Результаты статистического анализа данных разработки ГКМ России и некоторых других стран СНГ, а также экспериментальные данные изуче­ния поведения рекомбинированных проб пластовых газоконденсатных смесей с использованием сосудов PVT-соотношений позволили специалис­там ВНИИГАЗа в свое время предложить обобщенную зависимость сред­них потерь стабильного конденсата (С5+) в пласте от потенциального со­держания конденсата в газе начального состава. Однако этой зависимости не всегда соответствуют газоконденсатные смеси, в которых значительно содержание неуглеводородных компонентов и (или) фракции С2 —С4, или, напротив, содержание последней ниже "среднего". Во ВНИИГАЗе автором с сотрудниками исследована зависимость растворимости углеводородов С5+ в газе от содержания в смеси фракций С2 —С4. Установлено, что давление начала конденсации смеси в большой степени зависит от содержания в смеси промежуточных углеводородов: чем их больше, тем при меньшем давлении начинается переход системы в двухфазное состояние. Таким об­разом, компоненты С2, С3, С4 способствуют смещению равновесия в газо-конденсатной смеси в сторону газовой фазы. Отсюда становится понятным механизм влияния промежуточных углеводородов на конденсатоотдачу пла­ста при прочих равных условиях.

В процессе экспериментальных и аналитических исследований по про­блеме повышения конденсатоотдачи пласта на завершающей стадии разра­ботки ГКМ ВНИИГАЗом были предложены методы воздействия на газо-конденсатный пласт путем нагнетания газообразных агентов, обогащенных промежуточными углеводородами [48, 49, 53, 45]. Сущность воздействия за­ключается в значительном смещении фазового равновесия в пластовой двухфазной системе в сторону жидкой фазы, что позволяет вовлечь в раз­работку запасы ретроградного углеводородного конденсата.

Дальнейшие исследования ВНИИГАЗа показали, что во многих случаях весьма технологичными являются методы воздействия на газоконденсатный пласт, основанные на принудительном смещении равновесия в сторону га­зовой фазы. Эти методы позволяют как повышать на 10 — 20 % продук­тивность добывающих скважин, так и извлекать не менее 10—15 % ретро­градного углеводородного конденсата, относимого при обычной разработ­ке месторождений на режиме истощения к неизвлекаемым потерям. Физи­ческое и математическое моделирование свидетельствовало о возможности (учитывая роль промежуточных углеводородов в массообменных процес­сах) установления оптимальной области пластовых давлений в ходе отбора запасов углеводородов на режиме истощения, когда следует осуществлять нагнетание газообразного агента для более эффективного извлечения рет­роградного конденсата путем его испарения.

В развитие изложенных идей и на базе накопленного опыта изучения роли промежуточных углеводородов в конденсатоотдаче пласта было осу­ществлено физическое моделирование процессов разработки ГКМ, пласто­вая смесь которых содержит разное количество этан-пропан-бутановой фракции. Все исследования можно разделить на два этапа. На первом из них были проведены два эксперимента по истощению гипотетической мо­дельной ГКС в сосуде PVT-соотношений. В первом опыте система, состав и основные параметры которой приведены в табл. 1.23, содержала проме­жуточные компоненты С3, С4. Во втором опыте данные углеводороды в ис­ходной ГКС отсутствовали, их долю в составе смеси восполнили метаном (табл. 3). Истощение ГКС как в первом, так и во втором случае прово­дилось от давления рпл = 25 МПа при температуре 80 °С, что вполне типично для среднестатистического состояния газоконденсатного объекта. Ограничение максимального темпа падения пластового давления в опытах обеспечивало равновесный межфазный массообмен.

Результаты экспериментов наглядно демонстрируют роль промежуточ­ных углеводородов в удерживании компонентов С5+ в газовой фазе на на­чальной стадии отбора пластовой ГКС .

Однако дальнейшее снижение давления приводит к тому, что уже при рш = 14 МПа происходит инверсия зависимостей. Более значительное на­копление ретроградных углеводородов С5+ в начале истощения во втором эксперименте обеспечило больший потенциал для их последующего пере­хода в газовую фазу при вступлении системы в область прямого испаре­ния, причем данное явление нашло свое проявление не только в количест­венном отношении, но и в качественном.

Следует иметь в виду возможное влияние ретроградного конденсата в жидкой фазе ГКС как на величину рмк, так и на интенсивность прямого перехода жидких компонентов в газовую фазу. Безусловную роль в рассма­триваемых явлениях играют также качественные характеристики фракции С5+, отличающейся намеренно упрощенным составом и невысокой молеку­лярной массой, и фракции промежуточных углеводородов, не имеющей в своем составе этана.

Рассматриваемые экспериментальные данные были соотнесены с ре­зультатами соответствующих термодинамических расчетов (рис. 1.36), поз­воливших дополнительно продемонстрировать роль пропан-бутановой фракции в межфазных массообменных процессах при истощении ГКС. Для расчетов было взято три варианта состава исходной ГКС (табл. ), первые два из которых полностью аналогичны уже приводившимся мо­дельным системам (см. табл. ).

