Режимы работы газовых залежей
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. На газовых месторождениях в основном проявляются газовый и водонапорный режимы.
Режим существенно влияет на разработку залежи и, наряду с другими факторами, определяет основные условия эксплуатации, к которым, например, относятся темп падения давления и дебитов газа, обводнение скважин и т.п.
Режим работы залежи зависит от геологического строения залежи; гидрогеологических условий, ее размеров и протяженности водонапорной системы; (физических свойств и неоднородности газовых коллекторов; темпа отбора газа из залежи; используемых методов поддержания пластового давления (для газоконденсатных месторождений).
Газовый режим (режим расширяющегося газа). При газовом режиме газонасыщенность пористой среды в процессе разработки не меняется, основным источником энергии, способствующим движению газа в системе пласт – газопровод, является давление, создаваемое расширяющимся газом. На глубокозалегающих газовых месторождениях незначительное влияние может оказать упругость газоносного коллектора. Этот режим проявляется в том случае, если отсутствуют пластовые воды или если они практически не продвигаются в газовую залежь при снижении давления в процессе разработки.
Водонапорный режим. Основной источник пластовой энергии при этом режиме работы газовой залежи – напор краевых (подошвенных) вод. Водонапорный режим подразделяется на упругий и жесткий.
Упругий режим связан с упругими силами воды и породы. Жесткий режим газовой залежи связан с наличием активных пластовых вод и характеризуется тем, что при эксплуатации в газовую залежь поступают подошвенные или краевые воды, в результате чего не только уменьшается объем пласта, занятого газом, но и полностью восстанавливается пластовое давление.
На практике месторождения, как правило, разрабатываются при газоводонапорном (упруговодонапорном) режиме. В этом случае газ в пласте продвигается в результате его расширения и действия напора воды. Причем количество воды, внедряющейся за счет расширения газа, значительно меньше того количества, которое необходимо для полного восстановления давления. Главным условием продвижения воды в залежь является связь ее газовой части с водоносной. Продвижение воды может привести к обводнению скважин. Это следует учитывать при расположении скважин по площади и при проектировании глубины забоя новых добывающих скважин.
При упруговодонапорном режиме вода внедряется в разрабатываемую газовую залежь за счет падения давления в системе и связанного с этим расширения пород пласта, а также самой воды.
Газовые залежи с водонапорным режимом, в которых полностью восстанавливается давление при эксплуатации, встречаются довольно редко. Обычно при водонапорном режиме давление восстанавливается частично, т.е. пластовое давление при эксплуатации понижается, но темп понижения более медленный, чем при газовом режиме.
В большинстве своем газовые месторождения в начальный период разрабатываются по газовому режиму. Проявление водонапорного режима обычно замечается не сразу, а после отбора из залежи 20–50 % запасов газа. На практике встречаются также исключения из этого правила, например для мелких газовых месторождений водонапорный режим может проявляться практически сразу после начала эксплуатации.
При эксплуатации газоконденсатных месторождений с целью получения наибольшего количества конденсата путем закачки в пласт сухого газа или воды иногда создают искусственный газонапорный или водонапорный режим.
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.
ВОПРОСЫ
текущего контроля по курсу
«ФИЗИКА ПЛАСТА»
Тема 1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД —
КОЛЛЕКТОРОВ НЕФТИ И ГАЗА
1. Какие факторы необходимы при формировании залежи?
2. Что такое пластовое давление?
3. Что такое коллектор нефти и газа?
4. Основные группы горных пород.
5. Какие породы являются коллекторами нефти и газа?
6. Разделение осадочных пород по происхождению (генезису).
7. Типы коллекторов.
8. Гранулометрический состав горных пород.
9. Методы определения гранулометрического состава.
10. Какими функциями описывается гранулометрический состав пород?
11. В чем заключается метод седиментации?
12. Пористость первичная и вторичная.
13. Что такое физическая или абсолютная пористость?
14. Что такое эффективная или полезная пористость?
15. На какие группы делятся пласты по размерам поровых каналов?
16. В каких единицах измеряется пористость?
17. Что такое фиктивный грунт?
18. Как определяется пористость фиктивного грунта?
19. Что такое удельная поверхность пород?
20. Что такое проницаемость коллектора?
21. Абсолютна проницаемость?
22. Фазовая или эффективная проницаемость?
23. Относительная проницаемость.
24. Закон Дарси.
25. Определение коэффициента проницаемости.
26. Физический смысл коэффициента проницаемости.
27. Единицы измерения коэффициента проницаемости.
28. Проницаемость при фильтрации газов.
29. Проницаемость при радиальной фильтрации.
30. Закон Пуазейля.
31. Зависимость проницаемости от пористости.
32. Водонасыщенность коллекторов.
33. Понятие остаточной воды.
34. Нефте- и газонасыщенность.
35. Зависимости проницаемости от насыщенности коллекторов.
36. Влияние водонасыщенности на проницаемость для нефти.
37. Влияние водонасыщенности на проницаемость для газа.
38. Влияние типов коллекторов на проницаемость.
39. Связь проницаемостей отдельных фаз с их насыщенностями.
40. Возможность совместной фильтрации нефти, газа и воды.
41. Карбонатность горных пород.
42. Методы определения карбонатности горных пород.
43. Механические свойства горных пород.
