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

ГЛАВА X

Особенности

проектирования разработки газоконденсатного месторождения

§ 1. Характерные особенности разработки газоконденсатного месторождения

Основные особенности газоконденсатных систем связаны с нетле-образностью фазовой диаграммы, с явлениями обратной конденсации и испарения. Эти особенности приводят к тому, что при снижении давления в газоконденсатной системе ниже давления насыщения начинается выцадение тяжелых углеводородов (конденсата).

Фильтрационные течения газоконденсатных систем в пласте сопровождаются фазовыми переходами. Считается, что эти переходы происходят в условиях локального термодинамического равновесия.

Если давление в газоконденсатном пласте в процессе разработки поддерживается на уровне начального (или давления начала конденсации), то фазовые переходы возникают лишь в зонах пласта, примыкающих к скважинам. В этом случае фильтрация газоконденсатной системы в пласте хорошо описывается дифференциальным уравнением неустановившейся фильтрации реального газа. Это означает, что большинство рассмотренных расчетных методов для газовых месторождений пригодно для определения показателей разработки газоконденсатных месторождений с поддержанием пластового давления. Особенностью газоконденсатного месторождения является наличие двухфазных течений в призабойной зоне пласта. Это приводит к необходимости расчета изменения во времени, например, коэффициентов фильтрационных сопротивлений А т В ъ уравнении притока газа к скважине.

Если газоконденсатное месторождение разрабатывается на истощение, то выпадение конденсата в пласте происходит повсеместно. Однако выпадающий конденсат мало изменяет коэффициент газонасыщенности всего пласта. Следовательно, и при разработке газоконденсатного месторождения на истощение фильтрационные течения могут рассматриваться в рамках однофазных течений, так как выпадающий конденсат неподвижен. Малая конденсатонасыщенность пласта не приводит к изменениям его емкостных и фильтрационных параметров. Двухфазная фильтрация имеет место в призабойной зоне пласта.

Таким образом, решение многих задач (определение пластовых давлений, дебитов, потребного числа скважин и др.), возникающих при проектировании разработки газоконденсатных месторождений,

можно находить в результате исследования однофазных течений. Однако здесь возникают и специфические задачи, для решения которых необходимы иные подходы. Прежде всего это касается расчетных формул и методики интерпретации результатов исследований газоконденсатных скважин при установившихся и неустановившихся режимах фильтрации. Справедливость данного утверждения очевидна, так как в призабойной зоне одновременно фильтруются газообразная и жидкая фазы.

Фильтрационные течения газоконденсатных систем в призабойной зоне пласта аналогичны течениям газированной жидкости. Близкая аналогия позволила ряду исследователей предложить модели фильтрации газоконденсатных систем и вывести основные дифференциальные уравнения. При этом они исходили из рассмотрения фильтрации бинарной системы, оправдавшей себя при исследовании газированной жидкости. Интегрирование соответствующих дифференциальных уравнений позволило получить решение ряда задач установившегося притока газоконденсатных систем к скважине. На основе этих исследований предложены методы интерпретации результатов исследований скважин. Здесь необходимо прежде всего отметить работы 3. М. Ахмедова, А. X. Мирзаджанзаде, М. Т. Абасова, В. Князева и С. Невилла и др. [48, 49, 93]. Подробно результаты исследований названных авторов здесь не рассматриваются, так как они относятся к курсам «Подземная газогидродинамика» и «Технология и техника добычи газа». Кроме того, многие результаты изложены в специальной монографии [49].

Строгое решение задачи обратной закачки газа (сайклинг-процесс) или расчеты по определению изменения состава продукции скважин и общей добычи из месторождения не могут основываться на замене реальной газоконденсатной системы бинарной системой. Поэтому в работах Ю. П. Желтова, А. К. Курбанова, В. Н. Николаевского, М. Д. Розенберга, Г. Ю. Шовкринского [52, 60 и др.] задачи фильтрации газоконденсатных систем рассматриваются в рамках теории фильтрации многокомпонентных систем. Для этого газоконденсатная система заменяется тройной или исследуется как многокомпонентная. В подобной постановке задачи фильтрации газоконденсатных систем оказываются весьма сложными. Имеются отдельные точные решения (С. Н. Бузинов, Б. Е. Сомов). В дальнейшем при определении показателей, например, обратной закачки газа будем пользоваться расчетными схемами и методами М. М аскета [46].

При разработке газоконденсатных месторождений на истощение в пласте выпадает конденсат, который считается потерянным. Отделение же конденсата из текущей продукции скважин производится обычно в установках низкотемпературной сепарации газа (НТС). Ценность конденсата как сырья для химической промышленности выдвигает проблему по возможности максимальной добычи конденсата из пласта и максимального извлечения его в установках НТС. Последнее требование возникает также в связи с необходимостью подачи кондиционного газа в магистральный газопровод.

При решении проблемы максимизации добычи конденсата из пласта возникает необходимость поддерживать пластовое давление в процессе разработки газоконденсатного месторождения. Целесообразность поддержания пластового давления определяется, в частности, сроком окупаемости дополнительных капитальных вложений в систему поддержания давления за счет дополнительной добычи конденсата. Эффективность и целесообразность поддержания пластового давления зависят от содержания конденсата в газе, от общих запасов газа и конденсата, глубины залегания пласта, географического местоположения залежи, стоимости проходки скважин и сооружения объектов по поддержанию давления, извлечению и переработке конденсата и других факторов.

Поддержание пластового давления может осуществляться путем закачки сухого (отбензиненного) газа, или воды. Закачка сухого газа может применяться в условиях, когда имеется возможность консервации запасов газа данного месторождения в течение определенного времени. Возможность закачки воды зависит от наличия дешевых источников воды, приемистости нагнетательных скважин и степени неоднородности пласта по коллекторским свойствам.

Каждый из методов поддержания пластового давления имеет свои преимущества и недостатки.

Наибольшее извлечение конденсата достигается при применении обратной закачки газа в пласт (сайклинг-процесс). Основным же недостатком этого метода поддержания давления является относительно длительная консервация запасов газа. Определенные преимущества в этом отношении имеет частичная закачка сухого газа, когда добыча конденсата производится с одновременной подачей некоторой доли добытого газа потребителю и частичной закачкой остального сухого газа обратно в пласт.

При закачке сухого газа требуются компрессоры высокого давления, что также в ряде случаев может оказаться ограничивающим фактором. При закачке сухого газа образуются целики «жирного» газа, происходит прорыв в эксплуатационные скважины сухого газа по отдельным высокопроницаемым и дренируемым пропласткам. Это, естественно, снижает эффективность процесса закачки сухого газа. Добыча конденсата после прорыва в скважины сухого газа падает во времени (при постоянном отборе газа из месторождения). Для того чтобы при разработке нефтяных месторождений с применением площадного заводнения достигнуть значительного уменьшения обводнения и увеличения нефтеотдачи, изменяют направление вытеснения (Д. Лейтон) путем изменения режимов закачки и отбора, избирательного отключения скважин и т. д. Использование такого метода регулирования разработки при обратной закачке газа также может дать большой эффект в случае, если эксплуатационные и нагнетательные скважины располагать как в вариантах площадного заводнения нефтяных месторождений.

При закачке воды основным ограничением является опасность преждевременного обводнения залежи и скважин вследствие неодно-