Из рис. 1.36 видно, что потери конденсата на начальной стадии отбо­ра пластовой смеси при "недостаточном" содержании компонентов С3 —С4 в исходной ГКС возрастают пропорционально площади между кривыми, соответствующими '"менее благоприятным" и "более благоприятным" с точ­ки зрения присутствия С3 —С4 условиям эксперимента. Рассмотрение гра­фических зависимостей, построенных на основании аналитических расче­тов, позволило выявить более четкую, по сравнению с экспериментальными данными, зависимость рнк фракции С5+от величины пластового давле­ния. Следует отметить достаточно хорошее совпадение экспериментальных результатов с расчетными данными.

Таким образом, исследования ВНИИГАЗа показали, что для повыше­ния конденсатоотдачи пласта при разработке газоконденсатных месторож­дений возможно использование сайклинг-процесса не только в его "класси­ческих" вариантах. Предложенные новые варианты частичного поддержа­ния пластового давления с учетом состава пластовой смеси предусматрива­ют нагнетание газа на той стадии истощения объекта, когда природное ко­личество этан-пропан-бутановой фракции в смеси обеспечивает повышен­ное содержание конденсата (фракции С5+) в равновесной газовой фазе. Ес­ли природного количества С2 —С4 недостаточно, возможно до нагнетания сухого газа создание в истощенном пласте оторочки из газа, обогащенного этими компонентами. По существу, речь идет об оптимизации частичного сайклинг-процесса. На такой способ разработки газоконденсатных место­рождений автором и группой специалистов получен патент [45].

 Поддержание давления путем нагнетания воды

Одним из возможных способов повышения эффективности разработки га­зоконденсатных месторождений могло бы быть заводнение продуктивных пластов по аналогии с нефтяными и газовыми залежами. Однако примени­тельно к газоконденсатным залежам этот способ воздействия далеко не универсален и требует специального рассмотрения с учетом особенностей конкретного продуктивного пласта.

Одной из наиболее важных геолого-промысловых характеристик зале­жи является глубина ее залегания. Для газоконденсатных и нефтегазоконденсатных залежей она варьирует от менее 1000 до 6000 м и более. При не­больших отступлениях обычно выдерживается прямая зависимость началь­ного пластового давления, начального содержания конденсата в газе и об­ратная зависимость пористости, а также проницаемости от глубины залегания продуктивных отложений. Серьезной проблемой является эксплуата­ция скважин на месторождении при наличии в их продукции значительно­го количества свободной жидкости (углеводородного конденсата, нефти, воды). Особенно усугубляется эта проблема при больших глубинах залега­ния объекта разработки, поскольку отечественные газоконденсатные и нефтегазоконденсатные месторождения эксплуатируются, за редким ис­ключением, на режиме использования только естественной энергии пласта и на определенной стадии отбора запасов углеводородов снизившееся за­бойное давление не обеспечивает вынос жидкости на поверхность, дебит скважины падает, и в конце концов скважина может остановиться.

Таким образом, поддержание пластового давления при разработке ме­сторождения является средством не только повышения углеводородоотдачи пласта, но и сохранения работоспособности добывающих скважин.

Примеры различных, достаточно широко применяемых за рубежом вариантов поддержания давления в залежи нагнетанием газа были рассмот­рены выше (в предыдущем разделе).

Закачка воды в продуктивные газоконденсатные и нефтегазоконден­сатные пласты также может в конкретных случаях явиться приемлемым способом повышения эффективности разработки объекта. Однако отме­ченные выше особенности глубокозалегающих продуктивных пластов и скважин обычно ограничивают возможности искусственного заводнения. Иногда препятствием для данного метода воздействия может явиться резкая неоднородность и трещиноватость пород, поскольку лабораторные экспе­рименты указывают на быстрые прорывы воды в этом случае к добываю­щей скважине. Тем не менее предложены варианты технологий разработки газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений, позволяющие достаточно успешно применять заводнение в условиях конкретных объек­тов.

Ниже излагаются результаты некоторых теоретических, эксперимен­тальных и промысловых исследований по проблеме повышения эффектив­ности разработки газоконденсатных и нефтегазоконденсатных залежей и поддержания работоспособности добывающих скважин путем воздействия на залежь нагнетанием воды или путем регулирования отборов пластовых флюидов.

В.Н. Мартос проанализировал результаты использования заводнения при разработке ряда отечественных и зарубежных нефтегазовых и нефте­газоконденсатных месторождений [10, 26]. В отличие от газоконденсатных месторождений, при этом важна последовательность отбора запасов угле­водородов, изначально представленных не только газовой фазой в пласто­вых условиях, но и жидкой. Если запасы жидких углеводородов (нефти) до­статочно велики, то иногда именно эти углеводороды представляют основ­ной объект эксплуатации.

В промышленных масштабах впервые в России на Бахметьевском ме­сторождении было применено барьерное заводнение в 60-е годы. Нефтега­зовая залежь Б1 тульского горизонта приурочена к брахиантиклинальной складке с пологим восточным (1,5 — 2°) и крутым западным (до 40°) крылья­ми. Продуктивный пласт залегает на глубинах 1000—1100 м. В разрезе на­считывается до шести слоев мелко- и среднезернистых, неравномерно кон­солидированных песчаников, различающихся переменной толщиной. Эти слои расчленены глинами и алевролитами. Наиболее выдержаны по площа­ди три верхних слоя, причем два из них изолированы от остальной толщи глинистым пропластком толщиной от 1 до 6 м. Соответственно в продук­тивном интервале выделяют верхнюю пачку Б}, включающую два первых песчаных слоя, и нижнюю Б,2, объединяющую остальные.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7