Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 [ 102 ] 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124

зависит от перепада давления на штуцере. Так как сепарация ведется при постоянном давлении, равном давлению максимальной конденсации, этот перепад будет тем больше, чем больше давление перед штуцером, т. е. чем меньше потери давления в системе пласт-скважина-промысловые газосборные сети.

В процессе разработки месторождения пластовое давление падает. Поэтому для обеспечения нужной температуры сепарации можно применять следующие меры: сменить фонтанные трубы на трубы большего диаметра для снижения потерь давления в стволе скважины; заменить шлейфы шлейфами большего диаметра или проложить параллельные шлейфы; увеличить площадь теплообменных аппаратов для предварительного охлаждения газа. При дальнейшем снижении пластового давления может потребоваться охлаждение газа (на установках искусственного холода) до его подачи в сепаратор. При разных темпах разработки указанные меры можно проводить в разное время.

Целесообразность и время проведения того или иного мероприятия определяются технико-экономическими расчетами и путем сопоставлений. Алгоритм решения задачи предусматривает экономи-ческзш) оценку указанных мероприятий. При этом экономический анализ различных вариантов позволяет установить: трубами какого именно диаметра целесообразно заменить существующие; какого диаметра должны быть проложены параллельные шлейфы или лупинги; какой должна быть площадь теплообменников; какой должна быть мощность установки искусственного холода и т. д. Такие расчеты проводятся по каждому месторождению для рассматриваемого критерия экономической эффективности.

Так как на входе в установки низкотемпературной сепарации (УНТС) давление падает, то для поддержания постоянной температуры сепарации при заданном давлении сепарации необходимо увеличивать площадь теплообменника. Технико-экономические оценки показывают, что в ряде случаев увеличение поверхности теплообмена для теплообменников типа «труба в трубе» свыше 80 м экономически неэффективно. Поэтому после достижения величины площади теплообмена 80 м* для поддержания в дальнейшем заданных температуры и давления сепарации предусматривается проведение следующих технологических мероприятий:

а) замена фонтанных труб трубами большего диаметра;

б) замена шлейфа шлейфом большего диаметра или прокладка параллельного шлейфа того же диаметра (замена фонтанных труб или шлейфов или прокладка параллельного шлейфа производится только один раз);

в) дополнительное охлаждение газа до температуры сепарации при помощи установок искусственного холода;

г) ввод головной компрессорной станции.

Использование подобного алгоритма при рассмотрении перспектив разработки группы газоконденсатных месторождений Краснодарского края потребовало рассчитать несколько тысяч вариантов.

30»

Выполнение такого объема вычислительных работ было возможным лишь при использовании быстродействующих ЭВМ. При этом ЭВМ «отбраковывала» в процессе счета неэффективные варианты, что значительно облегчило последующие обработку и анализ полученной информации [40]. Результаты соответствующих расчетов изложены в работе [40]. Здесь же дается структура и показываются особенности определения потребных капитальных вложений в разработку месторождений и обустройство промыслов и соответствующих величин эксплуатационных расходов.

§ 3. Рациональная разработка группы многопластовых месторождений природного газа

При проектировании разработки группы газовых и газоконденсатных месторождений решается задача оптимального распределения заданного отбора газа из провинции между месторождениями. Методика решения этой задачи рассмотрена в предыдущем параграфе. При этом предполагалось, что каждое месторождение характеризуется одной целевой функцией (зависимостью экономического показателя от возможного отбора газа из месторождения).

Для группы многопластовых месторождений расчет оптимального распределения отбора газа из провинции по отдельным месторождениям и залежам существенно затрудняется, так как залежи многопластового месторождения могут разрабатываться как раздельными, так и едиными сетками скважин; две или более залежи могут иметь единую систему сбора и подготовки газа к дальнему транспорту и т. д.

Рассмотрим последовательность расчетов оптимального распределения отбора газа из провинции по отдельным месторождениям и залежам и нахождения наилучших систем разработки залежей и обустройства промыслов.

Пусть имеется некоторое многопластовое месторождение, представленное четырьмя залежами . Первая (I) и вторая (II) залежи (нумерация сверху вниз) являются чисто газовыми, а третья (III) и четвертая (IV) - газоконденсатными. Залежи имеют следующие запасы газа: I - 50, II - 25, III - 20, IV - 5% от общих запасов месторождения. Суммарные начальные запасы газа месторождения - 400 млрд. м. Начальное пластовое давление в залежах: I - 65, II - 70, III - 110 и IV - ИЗ ктс/см. Другие исходные геолого-промысловые и технико-экономические данные, используемые в расчетах, для краткости не приводятся.

В зависимости от соотношения запасов газа, пластовых давлений, составов газа и других факторов для многопластового месторождения можно рассматривать различные варианты систем разработки отдельных залежей или группы залежей.

В рассматриваемом примере в качестве целевой функции ф принята зависимость капитальных вложений з в разработку эксплуатационных объектов (отдельных залежей или группы залежей, объединенных одной сеткой скважин или общим наземным обустройством) от темпов отбора газа из них

Ф(=Ф(((?г).

Здесь ф/ - капиталовложения в разработку г-го эксплуатационного объекта и в систему обустройства промысла; Qi - возможный отбор газа из i-ro эксплуатационного объекта.

1 Параграф написан совместно с В. Ф. Старшовым.

2 Пример выбран с данными, близкими к месторождению Газли (УзбССР).

3 Выбор критерия рациональности не влияет на сущность методики решения задачи.

На основе принятой характеристики месторождения представляет интерес рассмотреть следующие расчетные варианты.

Вариант I. Все залежи разрабатываются раздельными сетками скважин. Для каждой залежи проектируется своя система обустройства.

В этом варианте для каждой залежи рассчитывается своя целевая функция. Полученные в результате расчетов целевые функции для I, II, III, IV залежей приведены на рис. 92. С использованием метода Лагранжа и полученных целевых функций найдены зависимости отборов газа из отдельных залежей в функции отбора газа из месторождения (рис. 93). В § 1 показано, что данные зависимости позволяют оптимальным образом распределить любой отбор газа из месторождения по отдельным залежам.

Вариант П. Залежи I и II разрабатываются раздельно, а III и IV эксплуатируются единой сеткой скважин. Целесообразность рассмотрения данного

fp, млн. руо. 100 \

<0

20 tO 60

10 ZO 30 40

Рис. 92. Целевые функции для различных вариантов разработки многопластового месторождения (типа Газли):

1,2, 4, S - при раздельных системах разработки и обустройства соответственно IV, III, 1Г и I залежей; 3 - при совместной разработке III и IV залежей; в - при раздельной разработке и совместном наземном обустройстве I и II залежей; 7 - при совместной разработке (после-выравнивания давления) и совместном наземном обустройстве I и II залежей

Рис. 93. Зависимость темпа отбора газа Qi из отдельного эксплуатационного объекта от темпа отбора газа из месторождения в целом при раздельных системах разработки и обустройства всех залежей

J, г, 3, 4 - соответственно для IV, III, II и I залежей

варианта вытекает из того, что IV залежь имеет небольпше запасы газа. Кроме того, пластовые давления в III и IV залежах незначительно отличаются друг от друга. Обе залежи имеют близкие газоконденсатные характеристики.

По второму варианту удается рассчитать три целевые функции. При распределении отбора между эксплуатационными объектами для I и II залежей используются те же целевые функции, что и в первом варианте. Для III и IV залежей определяется единая целевая функция при их совместной разработке (зависимость 3 на рис. 92). Здесь и далее под эксплуатационным объектом понимается залежь или группа залежей, характеризующихся одной целевой функцией..