СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ГАЗОВЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Советский патент 1995 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке газовых и газоконденсатных месторождений с газовым режимом эксплуатации залежей при одновременной добыче растворенного газа из приконтурных к этим залежам одновозрастных водогазонасыщенных пластов.

Известен способ добычи водорастворенного газа из пластовых вод как самостоятельного объекта. При этом способе пластовая вода в больших объемах извлекается на поверхность с последующей ее дегазацией (1). Способ нерентабельный, капиталоемкий и связан с нерешенностью проблемы утилизации больших объемов высокоминерализованных вод, не исключена возможность нанесения серьезного ущерба природной среде.

Известны также способы добычи водорастворенного газа из пластовой воды, в одном случае путем создания гидродинамической сообщаемости между водоносным пластом, насыщенным газом, и вышележащим газонасыщенным пластом с последующей транспортировкой из него газа (2), в другом случае путем извлечения водорастворенного газа из водоносных пластов за счет создания гидродинамической сообщаемости водонасыщеных пластов дроблением пород при помощи взрывов (3). Недостатком способов являются большие затраты на создание гидродинамической сообщаемости водогазонасыщенных пластов, значительная опасность применяемых взрывов пород, которые могут провоцировать сейсмическую активность с вытекающими отрицательными последствиями для окружающей среды и недр. Кроме того, эти способы не позволяют учитывать долю объемов извлекаемых водорастворенных газов в общем объеме добычи газа, так как не обоснованы условия технологических процессов, при которых возможно выделение водорастворенного газа в свободное состояние.

В качестве прототипа принят способ разработки газовых и газоконденсатных месторождений, включающий изменение газонасыщенности водоносных пластов и возможность выделения свободной газовой фазы (4). Суть способа состоит в отборе из пьезометрических скважин режимных проб воды и газа и проведении других гидрогеологических исследований по выяснению изменения газонасыщенности в процессе разработки и возможности выделения свободной газовой фазы.

Недостатком способа является то, что он не учитывает целенаправленных технологических приемов воздействия на водогазонасыщенные пласты, способных осуществлять переход водорастворенного газа из зон дренирования в свободное состояние, не обосновывает критериев, при которых возможен переход водорастворенного газа в свободное состояние, не позволяет проводить оценку его объемов, вовлекаемых в активную разработку.

Целью изобретения является повышение газоотдачи за счет поступления в залежь газа из водогазонасыщенных зон.

Для достижения этой цели в известном способе разработки газовых и газоконденсатных месторождений, включающем изменение газонасыщенности водоносных пластов и возможность выделения свободной газовой фазы, согласно изобретению выделяют области залежи с газовым режимом, в законтурных областях замеряют давление газонасыщенности, а в приконтурных к водонасыщенным зонам областях залежи с газовым режимом снижают давление путем форсированного отбора газа до давлению ниже давления газонасыщенности водоносных пластов, при этом объем свободной газовой фазы из дренированных водогазонасыщенных зон определяют путем периодических замеров текущих параметров этих зон и рассчитывают по формуле
ΔV_i= S_ih_im_oГ_ф (1) где Δ V_i текущий объем выделившегося растворенного газа в свободное состояние на дату замера, млн.м³;
S_i,h_i текущие размеры области дренирования водогазонасыщенных пластов по площади и толщине на дату замера соответственно, м³ и м;
m_o открытая пористость коллекторов дренируемой области водогазонасыщенных пластов, доли ед.

Г_ф газовый фактор водогазонасыщенных пластов при значении параметра Р_н, м³/м³ воды;
Р_н, Р_т начальные и текущие средневзвешенные давления газонасыщенности, замеряемые в законтурных областях, МПа.

На фиг. 1 представлена в вертикальном разрезе схематическая модель газовой залежи с расположенными на ней законтурными наблюдательными и эксплуатационными скважинами; на фиг. 1 и 3 схематическая модель соответственно массивной и пластово-сводовой газовой залежи и расположенных на них эксплуатационных и законтурных наблюдательных скважин, план.

Приведенные схемы реализации способа включают газовые залежи 1, законтурные наблюдательные скважины 2, эксплуатационные газовые скважины 3, водогазонасыщенные пласты 4, направление 5 потока водорастворенного газа, контур 6 газоносности, зону 7 формирования отбора газа.

