Основы проектирования разработки газовых месторождений - Основы добычи нефти и газа
Основная задача проектирования месторождения состоит в выборе такой системы, при которой обеспечивается минимум приведенных затрат на добычу запланированных объемов газа при заданной степени надежности и соблюдения норм и требований охраны недр и максимального квалифицированного использования пластовых ресурсов.
Под системой разработки газовой залежи следует понимать комплекс мероприятий по осуществлению процесса движения газа от пласта до потребителя и управления им с помощью определенным образом размещаемых на месторождении и вводимых в работу скважин и наземных сооружений.
Проектирование разработки газовых месторождений является комплексной задачей, решаемой на базе промысловой геологии, гидродинамики, термодинамики, экономики и компьютерных технологий с учетом наиболее полного использования газа потребителями. Основным исходным элементом при проектировании разработки месторождений является планируемый объем добычи газа, составляемый с учетом промышленных запасов газа месторождения по категориям, топливно-энергетического баланса и перспектив его развития. При этом учитываются также прогнозные запасы как в данной провинции, так и по трассе газопровода. Для многопластовых месторождений уточняется распределение запасов газа, давлений и коллекторских свойств пластов, состава газа по горизонтам с целью выбора варианта совместной или раздельной эксплуатации отдельных горизонтов и возможности перетока его в процессе разработки из пластов с высоким давлением в пласты с низким давлением. При проектировании разработки анализируются физико-химические свойства газа и пластовых вод по горизонтам. При анализе проб газа особое внимание следует обращать на содержание в нем сероводорода и тяжелых углеводородов, чтобы предусмотреть строительство установки по очистке от сероводорода и выбрать наиболее рентабельный метод выделения из газа тяжелых углеводородов.
При разработке газовых и газоконденсатных месторождений принято выделять следующие периоды: нарастающей, постоянной и падающей добычи газа (рис.34).
Рис.34. График основных показателей разработки газовых месторождений: QСум - суммарный отбор газа из залежи; pМг - давление в магистральном газопроводе; n - число скважин; p*(t) - безразмерное средневзвешенное давление в залежи; p - средневзвешенное давление в залежи; pВх - давление на входе в компрессорную станцию; NДКС - мощность дожимной компрессорной станции; QГ - годовой отбор газа
Период нарастающей добычи газа характеризуется разбуриванием и обустройством месторождения: ведут строительные и опытные работы, наращивается темп добычи газа, уточняются запасы газа, определяются режим разработки залежи, продуктивность скважин, взаимодействие частей залежи.
В период постоянной добычи, добуривают скважины и строят дожимные компрессорные станции (ДКС); в это время отбирают основное количество газа (до 60 % запасов).
Период падающей добычи характеризуется неизменным, в случае газового режима, числом эксплуатационных скважин и его сокращением вследствие обводнения при водонапорном режиме залежи. В некоторых случаях число эксплуатационных скважин в период падающей добычи может возрастать за счет их добуривания для выполнения запланированных объемов добычи газа или для разработки обнаруженных "целиков" обойденного пластовой водой газа. Этот период начинается с того момента, когда поддерживать постоянную добычу газа вводом новых скважин и повышением мощности ДКС становится не выгодным.
Периоды нарастающей, постоянной и падающей добычи газа характерны для крупных месторождений, запасы которых исчисляются сотнями млрд. м3. В процессе разработки средних по запасам месторождений газа период постоянной добычи газа часто отсутствует. При разработке незначительных по запасам газовых и газоконденсатных месторождений могут отсутствовать как период нарастающей, так и период постоянной добычи газа.
С точки зрения технологии добычи газа выделяются период бескомпрессорной и период компрессорной эксплуатации залежи. Переход от бескомпрессорной к компрессорной эксплуатации определяется технико-экономическими показателями и заданным темпом отбора газа.
С точки зрения подготовленности месторождений к разработке и степени его истощения различают периоды: опытно-промышленной эксплуатации, промышленной эксплуатации и период доразработки.
При опытно-промышленной эксплуатации месторождения наряду с поставкой газа потребителю, производится его доразведка с целью получения уточненных сведений, необходимых для составления проекта разработки. Продолжительность опытно-промышленной эксплуатации месторождений природных газов не превышает, как правило, трех-четырех лет. С другой стороны, опытная эксплуатация является первым этапом разработки месторождения. Таким образом, разведка и разработка представляют собой единый процесс, от успешного и правильного осуществления которого зависит сокращение числа разведочных скважин и быстрый ввод месторождения в разработку.
