При
значениях молекулярной массы выше 100 г/моль выход компонентов мало изменяется
в процессе снижения пластового давления от 5 — 7 до 1 МПа, а резкое снижение в
продукции доли компонентов С10+ позволяет утверждать, что
практического значения добыча этой высокомолекулярной части пластовой смеси в
области давлений нормального испарения иметь не может, в отличие от легкой
части пластовой смеси (фракции С2-С„).
Значения
проницаемости, а также водонасыщенности вмещающей газоконденсатную смесь
пористой среды в исследованной области практически не влияет на особенности
процессов дифференциальной конденсации и нормального испарения газового
конденсата.
Таким образом, при той газоконденсатной характеристике, какую имеет вуктыльская пластовая
углеводородная смесь, динамика фазовых проницаемостей в пористой среде с типичными
коллекторскими свойствами
не столь драматична, как при разработке месторождения Нокс-Бромайд. Из средних по проницаемости и пористости объемов
перового пространства вуктыльского
пласта-коллектора на завершающей стадии разработки будут извлекаться углеводороды, в том числе за счет процесса нормального испарения. Естественно, в худших по
сравнению со средними зонах
коллектора возможны явления, из-за которых часть запасов углеводородов будет блокирована и составит
неизвлекаемые пластовые потери. На
снижение потерь, в том числе и этих, направлено предложенное ВНИИГАЗом и реализуемое на Вуктыле в районе УКПГ-8
и УКПГ-1 воздействие на пласт сухим
неравновесным газом.
р,Мпя
Сайклинг-процесс
Увеличение коэффициента конденсатоотдачи, а нередко и
газоотдачи при разработке газоконденсатных месторождений может быть достигнуто
путем возврата в пласт в течение определенного периода времени добытого газа,
из которого предварительно извлечены компоненты С2+ или С3+.
Такой режим разработки, обеспечивающий отбор пластового газа с начальным
высоким или слабо уменьшающимся содержанием конденсата (благодаря поддержанию
давления) получил название сайклинг-процесса. Впервые применять его начали в
конце 30-х годов, в годы второй мировой войны, когда резко возросла потребность
в жидких углеводородах как сырье для производства моторных топлив, а
потребность в углеводородном газе,
напротив, несколько уменьшилась. В 1944 г. в США функционировали 37
установок для осуществления сайклинг-процесса при общем количестве
разрабатываемых газоконденсатных месторождений 224. Обратная закачка
«отбензиненного» газа применялась в тот период времени не только в США, но и в
Канаде и ряде других газодобывающих стран, причем даже на таких
газоконденсатных месторождениях, начальное содержание конденсата в газе
которых составляло всего 150—180 г/м3. По окончании войны
вследствие заметного изменения структуры потребления углеводородов и соответствующей
динамики цен на жидкие и газообразные углеводороды объемы обратно нагнетаемого
в пласт газа резко снизились. Удовлетворительные технико-экономические
показатели при реализации сайклинг-процесса стали получать только на ГКМ с
начальным содержанием конденсата в газе не ниже 250 — 300 г/м3.
Основной упор делался на реализацию вариантов частичного сайклинг-процесса,
когда объем возвращаемого в пласт газа меньше объема газа, отбираемого из
пласта. Одновременно значительно возросла доля нагнетаемых в пласт
неуглеводородных газов. В целом, однако, количество объектов, на которых
применялся сайклинг-процесс, очень сильно уменьшилось. Тем не менее часть
газоконденсатных месторождений США, Канады, некоторых других стран
разрабатывались и продолжают разрабатываться в режиме обратного нагнетания
газа. Накопленный опыт применения сайклинг-процесса в различных условиях и на
месторождениях с разными геолого-промысловыми характеристиками потребовал
более глубокого обоснования каждого проекта разработки, предусматривавшего
возврат в пласт газа. Стала очевидной необходимость тщательного изучения характера неоднородности пласта — потенциального объекта
нагнетания сухого газа. С другой стороны, исследования ВНИИ-ГАЗа доказали, что,
во-первых, частичный сайклинг-процесс при низких пластовых давлениях может по
своим показателям не уступать процессу при высоких, близких к начальному,
давлениях, а во-вторых, можно повысить эффективность процесса, если учитывать
состав пластовой смеси. Речь идет о целесообразности использования влияния
промежуточных углеводородов (этан-пропан-бутановой фракции) на испаряемость
ретроградного конденсата в газовую фазу в послепрорывный период. При этом было
показано, что испарение ретроградного конденсата — весьма длитель-нцй процесс,
и в течение многих лет после прорыва закачанного газа воз-моЦно получать из
скважин продукцию с высоким промышленным содержанием конденсата.
