Разработка газовых и газоконденсатных месторождений. Режимы работы газовых залежей

1. Разработка газовых и газоконденсатных месторождений

Режимы работы газовых залежей
Тюмень, 2014

2. Источники пластовой энергии

Режимы работы газовых залежей
Источники пластовой энергии
Основными источниками пластовой энергии, под действием которых
газ притекает к забоям скважин, являются
- энергия напора пластовых вод,
- энергия сжатого газа
- энергия упругости сжатых пород и жидкостей.
Газовая залежь представляет собой единое
газодинамическое целое, вне зависимости
от ее размеров. Отбор газа из газовой
залежи приводит к падению давления не
только в газоносной, но и в водоносной
части пласта.
Удельный объем дренирования – это элемент
залежи, из которого осуществляется
дренирование. Объем дренирования
перераспределяется после закрытия
одной скважины.

3.

Режимы работы газовых залежей
Эффективность действия напора пластовых вод
определяется
величиной превышения выходов пласта над устьями скважин,
проницаемостью водонасыщенных отложений.
Запасы энергии сжатого газа в залежи зависят от величины
начального пластового давления. Важную роль в процессе
движения газа в пласте играет энергия упругости
водонапорной системы. Сами упругие изменения породы и
жидкости при снижении давления в пласте, отнесенные к
единице их объема, незначительны.
Но так как объемы водонапорной системы могут быть
огромными, то упругая энергия пород и воды может оказаться
существенным фактором восполнения пластового давления
газовой залежи.
В процессе движения газа в пласте чаще всего действуют
одновременно все три названные источники пластовой энергии.
Однако в зависимости от геологических условий и условий
эксплуатации газовой залежи та или иная энергия может
оказаться основной.

4.

Режимы работы газовых залежей
Определение и виды режимов
Под режимом газовой залежи или режимом работы пласта понимают
проявления доминирующей формы пластовой энергии, вызывающей движение
газа в пласте и обусловливающей приток газа к скважинам в процессе
разработки залежи.
Карта подъёма ГВК
Режим работы залежи зависит от
- геологического строения залежи;
- гидрогеологических условий,
протяженности водонапорной системы;
- физических
коллекторов;
свойств
и
ее
размеров
неоднородности
и
газовых
- темпа отбора газа из залежи;
- используемых методов поддержания пластового давления
(для газоконденсатных месторождений).
4

5.

Режимы работы газовых залежей
В практике разработки газовых месторождений различают
1. Газовый режим
2. Водонапорный режим
Водонапорный режим подразделяется в свою очередь на:
- упругий водонапорный;
- жесткий водонапорный.
При газовом режиме единственной
силой, определяющей движение газа в
пласте, является энергия давления газа.
Этот режим проявляется в том случае, если
отсутствуют пластовые воды или если они не
продвигаются в газовую залежь при
снижении давления в процессе разработки.
Это означает, что объем порового
пространства газовой залежи
(газонасыщенный объем) во времени
разработки практически не меняется
( Í = const).
Только газовый режим проявляется:
-в экранированных залежах
(Ямбургское месторождение,залежи в
массиве глин.)
-в тектонических залежах.

6.

Режимы работы газовых залежей
Водонапорный режим - это смешанный режим, т.к. приток газа к
скважинам происходит как за счет энергии расширяющегося газа,
так и за счет продвижения (как поршня) пластовых вод в пределы
газовой залежи. В этом случае за счет внедрения пластовых вод в
газовую залежь происходит уменьшение газонасыщенного объема
( const).
Н
При отборе одних и тех же количеств газа из залежи Рпл при водонапорном
режиме всегда будет выше, чем при газовом.
Жесткий водонапорный режим связан с наличием активных пластовых вод и
характеризуется тем, что при эксплуатации залежи не только уменьшается объем
газонасыщенной части пласта, но и полностью восстанавливается начальное пластовое
давление - Рпл. Но это встречается очень редко.
Упруго - водонапорный режим имеет место, когда газовая залежь находится в
замкнутом водонапорном бассейне, т.е. у бассейна отсутствует внешняя естественная
"подпитка". При этом режиме вода внедряется в разрабатываемую газовую залежь за
счет расширения пород водоносных горизонтов и самой воды при падении давления в
залежи и в водонапорном бассейне.

7.

Режимы работы газовых залежей
Главным условием проявления обоих видов водонапорного режима
(жесткого и упругого) является хорошая гидродинамическая связь
газонасыщенной части пласта с водоносной частью.
Продвижение воды в газовую залежь и подъем вследствие этого
газоводяного контакта (ГВК) может привести к обводнению
эксплуатационных скважин. Поэтому в эксплуатационных скважинах нижняя
часть эффективной мощности пласта (обычно 10-30 м) не вскрывается
бурением или не перфорируется.
Согласно статистике в большинстве газовые месторождения в
начальный период эксплуатации разрабатываются на газовом режиме.
Проявление водонапорного режима обычно начинается после отбора из
залежи 20-50% запасов газа.

