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

эксплуатационным, наблюдательным и пьезометрическим скважинам. Задача состоит в том, чтобы на основе получаемого по скважинам ограниченного объема информации составить наиболее полное представление о месторождении в целом и дать прогноз относительно происходящих в нем процессов нри осуществлении различных систем разработки.

Если при решении других технических проблем, касающихся работы различных машин, механизмов, летательных аппаратов ИТ. п., можно испытать многочисленные образцы, постепенно совершенствуя их конструкцию, то при разработке газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений это невозможно. Нельзя на одном и том же пласте применить различные системы разработки, а двух одинаковых пластов в природе нет.

Теория проектирования и разработки месторождений природных газов сложилась и развивается на стыке ряда научных дисциплин - промысловой геологии и геофизики, подземной газогидродинамики, физики пласта, технологии и техники добычи газа и отраслевой экономики. Для анализа процессов, происходящих в газовых и газоконденсатных месторождениях при их разработке, наряду с указанными дисциплинами необходимо знание термодинамики углеводородных смесей, физико-химических особенностей фильтрационных течений, численных методов анализа и т. д. Можно полагать, что в ближайшем будущем роль термодинамики и физико-химии в решении задач рациональной разработки газовых и особенно газоконденсатных месторождений будет возрастать.

Остановимся кратко на роли каждой из указанных дисциплин в теории проектирования и разработки месторождений природного газа.

На основании данных промысловой геологии и геофизики составляются исходные сведения о геологическом строении месторождения и окружающей его пластовой водонапорной системе, о коллекторских свойствах и степени неоднородности пластов, их газонасыщенности, о величине запасов газа и конденсата, о начальных пластовых давлении и температуре и т. д. Основным требованием, предъявляемым к этим дисциплинам теорией проектирования и рациональной разработки месторождений природного газа, является предоставление возможно большей информации о месторождении при высокой степени ее достоверности. Геолого-геофизические сведения о месторождении и пластовой водонапорной системе значительно дополняются результатами проведения комплекса газогидродинамических исследований скважин и пластов. Необходимо со всей основательностью подчеркнуть, что как бы ни были совершенны расчетные методы, точность результатов вычислений не может быть выше точности исходных данных, при которых эти вычисления проводятся.

Велико значение подземной газогидродинамики при проектировании и разработке газовых и газоконденсатных месторождений. К числу задач, решаемых методами подземной газогидродинамики, относятся определение параметров пластов по данным исследований

скважин, расчет продвижения контурных или подошвенных вод, определение потребного числа эксплуатационных (и нагнетательных) скважин и изменения их числа во времени при различных схемах размещения скважин на площади газоносности, нахождение дебитов скважин, пластовых, забойных давлений и температур, определение их изменения во времени и т. д. Получение этих сведений позволяет определить параметры системы обустройства промысла - диаметры шлейфов и коллекторов, параметры схемы подготовки газа к дальнему транспорту и извлечения конденсата, мощность головной компрессорной станции, продолжительность бескомпрессорной и компрессорной эксплуатации и прочие показатели.

Многие из указанных задач весьма сложны в математическом отношении. Успешное решение их часто оказывается возможным лишь конечно-разностными методами с применением быстродействующих электронных вычислительных машин (ЭВМ) и методов электрогидродинамической аналогии. Учет физико-химических и термодинамических процессов, происходящих в системе пласт - скважины - система обустройства - магистральный газопровод, повышает степень достоверности прогнозных расчетов.

Важное значение при проектировании рациональной системы разработки газовых и газоконденсатных месторождений имеет отраслевая экономика. Газогидродинамические и технологические расчеты проводятся для различных вариантов систем разработки месторождения и обустройства промысла. Только на основе сопоставления технико-экономических показателей всех вариантов разработки можно выбрать наилучший с народнохозяйственной точки зрения.

В последние годы для решения технико-экономических задач все больше применяются методы математического программирования с использованием ЭВМ. Эти методы начинают применяться и для нахождения оптимальных систем разработки газовых и газоконденсатных месторождений.