Задача проектирования разработки состоит в нахождении взаимосвязи основных показателей разработки и их изменений во времени. Таким образом, прогнозирование разработки сводится к совместному решению уравнения материального баланса и зависимостей, описывающих движение газа и воды по системе "пласт - скважины - шлейфы, коллекторы, установки подготовки газа, соединительные газопроводы - ДКС". По уравнения приведенных затрат при различных вариантах разработки залежи выбирают наиболее выгодный вариант.
Управление процессом движения газа и воды в пласте осуществляется посредством следующих технических мероприятий: определенного размещения рассчитанного числа эксплуатационных и наблюдательных скважин на структуре и площади газоносности; установления технологического режима и порядка ввода скважин в эксплуатацию.
Системы размещения скважин по площади газоносности месторождений природных газов.
При разработке газовых месторождений широко применяют следующие системы размещения эксплуатационных скважин по площади газоносности: равномерное по квадратной или треугольной сетке (рис.35), батарейное (рис.36), линейное по "цепочке" (рис. 37), в сводовой части залежи (рис.38), неравномерное (рис.39).
В случае равномерного размещения скважины бурят в вершинах правильных треугольников (рис.35,б) или углах квадратов (рис.35,а). Во время эксплуатации залежи удельные площади дренирования скважин в однородных по геологофизическим параметрам газонасыщенных коллекторах одинаковы при одинаковых дебитах скважин. Равномерная сетка скважин обеспечивает равномерное падение пластового давления. Дебиты скважин в данном случае обусловливаются средним пластовым давлением по залежи в целом. Выполнение указанного условия целесообразно в том случае, когда пласт достаточно однороден по своим коллекторским свойствам. В неоднородных по геолого-физическим параметрам коллекторах при равномерном размещении скважин соблюдается постоянство отношения дебита скважины к запасам газа в удельном объеме дренирования, т. е.
,
Где qI - дебит i -- ой скважины; - газонасыщенный объем дренирования i - й скважины.
Следовательно, при равномерном размещении скважин темп снижения средневзвешенного по объему порового пространства приведенного давления p/z в удельном объеме дренирования равен темпу снижения приведенного давления в залежи в целом. Недостаток равномерной системы расположения скважин -- увеличение протяженности промысловых коммуникаций и газосборных сетей.
На месторождениях природного газа, имеющих значительную площадь газоносности, батарейно-кольцевое и линейное размещение эксплуатационных скважин может быть обусловлено желанием обеспечить заданный температурный режим системы пласт-скважина-промысловые газосборные сети, например, в связи с возможным образованием гидратов природного газа.
При батарейном размещении скважин образуется местная воронка депрессии, что значительно сокращает период бескомпрессорной эксплуатации месторождения и срок использования естественной энергии пласта для низкотемпературной сепарации газа. С другой стороны, в этом случае сокращается протяженность газосборных сетей и промысловых коммуникаций.
Линейное расположение скважин по площади газоносности обусловливается, как правило, геометрией залежи. Оно обладает теми же преимуществами и недостатками, что и батарейное.
Размещение скважин в сводовой части залежи может быть рекомендовано в случае, если газовая залежь обладает водонапорным режимом и приурочена к однородному по коллекторским свойствам пласту.
На практике газовые залежи разрабатываются, как правило, при неравномерном расположении скважин по площади газоносности (рис.39). Это обстоятельство обусловлено рядом организационно-технических и экономических причин.
При неравномерном размещении скважин на площади газоносности темпы изменения средневзвешенного приведенного давления в удельных объемах дренирования скважин и всей залежи различны. В этом случае возможно образование глубоких депрессионных воронок давления в отдельных объемах залежи.
Равномерное размещение скважин на площади газоносности приводит к лучшей геологической изученности месторождения, меньшей интерференции скважин при их совместной работе, более быстрому извлечению газа из залежи при одном и том же числе скважин и одинаковых забойных условиях отбора газа.