В связи с тем, что в
рыночных условиях при колебаниях спроса на газ и жидкие углеводороды повышается
вероятность реализации на россий- ских газоконденсатных
месторождениях сайклинг-процесса, мировой опыт его применения представляет большой интерес [10, 26, 44].
Ниже
анализируются результаты осуществления сайклинг-процесса зарубежом, а также
результаты единственного, практически реализованного в странах СНГ
сайклинг-процесса на Новотроицком ГКМ (Украина).
Опыт
проектирования разработки крупнейшего газоконденсатного месторождения Канады
Кэибоб чрезвычайно интересен в смысле комплексного решения проблемы
использования полезных ископаемых с учетом требований по охране недр и
окружающей среды.
Газоконденсатное
месторождение Кэибоб, открытое в сентябре 1961 г., расположено в провинции
Альберта, в 300 км к северо-западу от г. Эдмонтона. Продуктивные отложения,
сложенные в основном пористыми доломитами, приурочены к рифогенному массиву
верхнего отдела свиты Свои Хиллс, образующему вытянутую с северо-запада на
юго-восток структуру длиной около 60 км и шириной 3,5 — 9 км. Эти отложения осложнены
межрифовым каналом значительных размеров, положение которого четко не
зафиксировано. Створ канала заполнен плотными известняками. По всей площади
месторождения, пласты которого регионально погружаются в юго-западном
направлении с наклоном 1,05 м/км, продуктивные отложения подстилаются темными
битуминозными карбонатами нижнего отдела свиты Свои Хиллс средней мощностью 33
м. Наряду с плотными известняками здесь представлены и пористые
доломиты. Мощность продуктивного горизонта изменяется в пределах от 0 до 109 м.
Покрышкой залежи служат плотные битуминозные известняки свиты Беверхилл Лейк.
Таким образом, ловушка газа и конденсата на месторождении Кэибоб образовалась
в результате литологического выклинивания и литологи-ческого экранирования в
подошве и кровле.
Начальное пластовое давление в газоконденсатной залежи, приведенное к абсолютной отметке средневесовой плоскости массива
2307 м, составляет 32,4 МПа. Пластовая температура (Т = 114 °С), как и
давление, аномально высокая для глубин
залегания около 2300 — 2350 м. Запасы пластового газа площади В
составляли 93,5 млрд. м3, в том числе запасы товарного сухого газа —
63,3 млрд. м3, конденсата (С5+) — 40,6 млн. м3,
сжиженных газов (С3 —С4)
— 20,5 млн. м3, серы — 21,1 млн.т. В целом по месторождению запасы пластового газа были равны
110,6 млрд. м3, конденсата
— 48 млн. м3.
Газоконденсатная
залежь Кэибоб массивная. На западе она ограничена пересечением кровли рифа с
ГВК, а на востоке — выклиниванием свиты Свои
Хиллс, замещающейся плотными известняками. По данным исследования
скважин, после вскрытия водонасыщенных отложений выявилось постепенное
снижение пористости и проницаемости в направлении с северо-востока на
юго-запад. Это снижение обусловлено как увеличением доли плотных рифогенных
известняков, так и уменьшением пористости доломитовых интервалов. Средние
значения пористости и проницаемости водоносной зоны составляют 6 % и 25-10-15
м2. По данным замеров давления в
скважинах, расположенных за пределами ГВК, установили взаимодействие
водоносных зон пласта Д-3 месторождения Пайн-Крик и Беверхилл Лейк
месторождения Кэибоб. Отбор 6,72 млрд.м3 газа из залежи Д-3 (Пайн-Крик) обусловил снижение давления на
0,34 МПа.
