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

в результате научно-исследовательских работ третьего этапа в развитии теории разработки газовых месторождений были достигнуты значительные успехи. Созданы газодинамические методы расчета изменения во времени потребного числа газовых скважин, пластовых, забойных и устьевых давлений, приближенные методы расчета продвижения контурных или подошвенных вод при разработке месторождений в условиях водонапорного режима.

Вместо господствовавшего ранее режима постоянного процента отбора, считавшегося единственно рациональным технологическим режимом эксплуатации газовых скважин, обоснованы и внедрены в практику проектирования новые технологические режимы. К их числу относятся режимы поддержания постоянного максимального допустимого градиента давления на забое скважины или постоянной депрессии при недостаточной устойчивости коллекторов, режим предельного безводного дебита газовых скважхш при наличии подошвенной воды.

Исследования фильтрации газа к несовершенным скважинам в условиях нарушения закона Дарси привели к созданию и повсеместному внедрению новой методики обработки и интерпретации результатов исследования газовых скважин. Появились методы исследования скважин при нестационарных режимах фильтрации газа.

В результате выполнения ряда проектов разработки газовых месторождений накопился значительный опыт комплексного применения методов геологии, геофизики, подземной газогидродинамики и отраслевой экономики. На основе геолого-геофизических исследований устанавливается геологическое строение газовой залежи, составляется представление о пластовой водонапорной системе, возможном режиме газовой залежи. По данным испытания скважин определяются параметры пласта. При помощи газогидродинамических расчетов производится количественная оценка продвижения воды при разработке газовой залежи и определяется падение с течением времени пластового давления.

В результате газогидродинамических расчетов определяется изменение во времени необходимого числа скважин для выполнения плана добычи газа, устанавливается продолжительность периодов бескомпрессорной и компрессорной эксплуатации и по укрупненным показателям определяются объемы капиталовложений, себестоимость добычи газа, показатель рентабельности, производительность труда и т. д. На основе анализа технико-экономических показателей различных вариантов разработки выбирается наилучший из них.

В лачале шестидесятых годов теория проектирования и разработки место -рождений природных газов вступает в четвертый этап своего развития. Особенностью этого этапа является комплексное применение в практике проектирования, анализа и определения перспектив разработки газовых и газоконденсатных месторождений методов геологии, геофизики, в том числе ядерной геофизики, подземной гаэогидродинамики, техники и технологии добычи газа; появляется стремление к использованию возможностей современных быстродействующих электронных вычислительных и аналоговых машин. При этом главной задачей является нахождение при помощи ЭВМ такого варианта разработки газового (газоконденсатного) месторождения и обустройства промысла, который отличался бы оптимальными техникО-экономическими показателями.

Характерной особенностью ранних этапов развития теоретических основ разработки газовых месторождений является поиск аналитических решений задач подземной газогидродинамики. Нахождение аналитических решений всегда наталкивалось на большие математические трудности, обусловленные сложным геологическим строением месторождений и нелинейностью дифференциальных уравнений неустановившейся фильтрации газов. В связи с этим полученные аналитические решения лишь приближенно отражали реальную действительность. Приближенность этих решений определяется, с одной стороны, использованием приближенных математических методов и приемов решения соответствующих дифференциальных уравнений, а с другой стороны - тем, что определяющие граничные условия, сложные реальные геолого-промысловые условия коренным образом упрощались путем схематизации. Схематизации нодвергались неоднородность пласта, геометрия фильтрационных потоков и т. д. Полученные аналитические решения относились преимущественно к плоскора-

диальной и прямолинейно-параллельной фильтрации газа в однородных пластах. Все это не могло не приводить к существенным различиям между фактическими и запроектированными показателями разработки месторождений.

Современная электронная вычислительная и аналоговая техника создает возможность на качественно новой основе решать задачи проектирования рациональной разработки месторождений и обустройства промыслов. Современные ЭВМ и аналоговые машины позволяют учитывать на стадиях проектирования и анализа разработки месторождений природных газов многообразие природных факторов. Это в свою очередь существенно повышает достоверность получаемых решений геологических, газогидродинамических и технико-экономических задач.