8.

Режимы работы газовых залежей
В отличие от нефтяных залежей по газовым месторождениям коэффициент
газоотдачи значительно выше. Практически он составляет обычно 0,9 - 0,95,
т.к. часть газа оказывается "запечатанной" в результате подъема ГВК. Кроме
того, газовое месторождение никогда не разрабатывается (из-за
нерентабельности) до Рпл = 1 кгс/см2 и часть газа остается в пласте
неизвлеченной.
На практике встречаются месторождения, у которых водонапорный режим
проявляется с момента начала разработки, а ее завершение проходит при
высоком давлении в пласте (но газа уже нет, есть водоносные отложения с
высоким пластовым давлением).
До начала разработки газового месторождения можно высказать только
общие соображения о возможности проявления того или иного режима.
Характер режима устанавливается по данным контроля за разработкой
месторождения. Контроль за продвижением в залежь воды и обводнением
скважин проводится различными способами, но в основном с помощью методов
промысловой геофизики.

9.

Режимы работы газовых залежей
Определение режима работы газовой залежи
До начала разработки газового месторождения можно высказать только
общие соображения о возможности проявления того или иного режима.
Характер режима устанавливается по данным, полученным при
эксплуатации месторождения.
Режим работы залежи можно определять по
уравнению материального баланса
Установление режима производится прямыми методами, а так же на
основе анализов поведения средневзвешенного пластового
давления.
Среднее взвешенное давление по площади находят по формуле ,
Рср.взв.
Рi hi mi
hi mi
где h,m- параметры емкости. Средневзвешенное давление в зоне
отбора определяется по давлениям в добывающих скважинах.

10.

Уравнение материального баланса газовой залежи –
описывает взаимосвязь между изменением Pпл в залежи при отборе газа.
Начальная масса газа в пласте равна сумме текущей (остаточной) массы
газа в пласте и массы извлеченного газа
Мнач.= Мост. + Мдоб.
Выражая массу через объем и плотность, имеем:
н н t t Qдоб ст ,
где н , t - начальная и текущая плотность газа в пластовых условиях;
н t - газонасыщенный объем, начальный и текущий;
Qдоб
- суммарное количество добытого газа, приведенное к стандартным
условиям.
Плотность газа в пластовых условиях определяется по уравнению состояния реального газа
РнТ ст
н cт
Т пл Рат zн
РtТ ст
t cт
Т пл Рат zt

11.

Подставив оба выражения в предыдущее и решив его относительно
Pt/zt, получим выражение для определения текущего
средневзвешенного пластового давления в зависимости от отбора газа
P
t P н Qг Pатм Т пл
z
z
Т ст
газовый режим
P
t P н Qг Pатм Т пл водонапорный режим
z
z
( Qв ) Т ст
P
t , P н приведенное начальное и текущее Pпл
z
z
Qг накопленный отбор газа
коэф. газонасыщенности (отношение объема газа, содержащейся в порах
(пустотах) пласта, к общему объему всех пор (пустот) газоносного пласта в
пластовых условиях).
поровый объем залежи.
Qв - объем вторгшейся воды в залежь.
z
коэф. сверхжимаемости (отношение объемов реального и идеального газов
при одинаковых условиях, т. е. при одних и тех же давлении и температуре).

12.

Графическое определение режима работы газовой залежи
Режим работы газовой залежи определяют графическим построением зависимости
средневзвешенного пластового давления газовой залежи Рпл/Z от суммарного отбора газа
Зависимость пластового давления от отбора газа.
1 - газовый режим.
2-жесткий водонапорный режим;
3,4 и 5 - разновидности водонапорного режима;
Различать газовый и упруговодонапорный
режимы при прямолинейной зависимости
(начальный период) можно лишь в том
случае,
если
есть
дополнительная
информация.
Например, по данным изменения уровня
воды в пьезометрических скважинах; по
результатам
ядерно-геофизических
исследований скважин, вскрывших ГВК
путем прослеживания положения ГВК в
процессе
разработки;
по
данным,
полученным при обводнении и после
гидрохимического
анализа
воды,
добываемой с газом.

13. Вопросы по лекции

1. Источники пластовой энергии
2. Удельный объем дренирования
3. Чем определяется эффективность действия напора пластовых
вод
4. Что понимается под режимом газовой залежи
5. От чего зависит режим работы залежи
6. Виды режимов работы газовой залежи
7. Характеристика газового режима
8. Характеристика водонапорного режима
9. Способы определение режима работы газовой залежи
10. Что описывает уравнение материального баланса
11. Уравнение материального баланса для газового режима
12. Уравнение материального баланса для водонапорного режима