Способ осуществляют следующим образом. Перед началом ввода в разработку газовых залежей 1 в законтурных наблюдательных скважинах 2 замеряют газовые факторы Г_ф и начальные давления насыщения Р_нводорастворенного газа. Проводят также замеры начальных пластовых давлений в эксплуатационных газовых скважинах 3. После ввода залежи 1 в разработку выбирают зоны залежи с газовым режимом эксплуатации, в пределах которых организовывают форсированный отбор газа. Одновременно с этим осуществляют с определенной периодичностью, но не реже одного раза в год, замер в законтурных наблюдательных скважинах 2 и эксплуатационных газовых скважинах 3 текущие давления соответственно газонасыщения Р_т и пластовые Р_пт. Сравнивают между собою замеряемые параметры давления Р_н, Р_т и Р_пт. Полученные соотношения, при которых выполняются условия Р_н>P_т>Р_пт означают процесс перехода растворенного газа из зон дренирования водогазонасыщенных пластов 4 в свободное состояние по направлению 5 к контуру газоносности 6 и далее в образуемые зоны 7 депрессии газовой залежи 1, эксплуатирующейся при газовом режиме. Этот режим в дальнейшем поддерживают на протяжении всего периода эксплуатации залежей с газовым режимом путем соответствующего регулирования отбора объемов газа. В результате этого достигается наибольший радиус дренирования водогазонасыщенных пластов и максимальное извлечение водорастворенного газа без дополнительных капитальных затрат, текущие объемы которого определяют на соответствующие даты замера по указанной выше формуле (1), т.е.

ΔV_i= S_ih_im_oГ_ф
В этой формуле, кроме параметров Р_н, Р_т и Г_ф, определение которых указано выше, входят параметры: открытая пористость m_o, определяемая по керновому материалу, отбираемому при бурении наблюдательных скважин, толщина водогазонасыщенной части h_i, определяемая по данным промысловой геофизики: дренируемая площадь S_i, определяемая по формуле S_i П(R_пр²-R_к²), где R_к расстояние до контура газоносности от газовой скважины (или группы скважин), эксплуатирующей зону газовой залежи с газовым режимом: R_пр приведенный радиус влияния этой же работающей газовой скважины. Он может быть определен по формуле
R2п

_р= εk (2) где ε коэффициент, зависящий от способа задания распределения давления в приведенной области влияния скважины и по методу осреднения может быть принят равным 2,94 (5);
k коэффициент пьезопроводности, рассчитываемый по данным исследования газовых скважин зоны дренирования залежи по известным зависимостям, м²/сут.

Q_доб количество добытого газа из дренируемой залежи за время t, м³;
Q дебит газа скважин, дренируемых залежь в момент времени t, м³/сут.

В расчетной формуле (1) первые четыре параметра S_i, h_i, m_o, Г_фозначают объемы растворенного газа, содержащегося в дренируемой области водогазонасыщенных пластов. Множитель формулы (1) Р_н-Р_т/Р_н представляет собой текущее удельное падение давления газонасыщения водорастворенного газа по мере снижения текущего пластового давления в дренируемой зоне газовой залежи ниже давления газонасыщения водорастворенного газа в приконтурной к газовой залежи водоносного пласта (пластов). Он показывает долевую часть объема водорастворенного газа, перешедшего в свободное состояние в дренируемую зону газовой залежи за соответствующий промежуток времени (от каждого предыдущего замера параметров к каждому последующему замеру). Произведение же всех членов формулы (1) является показателем объемов растворенного газа водогазонасыщенных приконтурных пластов, вовлеченных в активное дренирование и их извлечение газовыми скважинами.

П р и м е р. В разработке находится одно из конкретных месторождений, представленное массивной газоконденсатной залежью с газовым режимом эксплуатации (схематически показано на фиг. 1 и 2). Необходимо оценить текущую долю объемов водорастворенного газа, вовлеченного в активную разработку, и величину объема этого газа, перешедшего в свободное состояние и извлеченного из недр. С этой целью перед вводом залежи 1 в эксплуатацию в законтурных наблюдательных скважинах на водогазонасыщенный пласт 4 замеряют величины параметров газового фактора Г_ф и начальное давление газонасыщения Р_н. В эксплуатационных газовых скважинных 3, расположенных вдоль внутреннего контура 6 газоносности, замеряют первоначальные значения пластовых давлений Р_пл. После этого пускают их в работу в режиме форсированной эксплуатации. По прошествии определенного периода проводят повторный замер текущих параметров: давления газонасыщения Р_т в водонасыщенной законтурной зоне пласта и пластового давления Р_пт в дренируемой газоносной части пласта. При значении Р_н>Р_т>Р_пт устанавливают, что процесс перехода растворенного газа в свободное состояние протекает, и этот режим эксплуатации поддерживают в дальнейшем.