При рассмотрении вопросов, связанных с проектированием, анализом и регулированием разработки месторождений природных газов, приходится исследовать на ЭВМ или аналоговых машинах большое число вариантов. Здесь может оказаться эффективным применение методов математической теории эксперимента. В результате существенно сокращается число исследуекшх вариантов.

Для эффективного использования ЭВМ при проектировании разработки месторождений природных газов создаются алгоритмы и серии стандартных программ. Одна стандартная программа, например, предназначается для нахождения оптимального варианта разработки месторождений в условиях газового режима, другая - для проектирования разработки месторождений в условиях водонапорного режима. При этом учитываются неоднородность пласта по кол-лекторским свойствам, реальные конфигурации залежи и водонапорного бассейна, расположение скважин, их дебиты и т. д. Специальные программы создаются для проектирования разработки газоконденсатных месторождений с поддержанием давления и на истощение. Построение алгоритмов и создание указанных щ)Ограмм для ЭВМ, а также для целей АСУ является важнейшей задачей в области проектирования и разработки месторождений природных газов. То, что уже сделано в этом отношении, можно рассматривать как первый шаг на пути эффективного использования современных ЭВМ.

Заметим, однако, что сказанное не означает полного отказа от аналитических методов исследования. Ведь главное - этополучение не какого-нибудь, а именно самого изящного, самого простого решения. Более того, наиболее эффективное использование математики ожидается от процесса взаимопроникновения аналитической и «машинной» математики. Кроме того, нужно иметь в виду следующее обстоятельство. На разных этапах разведки и разработки месторождения, а следовательно, при разной степени его изученности приходится располагать различным объемом исходной информации. Степень достоверности этой информации может быть различной. Это в значительной степени предопределяет и возможность применения тех или иных методов расчета. При ограниченном объеме информации и недостаточной ее достоверности использование точных методов, в частностичисленных методов и ЭВМ, может оказаться нецелесообразным. Следует всегда помнить, что число верных знаков в решении прежде всего определяется числом верных знаков в исходных данных.

Здесь мы не рассматриваем результатов конкретных исследований, полученных на четвертом этапе. Эти результаты рассматриваются в последующих главах.

ГЛАВА II 1 Общие представления о процессах,

происходящих в залежах газа при их разработке. Основные уравнения

§ 1. Газовая залежь как единое целое. Понятие об удельных объемах дренирования

На начальных этапах развития теории разработки нефтяных и газовых месторождений существовало представление об ограниченном радиусе действия (влияния) скважин. Из концепции ограниченного радиуса дренирования вытекало, в частности, что газовые скважины необходимо располагать на расстоянии друг от друга, не превышающем двойного радиуса действия скважин, во избежание оставления части газа неизвлеченной. К настоящему времени накоплен обширный промысловый материал, свидетельствующий о несостоятельности этого положения Если не касаться вопросов о темпах и сроках разработки, о возможных значениях коэффициентов нефте-или газоотдачи, то можно утверждать, что теоретически любое нефтяное или газовое месторождение может быть разработано даже одной скважиной, не говоря уже о системе скважин.

На рис. 1 приведена структурная карта Султангуловского месторождения. На этом месторождении летом 1948 г. по предложению Б. Б. Лапука для исследования особенностей перераспределения пластового давления были остановлены все эксплуатационные скважины. До закрытия скважин было замерено статическое давление на устьях всех эксплуатационных скважин. Затем устьевое давление регулярно замерялось через определенные промежутки времени. Результаты этих измерений представлены на рис. 2. Здесь по оси ординат отложена величина абсолютного давления на устьях простаивающих скважин, по оси абсцисс - расстояние от разведочной СКВ. 32к до соответствзш)щих эксплуатационных скважин.

Пониженное давление в центральной зоне определялось тем, что здесь эксплуатировались наиболее продуктивные скважины: 39, 40, 41 и 43. Повышенные отборы газа из центральной зоны обусловили неравномерность распределения пластового давления но площади газоносности. Закрытие скважин привело к перераспределению пластового давления. Газ из периферийных участков стал притекать

Применительно к фильтрации неньютоновских нефтей понятие о радиусе влияния скважины имеет реальное значение (В. Н. Щелкачев, О. Н. Харин, В. Д. Полянин).