9.1 Геологические, технические, технологические и экономические условия ограничения дебита

Условия ограничения дебитов скважин могут быть обус­ловлены геолого-промысловыми факторами и технико-технологи­ческими условиями эксплуатации, а также экономическими факторами

Все указанные ограничения не дейст­вуют одновременно на каждом месторождении. В зависимости от конкретных геолого-промысловых условий, состава и свойств газа на каждом месторождении могут быть главные и второстепенные факторы, которые ограничивают дебиты скважин. Руко­водствуясь этими факторами, а также потребностью в газе, на­значают технологические режимы эксплуатации газовых сква­жин.

Геологические факторы. Разрушение призабойной зоны пласта — вынос частиц пес­ка и цементирующего материала породы, обусловлено чрезмер­но большим градиентом давления на забое скважины при ее эксплуатации. Известно, что силы сцепления между частицами, слагающи­ми пористую среду, могут быть ослаблены под действием гради­ентов давления, возникающих при движении газа к забою сква­жины. Если градиент давления превышает некоторую макси­мально допустимую величину, разрушается призабойная зона скважины и твердые частицы выносятся на ее забой. Если скоро­сти восходящего потока газа в стволе скважины достаточно вы­соки, частицы выносятся на поверхность.Вынос твердых частиц из пласта может привести к разруше­нию забоя, образованию песчаных пробок, а также к истиранию колонны подъемных труб и поверхностного оборудования. Иног­да из-за разрушения оборудования возможны большие утечки газа, открытые газовые фонтаны или грифоны. Практика разработки месторождений показывает, что неболь­шое количество песка, выносимого при исследовании скважин или кратковременных ее продувках, не оказывает существенного вреда. Образование конусов подошвенной воды или преждевре­менный прорыв краевой воды в скважины может существенно снизить проницаемость призабойной зоны и даже прекратить поступление газа в скважину. Возможность преждевременного обводнения скважины опре­деляется в основном расстоянием от забоя до зеркала подошвен­ных вод или до контура краевых вод, проницаемостью пласта по вертикали и горизонтали, степенью неоднородности коллекторов и режимом эксплуатации скважины. Существуют некоторый оп­тимальный режим и определенная степень вскрытия пласта, по­зволяющая обеспечить предельный безводный дебит скважины. В случае прорыва на забой подошвенной воды необходимо на определенное время закрыть скважину, а затем эксплуатиро­вать ее при дебитах, не допускающих образования конусов (эксплуатация на предельном безводном дебите). Про­рыв контурных вод, как правило, нельзя устранить простым за­крытием скважины. Обычно для этого в скважине проводят спе­циальные  работы по изоляции обводнившихся пропластков.

Технологические факторы Образование гидратов природных газов на забое, в газопроводящей колонне и в поверхностных коммуникациях и соору­жениях обусловлено прежде всего содержанием в них влаги. При изменении термодинамического равновесия во время эксплуата­ции месторождения на забое и в стволе скважины могут обра­зовываться кристаллогидраты. Особенно это относится к место­рождениям, пластовая температура в которых достаточно низка из-за высокого геотермического градиента. Образование кристаллогидратов создает серьезные трудности при эксплуатации скважин: изменяется их производительность и даже прекращается подача газа из скважин в результате обра­зования гидратных пробок, обмерзания оборудования и т. Выпадение конденсата в пласте и на забое скважин

Необходимость получения вместе с газом максимально возможного количества конденсата может привести к уменьше­нию депрессий на пласт, что приводит к выпадению конденсата в пласте. С целью недопущения преждевременно­го выпадения конденсата в пласте необходимо обеспечить предотвращение снижения пластового давления ниже давления начала конденсации.

При образовании конденсата на забое может возникнуть не­обходимость уменьшения диаметра фонтанных труб для обеспечения  выноса конденсата с забоев скважин.

Обеспечение оптимальных условий обработки газа, а также для получения более вы­сокого давления на входе в установки низкотемпературной се­парации на головке скважин давление держат на высоком уровне, что значительно снижает дебиты.

Технические факторы. Ограниченная пропускная способность фонтанных (обсад­ных) труб, газосборных сетей и промысловых сооружений по подготовке газа к транспорту приводит к эксплуатации скважин с дебитами, меньшими, чем те, которые установлены по геолого-промысловым факторам.

Смятие эксплуатационной колонны возможно при создании малых противодавлений на пласт, особенно на месторожде­ниях, где пласты — неустойчивые, слабосцементированные поро­ды, а также тогда, когда при эксплуатации скважин выносилось большое количество песка, ослабившего колонну.

Вибрация фонтанного оборудования обусловлена пульса­цией газового потока при изменении давления. При больших дебитах газа вибрация фонтанного оборудования может привести к усталости материала и разрушению арматуры. Для устране­ния вибрации следует изменить частоту ее собственных колеба­ний путем уменьшения высоты арматуры или увеличения ее мас­сы. Снижение дебитов газа также прекращает вибрацию обору­дования.

Разрушение оборудования вследствие коррозии или эрозии. Содержание в газе СО₂, Н₂S при определенных влаж­ности, температуре и скоростях потока приводит к интенсивному разрушению труб. Для разных месторождений причины корро­зии различны в зависимости от свойств газа и воды и условий эксплуатации.  При высоких дебитах скважин может происходить эрозион­ное разрушение труб, штуцеров, оборудования, так как при вы­соких скоростях газового потока разрушающая способность твердых частиц, движущихся вместе с газом, становится значи­тельной. 

К техническим условиям относятся также неудовлетворительное состояние забоя и подземного оборудования (загрязнение); недоброкачественность цементажа колонны; негерметичность обсадной колонны (приток воды, утечка газа); опасность разрыва колонны, для предотвращения этого явления  эксплуатационную колонну рассчитывают на снижение давления до атмосферного.

Экономические условия сводятся к расчетам и выбору основных технико-экономических показателей рационального распределения потерь давления по системе пласт-скважина-газопровод в целом. Объемы добычи должны при этом быть такими, при которых приведенные затраты по месторождению будут наименьшими. Экономические факторы учитывают также потребности в газе. В летнее время происходит снижение потребления газа, производят уменьшение объемов добычи путем уменьшения дебитов скважин, некоторые скважины в летнее время отключают. Немаловажное влияние на объемы добычи газа имеет и маркетинговый фактор, то есть наличие  выгодного сбыта.