Преимущество неравномерного размещения скважин на площади газоносности по сравнению с равномерным заключается в уменьшении капитальных вложений при строительстве скважин, сроков строительства скважин, общей протяженности промысловых дорог, сборных газопроводов, ингибиторопроводов, водопроводов, линий связи и электропередач.
Наблюдательные скважины (примерно 10% эксплуатационных) бурят, как правило, в местах наименьшей геологической изученности залежи, вблизи мест тектонических нарушений, в водоносной зоне около начального газоводяного контакта в районах расположения скважин, эксплуатирующих одновременно несколько пластов, в центре кустов при батарейно-кустовом размещении скважин. Они позволяют получать разнообразную информацию о конкретных свойствах пласта; изменении давления; температуры и состава газа; перемещении газоводяного контакта; газо - и водонасыщенности пласта; направлении и скорости перемещения газа в пласте.
Похожие статьи
-
Показатели разработки - Основы добычи нефти и газа
Для характеристики процесса извлечения нефти из недр применяют показатели, определяющие во времени как интенсивность, так и степень извлечения нефти,...
-
Режимы работы газовых залежей - Основы добычи нефти и газа
Определение и виды режимов. Под режимом газовой залежи или режимом работы пласта понимают проявления доминирующей формы пластовой энергии, вызывающей...
-
Общие параметры месторождений, определяющие процессы добычи нефти и газа Вместилищем для нефти, газа или воды в недрах Земной коры служат породы -...
-
Подсчет запасов газовой залежи - Основы добычи нефти и газа
Запасы подразделяются на потенциальные и извлекаемые (подробнее см. п. 2.9.4). Извлекаемые запасы газа отличаются от потенциальных на величину...
-
Различаются два вида технологического режима: фактический и расчетный. Фактический технологический режим работы скважины устанавливается геологической...
-
Исследования, связанные с разработкой нефтяных и газовых залежей, следует начинать в первых скважинах, в которых получили притоки нефти и газа. На...
-
Основной принцип разработки нефтяных месторождений в РФ заключается в следующем: каждое нефтяное месторождение разрабатывают таким образом, чтобы при...
-
Системы разработки классифицируют по признакам, в основу которых положены характеристики, определяющие отличительные их черты. 1) По геометрии...
-
Исследование газовых скважин и пластов - Основы добычи нефти и газа
Задача прогнозирования разработки газового месторождения сводится к предсказанию характера изменения технологических параметров системы (давления,...
-
Под контролем процесса разработки понимают сбор, обработку и обобщение первичной информации о нефтяной залежи с целью получения сведений о текущем...
-
Основы разработки нефтяных месторождений, Объект и система разработки - Основы добычи нефти и газа
Объект и система разработки Объект разработки -- это искусственно выделенное в пределах месторождения геологическое образование (пласт, массив,...
-
Пластовая энергия и силы, действующие в залежах нефти и газа - Основы добычи нефти и газа
Всякая нефтяная или газовая залежь обладает потенциальной энергией, которая в процессе ее разработки переходит в кинетическую и расходуется на вытеснение...
-
Распределение давления в газовых скважинах и месторождениях Природный газ в газовых залежах находится под давлением, которое определяется чаще всего...
-
Ввод нефтяного месторождения в разработку - Основы добычи нефти и газа
Разработка нефтяного месторождения проходит несколько стадий: начальную, когда его разбуривают и обустраивают; среднюю или основную, соответствующую...
-
Газонапорный режим - Основы добычи нефти и газа
Газонапорный режим (режим газовой шапки) связан с преимущественным проявлением энергии расширения сжатого свободного газа газовой шапки. Под газовой...
-
Задачи, виды и методы, технология исследования скважин и пластов - Основы добычи нефти и газа
Основная задача исследования залежей и скважин -- получение информации о них Для подсчета запасов нефти и газа, проектирования, анализа, регулирования...
-
Введение - Основы добычи нефти и газа
Нефть пластовый нижневартовский обсадной В настоящее время в Российской Федерации разрабатываются тысячи нефтяных и газовых месторождений. Развитие...
-
Исследование газовых скважин при нестационарных режимах фильтрации - Основы добычи нефти и газа
Авторами [3] были созданы методы исследования газовых скважин при нестационарных режимах фильтрации. К этим методам относятся такие как, обработка кривых...
