Разработка месторождений газоконденсатного типа (стр. 2 из 15)

1968 1971 1974 1977 1980 1983 1986 1989 1992 1995

Годы

Рис. 1.28. Динамика некоторых технологических показателей при разработке Вуктыльского НГКМ:

/ — накопленная добыча газа, млрд. м³; 2 — то же конденсата, млн. т; 3 — средневзвешенное пластовое давление, МПа. Вертикальной штриховкой обозначен период максимальных годовых отборов конденсата, горизонтальной — газа

Освоение запасов углеводородов такого сложного глубокозалегающего месторождения, как Вуктыльское, с высоким начальным пластовым давлением, значительным содержанием конденсата в пластовой смеси, большим этажом газоносности, низкопроницаемыми трещиноватыми коллекторами потребовало постановки целого ряда новых технико-технологических задач. В проектах ОПЭ и разработки месторождения были обоснованы, а затем, с конца 60-х годов, реализованы на практике следующие решения:

разработка продуктивного пласта большой толщины (до 1500м) одной сеткой скважин;

отбор запасов в зонах повышенной продуктивности скважинами увеличенного диаметра (219 мм);

центральная расстановка скважин;

высокая подвеска лифтовой колонны;

транспорт нестабильного конденсата в однофазном состоянии на большие расстояния до перерабатывающего завода.

В условиях карбонатных коллекторов большой толщины были отработаны двухэтапная солянокислотная обработка скважин; .методы их вскрытия, освоения и глушения.

Разработка газоконденсатных залежей, приуроченных к низкопроницаемым коллекторам (на Вуктыле средняя проницаемость около 10¹⁴м²), — одна из наиболее сложных газопромысловых проблем. Особенно острой она становится после вступления месторождения в завершающую стадию эксплуатации, когда энергетические возможности пласта в основном уже исчерпаны.

Несмотря на все принятые меры, включая использование перечисленных выше прогрессивных технико-технологических решений, к концу разработки Вуктыльского месторождения на режиме истощения в недрах этого объекта добычи газа и газового конденсата остаточные запасы газа составят несколько десятков миллиардов кубометров (порядка 10 % от начальных запасов), жидких углеводородов — около 100 млн. т (порядка 70% начальных запасов).

Известно, что в условиях низкопроницаемых коллекторов иногда невозможно отобрать с достаточной полнотой не только жидкие углеводороды, но и газ из-за резкого снижения фазовых проницаемостей при выпадении ретроградного конденсата в призабойных зонах скважины. Именно это обстоятельство побудило специалистов отказаться от разработки на режиме истощения месторождения Нокс-Бромайд: лабораторные исследования показали, что такой режим позволит отобрать лишь небольшую часть от запасов не только конденсата, но и газа (газоотдача не превысит 13%).

С целью изучения особенностей отбора газоконденсатной смеси из пласта, характеризующегося низкими коллекторскими свойствами, автором совместно с сотрудниками была реализована специальная исследовательская программа.

Предпринятые широкомасштабные экспериментальные исследования процесса испарения выпавшего конденсата при реализации режима истощения газоконденсатной системы в диапазоне давлений от р = р₁ > р_нк до р = р₂ = 1 МПа впервые позволяют подвергнуть анализу результаты опытов, в которых процесс проводился до состояния глубокого истощения системы, причем проницаемости физических моделей пласта существенно различались. Использовали две модели длиной 1,002м, диаметром 0,387м и с одинаковой пористостью — 24,8 %. В одних случаях модели пласта содержали связанную воду, в других были сухими (по воде)

Эксперименты проводились применительно к условиям последнего этапа завершающей стадии разработки Вуктыльского НГКМ (Т_пл=62 ⁰С = const). Были сформулированы следующие исследовательские задачи.

1. Определение области давлений максимальной конденсации (то есть начала процесса нормального испарения) компонентов пластовой углеводородной смеси путем моделирования режима разработки залежи на истощение с использованием модельной газоконденсатной системы (ГКС), физических моделей пласта и сосуда PVT-соотношений. Решение этой задачи необходимо для определения диапазона пластовых давлений, при которых можно ожидать проявления эффекта нормального испарения ГКС в условиях Вуктыльского НГКМ.

