Нефтяные воды

НЕФТЯНЫЕ ВОДЫ (воды нефтяных месторождений) — подземные воды, сопровождающие нефть в нефтеносных и газоносных пластах. Они могут вытекать на поверхность земли естественным путём — в виде источников и в виде грязевого раствора грязевых вулканов и могут вскрываться буровыми скважинами на участках нефтяных месторождений. Н. в. тесно связаны с нефтью на всех этапах образования, перемещения и разрушения нефтяных залежей. По своему составу Н. в. чаще всего представляют собой метановые солёные воды с повышенным содержанием иода, брома, аммония, борной кислоты. Вблизи залежей нефти в Н. в. появляются нафтеновые кислоты, а в газе — тяжёлые углеводороды (этан, пропан, бутан и др.). Исследованиями советских учёных (Д. В. Голубятников, В. А. Сулин и др.) установлено, что в нефтяных месторождениях развиты преимущественно 2 типа вод: 1) хлоридно-кальциево-натриевые рассолы с общей минерализацией более 50 г на 1 л (5%), иногда достигающей 250—300 г на 1 л (25—30%). Они представляют собой изменённые древние воды морского происхождения; в результате коллоидно-химич. и микробиологич. процессов, протекавших в восстановительной среде вблизи скоплений нефти, эти Н. в. почти лишены сульфатов, часто содержат сероводород и, в отличие от хлоридно-магниево-натриевых вод морских бассейнов, являются хлоридно-каль-циево-натриевыми; 2) гидрокарбонатно-хлоридно-натриевые или гидрокарбонатно-натриевые бессульфатные воды (щелочные) с общей минерализацией обычно меньшей, чем воды 1-го типа. Разновидностью 2-го типа являются слабо минерализованные тёплые или горячие воды с содержанием сульфатов. Н. в.— обычно напорные воды. По условиям залегания в нефтеносных пластах они подразделяются на: 1) пластовые воды, находящиеся в одном пласте с нефтью, — краевые, или контурные, подошвенные и приконтурные воды, и 2) воды водоносных горизонтов в пределах месторождения, но не заключающих промышленных залежей нефти; по отношению к нефтеносным пластам они могут быть верхними и нижними. Верхние и нижние воды могут попадать в нефтяную скважину и обводнять залежь, проникая по затрубному пространству, вследствие дефектов крепления или повреждения обсадных труб.

В зависимости от гидрогеологич. условий и типа месторождения соотношение Н. в. и нефти бывает различным. Нефтяные залежи лучше сохраняются в закрытых структурах. Залежи вблизи поверхности земли под воздействием инфильтрационных вод атмосферного происхождения подвергаются наиболее быстрому вымыванию и разрушению. Обводнение нефтяного месторождения может происходить в процессе эксплуатации месторождения; по мере извлечения нефти из скважин к ним начинают притекать окружающие контурные воды. Для нефтяных залежей очень вредно обводнение «языками», «конусами» и т. п., образующимися вследствие неравномерного отбора нефти и газа с площади залежи. Вследствие обводнения месторождения иногда не вся нефть извлекается из залежи. Оставшаяся часть нефти извлекается при помощи т. н. вторичных методов добычи нефти посредством специального накачивания в пласт воды под напором и вымывания остаточной нефти (т. н. законтурное заводнение). Искусственное заводнение иногда применяется уже в начальный период разработки с целью равномерного вытеснения нефти к скважинам. В процессе эксплуатации нефтяной залежи очень строго следят за ходом обводнения месторождения и составляют специальные карты, на к-рых показывается перемещение контура нефтеносности. Обычно в месторождениях наблюдается сложное распределение газа, нефти и воды, т. к. выделяющийся газ обгоняет воду, а вода, обладающая меньшей вязкостью, чем нефть, обгоняет последнюю и местами образует т. н. языки и конусы обводнения. Вопросы динамики и разработки основ рациональной эксплуатации нефтяных месторождений рассматриваются в специальном разделе гидравлики. Изменения, происходящие в продуктивном пласте в результате совокупного влияния всех факторов, обусловливающих передвижение нефти к забоям скважин (пластовое давление, физич. свойства нефти и самого пласта, соотношение нефти, газа и воды), называются режимом нефтяного пласта. Различают следующие режимы нефтяных пластов:

1) водонапорный”, характеризующийся вытеснением нефти в буровые скважины под действием напора краевой или подошвенной воды;
2) газонапорпый, в к-ром вытеснение нефти происходит под действием напора сжатого газа, находящегося над нефтью в свободном состоянии в виде «газовой шапки»;
3) режим растворённого газа, при к-ром вследствие снижения давления газ выходит из раствора, создавая условия для вытеснения нефти к скважине;
4) гравитационный, когда нефть движется по пласту под влиянием собственной силы тяжести.

Кроме того, различают ещё упругий режим, к-рый может сопутствовать каждому режиму, причём главное влияние на поведение пласта оказывает объёмная упругость не только газа, но и нефти, воды и самого пласта. Обычно пласты, имеющие связь с областью питания, находятся в условиях водонапорного режима. В пластах, не имеющих такой связи, чаще господствуют режимы растворённого газа и газонапорный. В нек-рых месторождениях могут одновременно существовать разные режимы в различных участках. Иногда в процессе разработки одной и той же залежи наблюдается последовательная смена режимов.

Детальное изучение Н. в. имеет большое научное и практич. значение. Н. в., выходящие на поверхность земли, могут служить показателями скрытых на глубине нефтяных залежей и сами являются источниками получения ценного химич. сырья (иода, брома, соды, радия и др.).

Знание режима Н. в. необходимо для составления правильной схемы заложения эксплуатационных скважин на месторождении. В процессе разведочного бурения и при заложении нефтяных эксплуатационных скважин ведётся тщательный контроль за состоянием Н. в. Большую помощь в выяснении гидрогео-логич. условий оказывают геофизич. методы разведки, в частности кароттаж скважин. В Советском Союзе изучение Н. в. осуществляется в широких масштабах как непосредственно на нефтяных промыслах, так и во многих научно-исследовательских институтах.