родинамического решения вопросов, связанных с работой раз­личных систем скважин (в частности, прямолинейных и круго­вых батарей скважин), в диссертации были исследованы осо­бенности стягивания контуров нефтеносности и обводнения сква­жин.

 


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!