СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК E21B43/18 

Изобретение относится к разработке газоконденсатных месторождений и может быть использовано для повышения продуктивности скважин при их освоении и последующей эксплуатации.

Известны способы разработки газоконденсатных залежей, заключающиеся в том, что бурят эксплуатационные и нагнетательные скважины, перфорируют их на уровне продуктивного пласта, осваивают эксплуатационные скважины путем проведения комплекса работ по вызову притока пластового флюида, исследуют их на газоконденсатность и добывают газоконденсатную смесь, применяя различные методы воздействия на пласт через нагнетательные скважины (закачка вытесняющих агентов с целью продвижения пластовой газоконденсатной смеси через поровое пространство горных пород-коллекторов нефти и газа к эксплуатационным скважинам и поддержания при этом пластового давления выше давления начала ее конденсации) [1], [2].

Наиболее близким к предлагаемому является способ, состоящий во вскрытии пласта бурением и перфорацией добывающих и нагнетательных скважин, закачке в пласт через нагнетательные скважины вытесняющего агента с целью продвижения пластового флюида по поровому пространству породы-коллектора и поддержания пластового давления, добыче газоконденсатной смеси через эксплуатационные скважины [3].

Однако в процессе разработки месторождения в призабойной зоне эксплуатационных скважин неизбежно образуется воронка депрессии давления, обусловленная фильтрационным сопротивлением породы-коллектора нефти и газа. Снижение давления в насыщенной газоконденсатной системе, движущейся к забою эксплуатационных скважин, приводит к выпадению конденсата, возникновению двухфазного течения газоконденсатной смеси и резкому сокращению продуктивности скважин, особенно при низкой проницаемости коллектора.

Цель изобретения - повышение продуктивности добывающих газоконденсатных скважин путем исключения двухфазного движения газоконденсатной смеси в призабойной зоне добывающей скважины за счет снижения давления начала конденсации.

Цель достигается тем, что в процессе эксплуатации добывающей скважины в призабойной зоне поддерживают повышенную концентрацию углеводородов "пентаны+высшие" и осуществляют добычу газоконденсатной смеси. Для поддержания повышенной концентрации углеводородов "пентаны+высшие" в зоне перфорации добывающей скважины устанавливают регулируемый ультрафильтр.

Отличительными признаками способа являются исключение двухфазного движения пластовой газоконденсатной смеси по поровому пространству породы-коллектора к призабойной зоне добывающей скважины несмотря на депрессию (падение) давления, искусственное поддержание повышенной концентрации углеводородов "пентаны+высшие" в призабойной зоне, снижение давления начала конденсации пластовой газоконденсатной смеси. Дополнительное отличие способа состоит в установке в зоне перфорации добывающей скважины регулируемого ультрафильтра, удерживающего углеводороды "пентаны+высшие" из газового потока.

Экспериментальным изучением вновь открытых глубоко залегающих газоконденсатных залежей Бузулукского, Вишневского, Зайкинского, Рождественского и Чаганского месторождений Оренбургской области на импортной установке фазовых равновесий "Альстом Атлантик", оборудованной ячейками рекомбинации и бомбой PVT для имитации жестких пластовых термобарических условий (до 200^оС и 120 МПа), однозначно установлена зависимость давления начала конденсации пластовой углеводородной смеси от содержания в ней углеводородов "пентаны+высшие" (С₅₊), находящихся при стандартных условиях (20^оС; 0,101325 МПа) в жидком состоянии.

На чертеже представлена экспериментальная зависимость давления однофазного состояния пластовых углеводородных систем (МПа) от содержания в них углеводородов С₅₊ (мас.%) при пластовой температуре 80^оС.

Правая часть кривой, проходящая через экспериментальные точки 1-5, является кривой давлений насыщения (P_S) пластовых углеводородных смесей, соответствующих по составу нефтяным системам и содержащих убывающие концентрации углеводородов С₅₊ (соответственно 90, 80, 70, 60 и 50 мас.%). Левая часть кривой, проходящая через экспериментальные точки 6-9, является кривой давлений начала конденсации (Р_нк) пластовых углеводородных смесей, соответствующих по составу газоконденсатным системам и содержащих убывающие концентрации углеводородов С₅₊ (соответственно 40, 35, 30 и 25 мас.%). При давлениях выше давления насыщения P_S (область выше кривой 1-5) пластовые углеводородные системы представляют собой однофазную жидкую фазу с растворенными в ней газовыми компонентами, а при давлении выше давления начала конденсации Р_нк (область выше кривой 6-9) углеводородные смеси представляют собой газофазную систему, в которой растворены и жидкие при стандартных условиях углеводороды С₅₊. При снижении давления до Р_нк (точки росы) эти углеводороды конденсируются и выпадают из однофазной газоконденсатной системы. Таким образом, депрессия давления, неизбежно возникающая в призабойной зоне пласта при эксплуатации газоконденсатных скважин, приводит к выпадению конденсата и появлению жидкой фазы в микропористой среде породы-коллектора, что вызывает резкий скачок фильтрационного сопротивления этой среды и снижение продуктивности скважины. При освоении низкопроницаемых коллекторов, характеризующихся высокой водонасыщенностью, многофазная фильтрация в пласте системы газ-конденсат-вода наступает уже при небольших депрессиях на пласт (4-5 МПа), причем при проницаемости коллектора ниже 10^-3 мкм² выпадение конденсата в пласте может снизить производительность скважины до 50% [4] . Выявленная зависимость Р_нк пластовой газоконденсатной смеси от концентрации в ней углеводородов С₅₊ позволяет снизить давление начала конденсации системы путем ее обогащения этими углеводородами и тем самым исключить выпадение конденсата в результате депрессии давления в призабойной зоне пласта. Из хода кривой видно, что при увеличении концентрации углеводородов С₅₊ в газоконденсатной системе, например от 25 (точка 9) жо 40 мас.% (точка 6), давление начала конденсации понижается от 30,5 до 21,5 МПа, т.е. на 9 МПа. Такое фазовое поведение пластовых газоконденсатных систем, когда увеличение концентрации углеводородов С₅₊ в сравнении с начальным содержанием приводит к снижению Р_нк, характерно для целого ряда вновь открытых глубоко залегающих месторождений типа Карачаганак, находящихся в околокритическом состоянии и содержащих свыше 15-20 мас.% углеводородов С₅₊. Повышенная концентрация углеводородов С₅₊ в призабойной зоне газоконденсатного пласта может поддерживаться периодической их закачкой в остановленную скважину, а при непрерывной ее работе - путем установки в зоне перфорации регулируемого ультрафильтра, пропускающего преимущественно газовые компоненты и удерживающего углеводороды С₅₊. В качестве фильтрующих элементов в ультрафильтрах служат полупроницаемые мембраны из органических полимеров (нитроцеллюлозы, желатины, полистирола и других синтетических материалов), которые для придания большей прочности в условиях фильтрации под давлением наносят на твердую пористую поверхность [5]. Для установки в зоне перфорации скважины рекомендуется ультрафильтр, выполненный в виде пустотелого цилиндра с высаженными концами, имеющими конусные резьбы по типу бурильных труб. Заданная форма фильтра достигается, например, путем навивки на специальные оправки арматуры из высокопрочных стекловолокнистых материалов, предварительно пропитанных полимеризующимися соединениями.