44. Основные факторы, определяющие физико-механические свойства породы.
45. Что такое горное давление?
46. Что такое нормальное напряжение?
47. Закон Гука.
48. Коэффициент объемной упругости (сжимаемости) среды, его размерность.
49. Тепловые свойства горных пород.
50. Удельная теплоёмкость.
51. Коэффициент температуропроводности.
52. Коэффициент теплопроводности.
53. Коэффициентами линейного и объёмного теплового расширения.
54. Анизотропия тепловых свойств коллектора.
55. Влияние водо- нефте- газонасыщенности, а также характеристик коллекторов на их тепловые свойства.
56. Что такое геологическая неоднородность коллекторов?
57. Макроненоднородность коллектора.
58. Микроненоднородность коллектора.
59. Детерминированные модели пласта.
60. Вероятностно-статистические модели пласта.
61. Модель однородного пласта.
62. Модели зонально- и слоисто-неоднородных пластов.
63. Модель пласта с двойной пористостью.
Тема 2. УГЛЕВОДОРОДНОЕ СОДЕРЖИМОЕ КОЛЛЕКТОРОВ.
НЕФТЬ И ГАЗ; ИХ СОСТАВ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1. Физическое состояние нефти и газа при различных условиях в залежи.
2. Виды залежей углеводородов.
3. Особенности газоконденсатных месторождений.
4. Углеводородный состав нефтей.
5. Парафины.
6. Кислородные соединения нефти.
7. Сернистые соединения нефти.
8. Асфальто-смолистые вещества.
9. Классификация нефтей.
10. Физические свойства нефти (перечислить).
11. Плотность пластовой и товарной нефти.
12. Вязкость нефти.
13. Закон Ньютона.
14. Определение динамической вязкости.
15. Влияние на вязкость состояния нефти в пласте.
16. Структурно-механические свойства аномально-вязких нефтей.
17. Закон Генри.
18. Растворимость газов в нефти.
19. Газовый фактор.
20. Контактное (одноступенчатое, однократное стандартное) разгазирование.
21. Дифференциальное (ступенчатое, многократное) разгазирование.
22. Давление насыщения нефти газом.
23. Влияние различных параметров в залежи на давление насыщения.
24. Сжимаемость нефти.
25. Объемный коэффициент нефти.
26. Усадка нефти.
27. Состав природных газов.
28. В каких долях определяют количественное распределение компонентов в природном газе?
29. Закон Авогадро.
30. Сухие и жирные газы.
31. Правило аддитивности.
32. Закон Дальтона.
33. Закон Амага.
34. Уравнение состояния идеального газа.
35. Уравнения состояния природных газов.
36. Коэффициент сверхсжимаемости.
37. Критическая температура.
38. Критическое давление.
39. Упругость насыщенных паров.
40. Приведенные параметры газов.
41. Принцип соответственных состояний для углеводородных газов.
42. Коэффициент сверхсжимаемости природных газов с учетом неуглеводородных компонентов.
43. Плотность газов.
44. Относительная плотность газов.
45. Вязкость газов.
46. Отличие понятия вязкости для газов от вязкости жидкостей.
47. Влияние состояния природных газов на их вязкость.
48. Упругость насыщенных паров.
49. Константа равновесия.
Тема 3. ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СИСТЕМ
1. Фазовые превращения однокомпонентных систем.
2. Кривая точек конденсации.
3. Кривая точек парообразования.
4. Критическая точка.
5. Фазовая диаграмма индивидуальных углеводородов.
6. Фазовые превращения двух- и многокомпонентных систем.
7. Критические точки углеводородных смесей.
8. Поведение бинарных и многокомпонентных систем в критической области.
9. Процессы ретроградного испарения и конденсации.
10. Понятие крикондентерма и криконденбара.
11. Давление максимальной конденсации.
12. Особенности эксплуатации газоконденсатных месторождений.
Тема 4. ПЛАСТОВЫЕ ВОДЫ И ИХ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
1. Виды пластовых вод.
2. Состояние остаточной воды в нефтяном и газовом пластах.
3. Состояние переходных зон нефть – вода, нефть – газ и вода – газ.
4. Минерализация пластовых вод.
5. Типы пластовых вод.
6. Жесткость пластовых вод.
7. Физические свойства пластовых вод (плотность, вязкость, коэффициент сжимаемости, объемный коэффициент).
Тема 4. МОЛЕКУЛЯРНО-ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА
СИСТЕМЫ НЕФТЬ – ГАЗ – ВОДА – ПОРОДА
1. Молекулярные взаимодействия в веществах.
2. Растворимость и нерастворимость жидкостей.
3. Поверхность натяжения.
4. Зависимость поверхностного натяжения пластовых жидкостей от давления и температуры.
5. Смачивание и краевой угол.
6. Полярность веществ.
7. Адгезия и теплота смачивания.
Тема 5. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ
НЕФТЕИЗВЛЕЧЕНИЯ
1. Источники и характеристики пластовой энергии.
2. Упругий режим работы залежи.
3. Замкнуто-упругий режим.
4. Упруговодонапорный режим.
5. Водонапорный режим.
6. Режим растворенного газа.
7. Газонапорный режим (упругий и жесткий).
8. Гравитационный режим.
9. Смешанные режимы.
10. Режимы работы газовых залежей