На открытие и разведку газовых и газоконденсатных месторождений затрачиваются большие средства. Запасы природных газов представляют всенародное достояние. Поэтому важное значение имеет полнота извлечения из пласта газа и конденсата. Следовательно, при сопоставлении различных систем разработки месторождения и выборе наиболее рационального варианта должное внимание необходимо обращать на достигаемые величины коэффициентов газоотдачи и конденсатоотдачи.

После составления проекта опытно-промышленной эксплуатации, технологической схемы или проекта разработки начинается разработка месторождения. В процессе разработки месторождения получается новая дополнительная информация о строении месторождения, распределении давления в пласте, продвижении контуров водоносности и др. Обработка этой информации и правильная оценка ее значения невозможны без знания теории разработки месторождений природного газа. Без знания этой теории невозможны анализ процессов, происходящих в пластах, и использование полученной инфор-

мацпи для дальнейшего совершенствования принятой системы разработки, регулирования процесса разработки месторождения и определения ее перспектив.

§ 2. Этапы развития теории проектирования и разработки месторождений природных газов

Развитие теоретических основ проектирования и разработки газовых и газоконденсатных месторождений можно разделить на четыре этапа.

В течение первого этапа, охватывающего дореволюционные годы и первые годы Советской власти, скважины бурили на случайно открытых газовых месторождениях в непосредственной близости от потребителя газа. Бурение последующих скважин проводилось по соседству с предыдущими, без предварительной разведки, в объеме, необходимом для подачи нужного количества газа потребителю. Так разрабатывались открытые в то время небольшие Мельниковское и Мелитопольское газовые месторождения в Ставрополье и месторождение Дагестанские огни.

На смену первому этапу, характеризовавшемуся кустарными методами разработки, пришел второй этап. На этом этапе применялись чисто эмпирические методы разработки газовых месторождений с механическим распространением на них практики разработки нефтяных месторождений, а также методов разработки газовых месторождений США. Наиболее полно и законченно этот второй этап нашел отражение в работе [67]. Исходя из концепции ограниченного радиуса дренирования скважин, И. Н. Стрижов предложил строго равномерное расположение скважин на площади газоносности на расстоянии друг от друга, равном двойному радиусу дренирования. При установлении дебита газовых скважин рекомендовалась эксплуатация их при постоянном «проценте отбора», причем этот процент отбора фетишизировался

И. Н. Стрижов - крупный ученый в области газового и нефтяного дела - обработал огромный материал, характеризующий эксплуатацию большого числа (свыше 70) газовых месторождений США и некоторых других стран. Однако, проведенный И. Н. Стрижовым анализ фактических данных разработки газовых месторождений сводился к чисто статистической их обработке, определению средних величин. Книга И. Н. Стрижова наряду с интересными фактическими данными, ценными и глубокими мыслями содержит и ошибочные положения. Автор ее не учитывал закономерностей фильтрации газа, изложение которых дается в курсах подземной газогидродинамики.

Третий этап характеризуется созданием и внедрением научно обоснованных методов эксплуатации газовых месторождений. Эта работа проводилась в Московском нефтяном институте им. акад. И. М. Губкина. Теоретические (главным образом, газодинамические) основы ее изложены в ряде статей и в книге [38], вышедшей в 1948 г.

На основе полученных результатов наряду с проведением дальнейших теоретических исследований были выполнены и внедрены первые науино обоснованные проекты разработки газовых месторождений треста Куйбышевгаз. Дальнейшее развитие теория разработки газовых месторождений получила в трудах Московского нефтяного института, в исследованиях ВНИИгаза и выполненных им проектах разработки ряда крупных газовых месторождений - Шебелинского, Северо-Ставропольского, Газлинского и др.

1 Под «процентом отбора» понимается отношение в процентах рабочего дебита газовой скважины к дебиту «сполна» открытой скважины, т. е. к дебиту скважины, фонтанирующей в атмосферу. Поддержание постоянного процента отбора отвечает условиям капиталистической системы хозяйства. При частной собственности на землю и ее недра введение режима постоянного процента отбора отвечает интересам владельцев различных участков, расположенных на единой газоносной площади. В условиях социалистической системы хозяйства такое условие отбора нерационально (см. [38]),