Способ реализуется следующим образом.

На газоконденсатный пласт бурят добывающие и нагнетательные скважины, перфорируют их на уровне продуктивного пласта, осваивают добывающие скважины путем проведения комплекса работ по вызову притока пластового флюида, исследуют их на газоконденсатность при различных режимах работы. После очистки забоя от скважинной жидкости и суспендированных в ней примесей утяжелителя, шлама и песка в зоне перфорации скважины устанавливают регулируемый ультрафильтр, способный удерживать из пластовой газоконденсатной смеси на молекулярном уровне преимущественно углеводороды С₅₊ и таким образом поддерживать их повышенную концентрацию в призабойной зоне пласта. Работу фильтра регулируют так, чтобы после создания необходимой концентрации углеводородов С₅₊ в призабойной зоне пласта он беспрепятственно пропускал пластовую газоконденсатную смесь через крупные отверстия, открывающиеся механически. По составу продукции газоконденсатной скважины (устанавливаемому балансированием результатов хроматографического анализа газа промысловой сепарации, газов лабораторной дегазации-дебутанизации, а также дебутанизированного конденсата) контролируют постепенное повышение концентрации углеводородов С₅₊, сопровождающееся снижением давления начала конденсации пластовой газоконденсатной смеси на 5-10 МПа. Величину снижения давления начала конденсации в призабойной зоне пласта и допустимой депрессии давления при эксплуатации скважины оптимизируют путем предварительных исследований газоконденсатной системы в бомбе PVT. Снижением давления начала конденсации пластовой газоконденсатной смеси в призабойной зоне пласта исключают ее двухфазное движение и повышает продуктивность добывающих скважин.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Газоконденсатный пласт Д_IV Вишневского месторождения Оренбургской области всрывают бурением скважины N 706, перфорируют ее на глубине 4204-4218 м, осваивают и исследуют на газоконденсатность, отбирая при этом сепараторные пробы газа и насыщенного конденсата для рекомбинации газоконденсатной системы в бомбе PVT при пластовых термобарических условиях (90^оС, 48,3 МПа). Устанавливают давление начала конденсации пластовой системы (42,5 МПа) и его экспериментальную зависимость от концентрации углеводородов С₅₊: при увеличении исходной концентрации С₅₊ от 21,9 до 35 мас.% давление начала конденсации в бомбе PVT понижается от 42,5 до 35 МПа, т.е. на 7,5 МПа. С целью снижения на ту же величину давления начала конденсации пластовой смеси в призабойной зоне реального пласта после очистки забоя скважины в зоне ее перфорации устанавливают регулируемый ультрафильтр, удерживающий углеводороды С₅₊ из газового потока, и, доведя содержание этих углеводородов в призабойной зоне до 35 мас.%, продолжают дальнейшую эксплуатацию скважины с применением известных методов поддержания пластового давления через нагнетательные скважины. За счет достигнутого снижения Р_нк пластовой смеси до 35 МПа депрессию давления в призабойной зоне скважины увеличивают до 13,3 МПа (48,3-35,0), что приводит к увеличению продуктивности скважины при полном исключении двухфазного движения пластовой газоконденсатной смеси.

Сущность изобретения: в призабойной зоне добывающей скважины в процессе эксплуатации поддерживают повышенную концентрацию углеводородов "пентаны + высшие". В зоне перфорации добывающей скважины устанавливают регулируемый ультрафильтр. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ, включающий закачку вытесняющего агента через нагнетательную скважину и добычу газоконденсатной смеси через добывающую скважину, отличающийся тем, что, с целью повышения продуктивности добывающих скважин путем исключения двухфазного движения газоконденсатной смеси в призабойной зоне добывающей скважины за счет снижения давления начала конденсации, в процессе эксплуатации в призабойной зоне поддерживают повышенную по сравнению с первоначальной концентрацию углеводородов "пентаны+высшие" и осуществляют добычу газоконденсатной смеси. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в зоне перфорации добывающей скважины устанавливают регулируемый ультрафильтр.