Способ добычи водорастворимых газов Советский патент 1992 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке месторождений растворимых газов. - Известен способ разработки месторождений водорастворимых газов, в котором бурят эксплуатационную скважину, производят установку обсадной колонны, фильтров, оборудуют скважину погружными насосами, на поверхности устанавливают сепаратор, рерервуар для хранения добытого газа, производят отбор пластовой жидкости из рласта, выделение растворенной газовой компоненты на поверхности, а дегазированную жидкость сливают в естественные водоемы.

Однако реализация данного способа приводит к экологическому ухудшению состояния окружающей среды в связи с проникновением ,дегазированных мине

рализованных вод в грунтовые или естественные водоемы, происходит высаливание почв и их возможное загрязнение токсическими компонентами (в случае наличия таковых в пластовых водах). Кроме того, при разработке месторождений водорастворимых газов этим способом вследствие отбора пластовой жидкости из пласта происходит уменьшение энергии пласта.

Известен способ добычи водорастворимых газов, который заключается в том, что бурят одну эксплуатационную скважину на глубину залегания продуктивного горизонта и две нагнетательные на меньшую глубину до коллектора, имеющего хорошие фильтра- ционно-емкостные характеристики, производят установку обсадных колонн, установку фильтров или перфорацию колонн, пакеров, насосов, на поверхности - дегазирующего оборудования, резервуара для хранения газа. Осуществляют отбор пластовой жидкости из эксплуатационной скважины, выделение растворенной газовой компоненты в дегазирующем оборудовании, после чего производят закачку дегазированной пластовой жидкости через нагнетательные скважины в коллектор с хорошими фильтрационно-емкостными свойствами.

Однако реализация данного способа приводит к потерям пластового давления в.разрабатываемом пласте из-за отбора пластовой жидкости. В связи с этим возможны необратимые деформации коллектора - уменьшение производительности скважины, известны случаи опускания уровня земной поверхности. Кроме того, при захоронении дегазированной пластовой жидкости в вышележащие горизонты вероятно ее проникновение в коммуникационные водозаборы. Осуществление этого способа возможно только при условии существования в районе разработки коллекторов с хорошими фильт рационными свойствами с полным от- сутствием гидродинамической связи с горизонтами, используемыми для водо- снабжения.

Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет возмож- ности поддержания пластового давления при одновременном сохранении экологического равновесия.

0

5

0

0

5

0

5

Поставленная цель достигается тем, что в скважину закачивают газ, химически инертный по отношению к добываемому газу, под давлением не ниже пластового до его проникновения в пласт, а извлечение, добываемого газа- производят из раствора газов, поступающих из скважины.

Известно, что при растворении смеси газа, растворимость каждого из них определяется erq парциальным давлением и обычно равна растворимости этого газа в чистом состоянии при давлении, равном его парциальному давлению в смеси. Качественно закачка и проникновение в пласт газа иной химической природы, чем добываемый, повлечет за собой выделение добываемого газа из пластовой жидкости и растворение иного газа - химически инертного по отношению к добываемому. При этом производительность скважины определяется глубиной вытеснения пластового флюиДа и интенсивностью процесса массопереноса в пласте. Такой способ разработки позволяет производить добычу растворенного газа без отбора из пласта пластовой жидкости и таким образом максимально сохранить в пласте природное пластовое давление и избежать решения вопроса о месте захоронения отработанной пластовой жидкости. Для проведения приближенной количественной оценки притока растворенной газовой компоненты при диффузионном способе массопереноса в цилиндрическую горную выработку, используем известную аналогию выражений первого закона ика и Дарси. Применив для случая диффузионного массопереноса растворенной компоненты построения, аналогичные построениям решения задачи Дюпюи, а также учтя коэффициент пористости порового пространства - в коэффициенте диффузии, получим аналитическое интегральное выражение, связывающее дебит полезной газовой компоненты из скважины с начальной концентрацией этой компоненты в пластовой воде, характеристиками пласта и заданными технологическими параметрами добычи:

1)

1т, РЈ

In -- Bf

;

(1)

где R - радиус проникновения инертного газа - радиус вытеснеот

ния пластовой жидкости оси выработки) ,

Rg - радиус влияния - расстояние) от оси выработки до внешнего контура, где концентрация полезной газовой компоненты в пластовой жидкости равна ее первоначальной концентрации (до начала разработки,4|

D - коэффициент диффузии в пористой среде

10

и перфорации колонны в интервале кол1 лектора, произведена установка глухого пакера на глубине м, установка резинового пакера 2 на трубках 1 на глубине 3290 м. Резиновый пакер оборудован клапаном Ц, связывающим под- |пакерное и межтрубное пространства. На поверхности установлены сепаратор 3 для разделения газовой смеси, емкость 6 для хранения добытого газа и насос 5 для нагнетания инертного газа. Баланс скорости прокачки инертного газа рассчитывался таким обраМ СЈ.