Расчеты показали, что в Пайн-Крик
вторглось 16,54 млн. м3 воды, в том числе 10,32 млн. м3 —
из зоны, подстилающей залежь Д-3. Остальная вода поступила из
сопредельных водоносных областей, главным образом рифовой зоны Беверхилл Лейк.
Это подтверждается снижением давления в залежи
(площадь В) на 4,1 МПа.
Продуктивность и
приемистость рассчитывались на основании данных по исследованию скважин с
использованием известной степенной зависимости дебита от разности квадратов
пластового и забойного давлений. Результаты обработки данных исследования
применялись для построения карты равной производительности скважин, с помощью
которой определяли параметр С в уравнении притока для неисследованных
скважин. Максимально допустимая депрессия устанавливалась, исходя из
необходимости предотвращения образования конуса воды, на уровне 0,012 МПа/м в
продуктивной мощности ниже нижних перфорационных отверстий. Допускалось
превышение этого значения вплоть до 0,023 МПа/м.
Газоконденсатная
система месторождения Кэйбоб была недонасыщена высококипящими углеводородами — давление начала конденсации находилось
на уровне 23,4 МПа. Компонентный состав пластовой смеси приведен в табл. 1.19.
Хотя в интервале
снижения давления 32,4—23,4 МПа жидкая фаза в пласте не образуется, дальнейший
отбор газоконденсатной смеси сопровождается
интенсивным выпадением конденсата вплоть до давления максимальной конденсации
рм к = 8,1—
8,4 МПа. Максимальная доля
углеводо-роднасыщенного перового объема, занятая выделившимся стабильным конденсатом,
составляет 5,0 %. В соответствии с изотермой текущего
кон-денсатосодержания коэффициент извлечения стабильного конденсата при
разработке на режиме истощения (рист =4,1 МПа) без учета продвижения подошвенной
воды составляет 63 — 65 %. Такая сравнительно высокая кон-денсатоотдача
обусловлена сильным недонасыщением пластовой смеси, в результате которого около
17 % от запасов конденсата отбирается до начала выпадения его в пласте.
Высокая концентрация в пластовой смеси сероводорода, пропан-бутанов и
конденсата определяет сравнительно низкое соотношение между объемами
остаточного (сухого) и жирного газов — молярная
доля остаточного газа в смеси даже при рмк не превосходит 0,712.
Физико-химические
свойства пластовой смеси
Плотность газа, кг/м3............................................................. 1,03
Псевдокритическая
температура, К..................................491
Псевдокритическое
давление, МПа...................................5,32
Вязкость газа при
давлении 32,2 МПа, мПа-с................0,036
Содержание
сжиженных газов, см3/м3............................ 219
Содержание
конденсата (С5+), см3/м3............................. 434
Содержание серы, г/м3.......................................................... 225
Компонент
|
Содержание
компонента
|
% (молярная доля)
|
см3/м3 газа
|
Азот
|
1,12
|
—
|
Углекислый газ
|
3,42
|
—
|
Сероводород
|
16,70
|
-
|
Метан
|
58,56
|
—
|
Этан
|
7,56
|
-
|
Пропан
|
3,12
|
114,0
|
н-Бутан
|
1,66
|
71,4
|
Изобутан
|
0,78
|
33,5
|
н-Пентан
|
0,78
|
38,0
|
Изопентан
|
0,67
|
33,0
|
Гексан
|
1,21
|
67,1
|
Гептан + высшие
|
4,42
|
295
|
Всего
|
100,00
|
562
|
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
|