Реферат: Разработка месторождений газоконденсатного типа

Af_c , г/моль

115

105

о 1 • 2 Д 3

95

85

25

15

р,Мпя

Сайклинг-процесс

Увеличение коэффициента конденсатоотдачи, а нередко и газоотдачи при разработке газоконденсатных месторождений может быть достигнуто пу­тем возврата в пласт в течение определенного периода времени добытого газа, из которого предварительно извлечены компоненты С₂₊ или С₃₊ . Та­кой режим разработки, обеспечивающий отбор пластового газа с началь­ным высоким или слабо уменьшающимся содержанием конденсата (благодаря поддержанию давления) получил название сайклинг-процесса. Впервые применять его начали в конце 30-х годов, в годы второй мировой войны, когда резко возросла потребность в жидких углеводородах как сы­рье для производства моторных топлив, а потребность в углеводородном газе, напротив, несколько уменьшилась. В 1944 г. в США функционировали 37 установок для осуществления сайклинг-процесса при общем количестве разрабатываемых газоконденсатных месторождений 224. Обратная закачка «отбензиненного» газа применялась в тот период времени не только в США, но и в Канаде и ряде других газодобывающих стран, причем даже на таких газоконденсатных месторождениях, начальное содержание кон­денсата в газе которых составляло всего 150—180 г/м³ . По окончании вой­ны вследствие заметного изменения структуры потребления углеводородов и соответствующей динамики цен на жидкие и газообразные углеводороды объемы обратно нагнетаемого в пласт газа резко снизились. Удовлетвори­тельные технико-экономические показатели при реализации сайклинг-процесса стали получать только на ГКМ с начальным содержанием кон­денсата в газе не ниже 250 — 300 г/м³ . Основной упор делался на реализа­цию вариантов частичного сайклинг-процесса, когда объем возвращаемого в пласт газа меньше объема газа, отбираемого из пласта. Одновременно значительно возросла доля нагнетаемых в пласт неуглеводородных газов. В целом, однако, количество объектов, на которых применялся сайклинг-процесс, очень сильно уменьшилось. Тем не менее часть газоконденсатных месторождений США, Канады, некоторых других стран разрабатывались и продолжают разрабатываться в режиме обратного нагнетания газа. Накоп­ленный опыт применения сайклинг-процесса в различных условиях и на месторождениях с разными геолого-промысловыми характеристиками по­требовал более глубокого обоснования каждого проекта разработки, пре­дусматривавшего возврат в пласт газа. Стала очевидной необходимость тщательного изучения характера неоднородности пласта — потенциального объекта нагнетания сухого газа. С другой стороны, исследования ВНИИ-ГАЗа доказали, что, во-первых, частичный сайклинг-процесс при низких пластовых давлениях может по своим показателям не уступать процессу при высоких, близких к начальному, давлениях, а во-вторых, можно по­высить эффективность процесса, если учитывать состав пластовой смеси. Речь идет о целесообразности использования влияния промежуточных уг­леводородов (этан-пропан-бутановой фракции) на испаряемость ретроград­ного конденсата в газовую фазу в послепрорывный период. При этом бы­ло показано, что испарение ретроградного конденсата — весьма длитель-нцй процесс, и в течение многих лет после прорыва закачанного газа воз-моЦно получать из скважин продукцию с высоким промышленным содер­жанием конденсата.

В связи с тем, что в рыночных условиях при колебаниях спроса на газ и жидкие углеводороды повышается вероятность реализации на россий- ских газоконденсатных месторождениях сайклинг-процесса, мировой опыт его применения представляет большой интерес [10, 26, 44].

Ниже анализируются результаты осуществления сайклинг-процесса зарубежом, а также результаты единственного, практически реализованного в странах СНГ сайклинг-процесса на Новотроицком ГКМ (Украина).

Опыт проектирования разработки крупнейшего газоконденсатного месторождения Канады Кэибоб чрезвычайно интересен в смысле комплек­сного решения проблемы использования полезных ископаемых с учетом требований по охране недр и окружающей среды.

Газоконденсатное месторождение Кэибоб, открытое в сентябре 1961 г., расположено в провинции Альберта, в 300 км к северо-западу от г. Эдмонтона. Продуктивные отложения, сложенные в основном пористы­ми доломитами, приурочены к рифогенному массиву верхнего отдела сви­ты Свои Хиллс, образующему вытянутую с северо-запада на юго-восток структуру длиной около 60 км и шириной 3,5 — 9 км. Эти отложения ос­ложнены межрифовым каналом значительных размеров, положение кото­рого четко не зафиксировано. Створ канала заполнен плотными известня­ками. По всей площади месторождения, пласты которого регионально по­гружаются в юго-западном направлении с наклоном 1,05 м/км, продуктив­ные отложения подстилаются темными битуминозными карбонатами ниж­него отдела свиты Свои Хиллс средней мощностью 33 м. Наряду с плотны­ми известняками здесь представлены и пористые доломиты. Мощность продуктивного горизонта изменяется в пределах от 0 до 109 м. Покрыш­кой залежи служат плотные битуминозные известняки свиты Беверхилл Лейк. Таким образом, ловушка газа и конденсата на месторождении Кэи­боб образовалась в результате литологического выклинивания и литологи-ческого экранирования в подошве и кровле.

