Разработка нефтяных месторождений глава Понятия и параметры, определяющие процессы добычи углеводородов

9.3. Циклическое заводнение.
Основные критерии применения цикличе-
ского заводнения следующие:
1) наличие слоисто-неднородных по проницаемости или трещиновато-
пористых гидрофильных коллекторов;
2) большая остаточная нефтенасыщенности низкопроницаемых пропластков;
3) технико-технологическая возможность создания высокой амплитуды 
колебания давления (расходов), которая может достигать 0,5–0,7 от сред-
него перепада давления между нагнетательными и добывающими скважи-
нами (среднего расхода).
Циклическое заводнение применяется для пластов, соответствующих 
модели Каземи, глава 4, параграф 4.2.3. Слоистый коллектор состоит по 
крайней мере из двух пропластков: высокопроницаемого (ВП) и низко-
проницаемого (НП). Между ВП и НП существует гидродинамическая 
связь. Цикл делится на два полуцикла. В первом полуцикле при нагнета-
нии вытесняющей жидкости происходит переток части воды из ВП в НП. 
Другая часть воды фильтруется по ВП в направлении добывающей сква-
жины, при этом происходит вытеснение нефти водой из ВП. На рис. 9.2. 
изображена схема действия первого полуцикла. Во втором полуцикле при 
снижении давления на нагнетательной скважине или прекращении закачки 
давление в высокопроницаемом прослое падает и становится ниже давле-
ния в НП. Поскольку нефть обладает большей сжимаемостью чем вода,
а также в силу гидрофильности коллектора вода удерживается в НП ка-
пиллярными силами, а нефть из НП перетекает в ВП. При первом полу-
цикле второго цикла снова начинает работать нагнетательная скважина, 
давление в пласте увеличивается, происходит вытеснение нефти посту-
пившей в ВП из НП забоям добывающих скважин.

---

Рис. 9.2.
Схема вытеснения нефти водой. Первый полуцикл: 
R
– Расстояние между
нагнетательной и добывающей скважинами; 
h
1
– толщина ВП; 
h
1
 ,h
2
– толщины ВП
и НП, 
V
– скорость перетока из ВП в НП, 
r 
– координата, 
q
в
– расход воды,
q 
– дебит жидкости. 
Пусть 
Р
0
– пластовое давление в низкопроницаемом пропластке; 
Р
н
– 
давление на забое нагнетательной скважины; 
Р
1
(r,t)
– текущее давление
в ВП; r – координата; 
t
– время.
Во время первого полуцикла выполняется соотношение [21]. 
н
Р
t
r
Р
Р


)
,
(
1
0
(9.1) 
Скорость перетока из ВП в НП определяется
)
)
,
(
(
2
0
1
2
P
t
r
P
V



для t<=t
2
(9.2) 
)
2
(
3
0
1
2
1
)
)
,
(
(
2
t
t
e
P
t
r
P
V






для t>t
2
, (9.3) 
где 
2
2
2
2
12

h
t

– время достижения кровли пласта; 
2

– коэффициент пьезо-
проводности НП.
Для каждого фиксированного r скорость перетока
 V
изменяется сначала 
по (9.2), затем при достижении верхней границы пласта h
2
выполняется со-
отношение (9.3) и скорость перетока затухает. Параметры 
λ
1 
, λ
2
– характе-
ристики НП. 
2
2
2
1
h



в
h
k
h



2
2
2
2
2
2


(9.4) 
где 
2

– коэффициент гидропроводности НП; 
к
2
– проницаемость НП;
в

– 
динамическая вязкость воды. Здесь не учитываются изменения пористости 
от давления и скорости перетока от насыщенностей.
В течение первого полуцикла в низкопроницаемой части пласта будет 
увеличиваться водонасыщенность и убывать нефтенасыщенность. Во вто-
ром полуцикле давление в высокопроницаемой части пласта падает, нефть 
из НП будет вытесняться водой в ВП. Объем вытесняемой нефти будет 
меньше чем объем вторгнувшейся в НП воды. В последующих циклах объ-
ем нефти, поступающей из НП в ВП, будет уменьшаться. При циклическом 
заводнении каждая из добывающих и нагнетательных скважин работает
в режиме периодического изменения давления (отбора, расхода). Для обес-
печения более равномерной нагрузки на оборудование залежь следует раз-
бить на отдельные блоки со смещением полупериодов закачки и отбора.