-
В процессе бурения скважин гидрогеологические наблюдения включают определение статических уровней, пластовых давлений, дебитов, отбор проб воды на...
-
Схематизация форм залежей и контуров нефтеносности Нефтяные залежи, как правило, имеют сложное геологическое строение и неправильную конфигурацию,...
-
Модели пластов и процесса вытеснения нефти [2,7,12,14] - Основы добычи нефти и газа
Под моделью в широком научном смысле этого слова понимают реально или мысленно созданную структуру, воспроизводящую или отражающую изучаемый объект....
-
Режим растворенного газа - Основы добычи нефти и газа
Эксплуатация месторождений при режиме растворенного газа характеризуется низкими коэффициентами нефтеотдачи. Поэтому при этом режиме разрабатываются...
-
Методы увеличения нефтеотдачи Часто бывает необходимым увеличение продуктивности (приемистости) скважины. Почти каждая скважина может быть рассмотрена...
-
Основная причина низкой продуктивности скважин наряду с плохой естественной проницаемостью пласта и некачественной перфорацией -- снижение проницаемости...
-
Анализ выработки запасов нефти из пластов - Особенность разработки месторождения
В истории разработки месторождения по кривым, характеризующим динамику основных показателей во времени отмечается ряд периодов, среди которых можно...
-
Гидрохимические разрезы и карты с достаточной полнотой должны характеризовать гидрогеологические особенности нефтяного или газового месторождения, давать...
-
Определение расположения газоводяного контакта (ГВК) - Основы добычи нефти и газа
Физические основы ГВК и способы его определения. Газоводяной контакт представляет собой поверхность толщиной обычно в несколько метров. Характер этой...
-
Методы подсчета запасов нефти и газа. Подсчет запасов нефтяных и газовых месторождений - важнейшая задача, на основе которой планируют добычу нефти и...
-
Обоснование выбора рекомендуемых способов эксплуатации скважин, устьевого и внутрискважинного оборудования С начала разработки месторождения ограниченные...
-
Температурный режим пласта, скважин, промысловых и магистральных газопроводов является одной из важнейших характеристик, существенно влияющих на...
-
Геологическая характеристика Кошильского месторождения - Основы добычи нефти и газа
На Кошильском месторождении по результатам проведенных геологоразведочных работ установлена нефтеносность в горизонте ЮВ1. Горизонт ЮВ1 расчленяется на...
-
Состояние разработки Суторминского месторождения - Разработка месторождения
Данные о состоянии разработки Суторминского месторождения приведены ниже в таблицах 3.3.1 и 3.3.2. Сравнительная характеристика показателей по объектам...
-
Общие сведения - Газовые месторождения и добыча газа
Углеводородные газы, используемые на предприятиях топливно-энергетического комплекса, подразделяются на природные (естественные) и искусственные [131]....
-
Водонапорный режим - Основы добычи нефти и газа
С момента начала распространения депрессионной воронки за пределы водонефтяного контакта (ВНК) в законтурную водоносную область вода внедряется в...
-
Методы увеличения нефтеотдачи Часто бывает необходимым увеличение продуктивности (приемистости) скважины. Почти каждая скважина может быть рассмотрена...
-
Основными источниками пластовой энергии служат: - энергия напора (положения) пластовой воды (контурной, подошвенной); - энергия расширения свободного...
-
При разведочном бурении гидрохимические исследования могут решать ряд задач: 1) Разведочное бурение ведется на площади, где промышленная нефтеносность...
-
ЗАКЛЮЧЕНИЕ - Виды гидрогеологических исследований при разработке месторождений нефти и газа
Роль гидрогеологических методов в общем комплексе поисково-разведочных работ очень разнообразна. Данные методы при поисках и разведке нефтяных и газовых...
-
Запасы нефти и газа - Разработка месторождения
Со времени последнего утверждения в ГКЗ запасов нефти и газа в 1970 году на месторождении Жетыбай пробурено более 300 скважин, получены новые данные,...
-
Геологическая характеристика Чехлонейского месторождения - Основы добычи нефти и газа
Месторождение является "спутником" Орехово-Ермаковского месторождения и расположено в северо-восточной его части, приурочено к небольшому по размерам...
Основы проектирования разработки газовых месторождений - Основы добычи нефти и газа