За 33 года эксплуатации указанной газоконденсатной залежи 1 соотношение приведенных выше параметров выдерживалось и продолжает выдерживаться в заданном режиме эксплуатации. За этот период эксплуатации были получены следующие для расчета исходные параметры: Р_н= 24 МПа; Р_т 8 МПа; R_к² 16^.10⁴ м²; R_пр² 87^.10⁷ м² (определен по формуле 2); Q_доб125^.10⁹ м³; Q 3^.10⁶ м³/сут; ε 2,94; k 7100 м²/сут; Г_ф 0,8 м³/м³; m_o0,13; h_i= 200 м. Подставляя полученные исходные данные в расчетную формулу (1), заменим в ней S_i П(R_пр² -R_к²) и R2п

_р= εk , получим
ΔV_i= П (ε·k R2к)h_im_oГ_ф
3,14(87·10⁷- 16·10⁴)200·0,13·0,8· 42·10⁹ м³
Cледовательно, за 33 года эксплуатации залежи из прилегающих к контуру газоносности водогазонасыщенных пластов перешло из растворенного в свободное состояние с последующим извлечением около 42 млрд м³/газа. Таким образом, с использованием разработанного способа представляется возможным вовлекать в активную разработку водогазонасыщенные пласты законтурной области, осуществлять текущий контроль процесса перехода водорастворенного газа в свободное состояние в направлении к зонам дренирования газовой залежи с газовым режимом эксплуатации, извлекать этот газ из недр вместе со свободным газом основной залежи без дополнительных капитальных затрат и проводить оценку доли объема перешедшего из растворенного в свободное состояние газа в общей массе извлеченного газа, прогнозировать реальные запасы растворенного газа водогазонасыщенных пластов приконтурных к газовой залежи зон, которые могут перейти в свободное состояние и извлечены из недр дополнительно к запасам свободного газа газовой залежи.

Использование: в газодобывающей промышленности. Сущность изобретения: вдоль внутриконтурных областей залежей с газовым режимом эксплуатации понижают пластовое давление ниже давления газонасыщения водогазонасыщенных пластов. За счет созданного перепада давлений переводят растворенный газ из зон дренирования водогазонасыщенных пластов в свободное состояние. Его объемы определяют путем периодических замеров текущих параметров дренируемых водогазонасыщенных пластов по зависимости ΔV_i - текущий объем выделившегося растворенного газа в свободное состояние на дату замера, млн млн.м³ S_i, h_i текущие размеры области дренирования водогазонасыщенных пластов по площади S_i толщине h_i на дату замера, соответственно м² и м; m_o открытая пористость коллекторов дренируемой области водогазонасыщенных пластов, доли ед. Г_ф газовый фактор дренируемых водогазонасыщенных пластов при значении параметра P_н, м³/м³ воды; P_н, P_т начальные и текущие средневзвешенные давления газонасыщения дренируемых водогазонасыщенных пластов, замеряемые в законтурных наблюдательных скважинах на дату замера, МПа. 3 ил.

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ГАЗОВЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, включающий изменение газонасыщенности водоносных пластов и возможность выделения свободной газовой фазы, отличающийся тем, что, с целью повышения газоотдачи за счет поступления в залежь газа из водогазонасыщенных зон, выделяют области залежи с газовым режимом, в законтурных областях замеряют давление газонасыщенности и водогазовые факторы, а в приконтурных к водонасыщенным зонам областях залежи с газовым режимом снижают давление путем форсированного отбора газа до давления ниже дваления газонасыщенности водоносных пластов, при этом объем свободной газовой фазы из дренированных водогазонасыщенных зон определяют путем периодических замеров текущих параметров этих зон и рассчитывают по формуле

где ΔV_i текущий объем выделившегося растворенного газа в свободное состояние на дату замера, млн.м³;
S_i, h_i текущие размеры области дренирования водогазонасыщенных пластов по площади и толщине, соответственно м², м;
m_o открытая пористость коллекторов дренируемой области водогазонасыщенных пластов, доли ед.

Г_ф газовый фактор водогазонасыщенных дренируемых пластов при значении параметра P_h, м³/м³ воды;
P_h, P_t начальные и текущие средневзвешенные давления газонасыщенности, замеряемые в законтурных областях водогазонасыщенных зон, МПа.