с

- дебит добываемой компоненты зон, чтобы концентрация полезной

компоненты на устье скважины составляла не менее ее половины от начальной концентрации. Открытие клапана k произвели после образования зоны проникновения азота, равной 100 м. РасГ

из скважины; мощность пласта| начальная концентрация полезной компоненты концентрация этой компоненты в инертном газе (на 4 устье скважины), Ч - коэффициент пористости. Поскольку строгого аналитического выражения для расчета R не существует, допустим правомерность использования гидродинамической аналогии ив этом случае. Учитывая, что радиус проникновения ; радиуса скважины получим:

R R + 575uc4MD (2)

Способ осуществляется следующим образом (фиг.1).

Скважина пробурена на глубину 3500 м, В интервале 3300-3 30 м вскрыт водоносный коллектор, насыщенный растворенным СН (газовый фактор Зм /м)„ Установлено пластовое давление, равное 30 МПа, коэффициент пористости коллектора 0,4, эффективная мощность коллектора 100 м, в качестве инертного газа по отношению ; к СН предложен азот. Коэффициент диффузии D 1,44«.10 м/с.

После проведения обсадных работ, цементации затрубного пространства

20

25

четный приток растворенного газа из скважины составляет 23,5 м /сут,

RЈ - R + 575 ДС-/МЕГ Ю0,1 м;

2ЈЪМЈ(С 2-СО0, - 3,

Q -Т--5-75--- 23,5 м /сутл

In

Формула изобретения Способ добычи водорастворимых га30 зов, включающий бурение эксплуатационной скважины на глубину залегания продуктивного пласта, произведет- ( во обсадных работ, установку фильтров или перфорацию с последующим

35 подъемом смеси добываемого продукта и его сепарацией на поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет возможности поддержания

40 пластового давления при одновременном сохранении экологического рав- . новесия, в скважину закачивают газ, химически инертный по отношению к добываемому газу, под давлением не

45 ниже пластового до его проникновения в пласт, а извлечение добываемого газа производят из раствора газов, поступающих из скважины.

10

и перфорации колонны в интервале кол1 лектора, произведена установка глухого пакера на глубине м, установка резинового пакера 2 на трубках 1 на глубине 3290 м. Резиновый пакер оборудован клапаном Ц, связывающим под- |пакерное и межтрубное пространства. На поверхности установлены сепаратор 3 для разделения газовой смеси, емкость 6 для хранения добытого газа и насос 5 для нагнетания инертного газа. Баланс скорости прокачки инертного газа рассчитывался таким обра20

четный приток растворенного газа из скважины составляет 23,5 м /сут,

RЈ - R + 575 ДС-/МЕГ Ю0,1 м;

2ЈЪМЈ(С 2-СО0, - 3,

Q -Т--5-75--- 23,5 м /сутл

In

Формула изобретения Способ добычи водорастворимых га30 зов, включающий бурение эксплуатационной скважины на глубину залегания продуктивного пласта, произведет- ( во обсадных работ, установку фильтров или перфорацию с последующим

35 подъемом смеси добываемого продукта и его сепарацией на поверхности, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности способа за счет возможности поддержания

40 пластового давления при одновременном сохранении экологического рав- . новесия, в скважину закачивают газ, химически инертный по отношению к добываемому газу, под давлением не

45 ниже пластового до его проникновения в пласт, а извлечение добываемого газа производят из раствора газов, поступающих из скважины.

Изобретение относится к области газодэбывающей пром-ти и позволяет повысить эффективность способа за счет возможности поддержания пластового давления пои одновременном сохранении экологического равновесия. В скважину, пробуренную на глубину залегания продуктивного пласта, закачивают газ, В качестве последнего используют химически инертный газ по отношению к добываемому газу под давлением, которое не ниже пластового. Закачку газа производят до проникновения его в пласт. При этом осуществляются выделение добываемого газа из пластовой жидкости и растворение газа, химически инертного по отношению к добываемому. Извлечение последнего производят из раствора газов, поступающих из скважины на поверхности в сепараторе. 1 ил. .а™. -ч