Начальное пластовое давление в газоконденсатной залежи, приве­денное к абсолютной отметке средневесовой плоскости массива 2307 м, составляет 32,4 МПа. Пластовая температура (Т = 114 °С), как и давление, аномально высокая для глубин залегания около 2300 — 2350 м. Запасы пластового газа площади В составляли 93,5 млрд. м³ , в том числе запасы товарного сухого газа — 63,3 млрд. м³ , конденсата (С₅ +) — 40,6 млн. м³ , сжиженных газов (С₃ —С₄ ) — 20,5 млн. м³ , серы — 21,1 млн.т. В целом по месторождению запасы пластового газа были равны 110,6 млрд. м³ , конденсата — 48 млн. м³ .

Газоконденсатная залежь Кэибоб массивная. На западе она ограничена пересечением кровли рифа с ГВК, а на востоке — выклиниванием свиты Свои Хиллс, замещающейся плотными известняками. По данным ис­следования скважин, после вскрытия водонасыщенных отложений выяви­лось постепенное снижение пористости и проницаемости в направлении с северо-востока на юго-запад. Это снижение обусловлено как увеличением доли плотных рифогенных известняков, так и уменьшением пористости доломитовых интервалов. Средние значения пористости и проницаемости водоносной зоны составляют 6 % и 25-10^-15 м² . По данным замеров давления в скважинах, расположенных за пределами ГВК, установили взаи­модействие водоносных зон пласта Д-3 месторождения Пайн-Крик и Беверхилл Лейк месторождения Кэибоб. Отбор 6,72 млрд.м³ газа из залежи Д-3 (Пайн-Крик) обусловил снижение давления на 0,34 МПа.

Расчеты показали, что в Пайн-Крик вторглось 16,54 млн. м³ воды, в том числе 10,32 млн. м³ — из зоны, подстилающей залежь Д-3. Остальная вода поступила из сопредельных водоносных областей, главным образом рифовой зоны Беверхилл Лейк. Это подтверждается снижением давления в залежи (площадь В) на 4,1 МПа.

Продуктивность и приемистость рассчитывались на основании данных по исследованию скважин с использованием известной степенной зависи­мости дебита от разности квадратов пластового и забойного давлений. Ре­зультаты обработки данных исследования применялись для построения карты равной производительности скважин, с помощью которой определя­ли параметр С в уравнении притока для неисследованных скважин. Макси­мально допустимая депрессия устанавливалась, исходя из необходимости предотвращения образования конуса воды, на уровне 0,012 МПа/м в про­дуктивной мощности ниже нижних перфорационных отверстий. Допуска­лось превышение этого значения вплоть до 0,023 МПа/м.

Газоконденсатная система месторождения Кэйбоб была недонасыщена высококипящими углеводородами — давление начала конденсации находи­лось на уровне 23,4 МПа. Компонентный состав пластовой смеси приведен в табл. 1.19.

Хотя в интервале снижения давления 32,4—23,4 МПа жидкая фаза в пласте не образуется, дальнейший отбор газоконденсатной смеси сопро­вождается интенсивным выпадением конденсата вплоть до давления макси­мальной конденсации р_{м к} = 8,1— 8,4 МПа. Максимальная доля углеводо-роднасыщенного перового объема, занятая выделившимся стабильным конденсатом, составляет 5,0 %. В соответствии с изотермой текущего кон-денсатосодержания коэффициент извлечения стабильного конденсата при разработке на режиме истощения (р_ист =4,1 МПа) без учета продвижения подошвенной воды составляет 63 — 65 %. Такая сравнительно высокая кон-денсатоотдача обусловлена сильным недонасыщением пластовой смеси, в результате которого около 17 % от запасов конденсата отбирается до нача­ла выпадения его в пласте. Высокая концентрация в пластовой смеси серо­водорода, пропан-бутанов и конденсата определяет сравнительно низкое соотношение между объемами остаточного (сухого) и жирного газов — молярная доля остаточного газа в смеси даже при р_мк не превосходит 0,712.

Физико-химические свойства пластовой смеси

Плотность газа, кг/м³ ............................................................. 1,03

Псевдокритическая температура, К..................................491

Псевдокритическое давление, МПа...................................5,32

Вязкость газа при давлении 32,2 МПа, мПа-с................0,036

Содержание сжиженных газов, см³ /м³ ............................ 219

Содержание конденсата (С₅₊ ), см³ /м³ ............................. 434