Особенности проектирования разработки газоконденсатного месторождения.

Лекция 3

I. Характерные особенности разработки газоконденсатного месторождения.

Основные особенности газоконденсатных систем связаны с петлеобразностью фазовой диаграммы, с явлениями обратной конденсации и испарения. Эти особенности приводят к тому, что при снижении давления в газоконденсатной системе ниже давления насыщения начинается выпадение тяжелых углеводородов (конденсата).

Фильтрационные течения газоконденсатных систем в пласте сопровождаются фазовыми переходами. Эти переходы происходят в условиях локального термодинамического равновесия.

Если давление в газоконденсатном пласте в процессе разработки поддерживается на уровне начального Р_нач (или давления начала конденсации), то фазовые переходы возникают лишь в зонах пласта, примыкающих к скважинам. В этом случае фильтрация газоконденсатной системы в пласте хорошо описывается дифференциальным уравнением неустановившейся фильтрации реального газа. Это означает, что большинство рассмотренных расчетных методов для газовых месторождений пригодно для определения показателей разработки газоконденсатных месторождений с поддержанием пластового давления. Особенностью газоконденсатного месторождения является наличие двухфазных течений в призабойной зоне пласта. Это приводит к необходимости расчета изменения во времени, например, коэффициентов фильтрационных сопротивлений А и В в уравнении притока газа к скважине.

Если газоконденсатное месторождение разрабатывается на истощение, то выпадение конденсата в пласте происходит повсеместно. Однако выпадающий конденсат мало изменяет коэффициент газонасыщенности всего пласта. Следовательно, и при разработке газоконденсатного месторождения на истощение фильтрационные течения могут, рассматриваются в рамках однофазных течений, т.к. выпадающий конденсат неподвижен. Малая конденсатонасыщенность пласта не приводит к изменениям его емкостных и фильтрационных параметров. Двухфазная фильтрация имеет место в призабойной зоне пласта.

Таким образом, решением многих задач (определение пластовых давлений (Р_пл), дебитов, потребного числа скважин и др.), возникающих при проектировании разработки газоконденсатных месторождений, можно находить в результате исследование однофазных течений.

Здесь возникают специфические задачи для решения, которых необходимы иные подходы. Прежде всего, это касается расчетных формул и методики интерпретации результатов исследований газоконденсатных скважин при установившихся и неустановившихся режимах фильтрации. Данное утверждение очевидно, так как в призабойной зоне одновременно фильтруются газообразная и жидкая фазы.

Фильтрационные течения газоконденсатных систем в призабойной зоне пласта аналогичны течениям газированной жидкости. Близкая аналогия позволила ряду исследователей предложить модели фильтрации газоконденсатных систем и выявить основные дифференциальные уравнения. При этом они исходили из рассмотрения фильтрации бипарной системы, оправдавшей себя при исследовании газированной жидкости.

Строгое решение задач обратной закачки газа или расчета по определению изменения состава продукции скважин и общей добычи из месторождения не могут основываться на замене реальной газоконденсатной системы бипарной системой.

Поэтому задачи фильтрации газоконденсатных систем рассматриваются в рамках теории фильтрации многокомпонентных систем. (Работа Ю.П. Желтова, А.К. Курбанова, В.Н. Николаевского и др.).

Для этого газоконденсатная система заменяется тройной или исследуется как многокомпонентная.

При определении показателей обратной закачки газа, используются расчетными схемами и методами М. Маскета.

При разработке газоконденсатных месторождений на истощение в пласте выпадает конденсат, который считается потерянным. Отделение же конденсата из текущей продукции скважин производится обычно в установках низкотемпературной сепарации газа (НТС).

Ценность конденсата как сырья для химической промышленности выдвигает проблему по возможности (max) максимальной добычи конденсата из пласта и максимального извлечения его в установках НТС.

Последнее требование возникает так же в связи с необходимостью подачи кондиционного газа в магистральный газопровод.

При решении проблемы max добычи конденсата из пласта возникает необходимость поддержания пластового давления в процессе разработки газоконденсатного месторождения. Целесообразность поддержания пластового давления определяется сроком окупаемости дополнительных капитальных вложений в систему поддержания давления за счет дополнительной добычи конденсата. Эффективность и целесообразность поддержания пластового давления зависят от содержания конденсата в газе, от общих запасов газа и конденсата, глубины залегания пласта, географического местоположения залежи, стоимости проходки скважин и сооружения объектов по поддержанию давления, извлечению и переработке конденсата и других факторов.

Наибольшее извлечение конденсата достигается при применении обратной закачки газа в пласт. Основным недостатком этого метода поддержания давления является относительно длительная консервация запасов газа. Определенные преимущества в этом отношении имеет частичная закачка сухого газа.

При закачке сухого газа требуются компрессоры высокого давления, что также в ряде случаев может оказаться ограничивающим фактором.

При закачке воды основным ограничением является опасность преждевременного обводнения залежи и скважин вследствие неоднородности параметров пласта по площади и мощности.

Кроме того, при закачке воды за фактором вытеснения остается газ при высоком пластовом давлении, что может существенно снизить коэффициенты газо – и конденсатоотдачи пласта.

Закачка воды имеет и ряд преимуществ по сравнению с закачкой сухого газа в пласт. При закачке воды с самого начала разработки месторождения газ подается потребителю. Так как давление поддерживается на определенном уровне (оптимальная величина поддерживаемого давления, как при закачке газа, так и при закачке воды определяются технико-экономическими расчетами), то не требуется (в случае прекращения закачки воды) или оттягивается срок сооружения ДКС (дожимной компрессорной станции). Постоянство поддерживаемого пластового давления обеспечивает также стабильную добычу конденсата и не требует обычно ввода в эксплуатацию установок искусственного холода.

Особенности поведения газоконденсатных систем необходимо учитывать при проектировании систем сбора, транспорта, извлечения конденсата и подготовки газа к дальнейшему транспорту. Эти особенности должны отражаться в расчетах движения двухфазных систем в стволе скважин и газосборных сетях, в установлении оптимальных технологических параметров, характеризующих работу установок низкотемпературной сепарации газа.