ЛЕКЦИЯ 4. РЕЖИМЫ И МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС ГАЗОВЫХ ЗАЛЕЖЕЙ

9. Источники пластовой энергии

Основными источниками пластовой энергии, под действием которых газ притекает к забоям скважин, являются энергия напора пластовых вод, энергия сжатого газа и энергия упругости сжатых пород и жидкостей. Установлено, что газовый пласт по всей площади представляет единую гидравлически связанную систему. Поэтому эксплуатация скважин влияет не только на газовую залежь, но и на подстилающую ее водонапорную область вплоть до границ пласта. 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.

10. Режимы газовых залежей

Под режимом газовой залежи (режимом работы пласта) понимается проявление доминирующей формы пластовой энергии, вызывающей движение газа в пласте и обуславливающей приток газа к скважинам в процессе разработки залежи.

Режим работы залежи зависит от:

- геологического строения залежи;

- гидрогеологических условий, протяженности водонапорной системы;

- физических свойств газовых коллекторов;

- темпа отбора газа из залежи;

- методов поддержания Р_пл(газоконденсатные месторождения).

В практике разработки газовых месторождений различают:

- газовый режим (режим расширяющегося газа)

- водонапорный режим

Водонапорный режим подразделяется в свою очередь на:

- упругий водонапорный;

- жесткий водонапорный.

При газовом режиме или режиме расширяющегося газа 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 (газо-насыщенный объем) во времени разработки практически не меняется ( = const). 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).

При отборе одних и тех же количеств газа из залежи Р_пл 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 - Р_пл. 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. 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.

В отличие от нефтяных залежей по газовым месторождениям коэффициент газоотдачи значительно выше. Теоретически КТО может быть равен единице. 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 Р_пл = 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.

Режим работы газовой залежи определяют графическим построением зависимости средневзвешенного пластового давления газовой залежи Р_пл/Z от суммарного отбора газа (рис. 3).

Рис. 3. Зависимость пластового давления от отбора газа. 1-жесткий водонапорный режим; 2, 2а, 3 и 5 - разновидности водонапорного режима; 4 - газовый режим.

Влияние коэффициента z. Если z не учитывать, то можно получить ложное представление о водонапорном режиме, когда фактически имеется чисто газовый режим. Это видно на рис. 4

Рис. 4. Влияние коэффициента сверхсжимаемости на зависимость давления в залежи от отбора газа.

1 - зависимость om Q , 2 - зависимость P om Q

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