2. Исследование процесса нормального испарения выпавшего конденсата в пористых средах с различными проницаемостью и водонасыщенностью. Решение этой задачи необходимо для оценки зависимости интенсивности испарения компонентов выпавшего конденсата от таких параметров пласта-коллектора, как проницаемость и водонасыщенность, что существенно при доразработке истощенной газоконденсатной залежи.

Таблица 2

Эксперименты по испарению выпавшего конденсата

Номер эксперимента	Номер модели пласта	Проницаемость, 10-15м2	Водонасыщен-ность, %
2 2а 3 За 36 4 4а	Бомба PVT КД-2-3 КД-6-7 КД-2-3 КД-6-7 КД-2-3 КД-6-7	64 9,1 64 9,1 64 9,1	0 0 10 30 30 10

В качестве модели пластовой ГКС использованы во всех случаях многокомпонентные смеси алкановых углеводородов, близкие по своим физико-химическим свойствам к пластовой смеси исходного (до начала разработки) состава Вуктыльского НГКМ, имеющей следующие характеристики: содержание С₁ - 79,1; С₂ - 8,8; С₃ - 3,9; С₄ - 1,8; С₅₊ - 6,4,% (молярная доля); молекулярная масса С₅₊ приблизительно 115 г/моль; кон-денсатогазовый фактор около 330 г/м³; давление начала конденсации около 25 МПа; давление максимальной конденсации 6 ± 1 МПа.

Изучение процессов фильтрации модельной ГКС на режиме истощения, а также создание водонасыщенности физических моделей пласта проводились по разработанной во ВНИИГАЗе методике с использованием соответствующей экспериментальной установки [5].

Результаты исследований обрабатывали с помощью ЭВМ и специально разработанной программы расчетов всех рассматриваемых при моделировании параметров.

Для удобного (в рамках данной работы) анализа результатов исследований выполненные эксперименты сгруппировали в следующие серии (см. табл. 1.18):

исследование влияния проницаемости "сухой" (без связанной воды) пористой среды на компонентоотдачу (эксперименты 2, 2а, 3);

то же для пористой среды, содержащей 10 % от объема пор связанной воды (опыты За, 4а);

то же для пористой среды, содержащей 30 % от объема пор связанной воды (эксперименты 4, 3b).

Рассмотрим особенности углеводородоотдачи истощаемого газокон-денсатного пласта, пористая среда которого является "сухой", то есть не содержит связанную воду. Данный случай имеет не только теоретическое, но и практическое значение, поскольку содержание связанной воды во многих газоконденсатных залежах весьма незначительно (единицы процентов объема пор). Целесообразность проведения экспериментов без связанной воды, обусловлена также необходимостью оценить влияние пористой среды на массообменные процессы при сравнении результатов с данными, полученными на бомбе PVT.

На рис.2—7 представлены отдельные результаты сравнения динамики состава продукции истощаемого пласта и некоторых параметров добываемой смеси для моделей пласта с различной проницаемостью (сосуд PVT-соотношений можно условно рассматривать как образец пористой среды с весьма высокой проницаемостью, например, 10^-10—10^-11м²). Из сравнения графиков следует, что с уменьшением проницаемости от 10^-10 — 10^-11 м² (эксперимент №2) до 64.10^-15м² (№ 2а) и далее до 9,1-10^-15 м2 (№3) происходит снижение давления максимальной конденсации компонентов пластовой смеси. Особенно это проявилось у низкомолекулярных компонентов.

Для исследования типичных, но сравнительно "легких" газоконденсатных смесей (молекулярная масса фракции С₅₊ в смеси исходного состава равна 115 г/моль) наблюдается интенсивный рост содержания в продукции компонентов С₂₊ после снижения пластового давления ниже давления максимальной конденсации, причем вне зависимости от испарения конденсатогазовый фактор продукции после снижения давления ниже давления максимальной конденсации вновь возрастает (рис. 4), достигая вдвое больших, чем при давлении максимальной конденсации, значений к концу отбора пластовой смеси (p=1 МПа). КГФ растет за счет компонентов С₅ и С₇; декан (С₁₀) практически не испаряется. При этом молекулярная масса фракции С₅+ почти монотонно снижается во всей области давлений, от p_рнк до р =1 МПа (рис. 5).

C_2-4 % (Молярная доля)

Рис.2.

Зависимость содержания фракции С_2-4 в равновесной газовой фазе от «пластового» давления:

1 – сосуд PVT-соотношений; пористая среда без связной воды с проницаемостью:

2 – 64·10^-15 м²