10. Материальный баланс газовой залежи

Начальная масса газа в пласте равна сумме текущей (остаточной) массы газа в пласте и массы извлеченного газа

М_нач=М_ост+М_доб

Выражая массу через объем и плотность, имеем:

_н_н=_t_t+Q_доб_ст, где _н,_t-начальная и текущая плотность газа в пластовых условиях; _н,_t – газонасыщенный объём, начальный и текущий; Q_доб-суммарное кол-во добытого газа, приведенное к стандартным условиям.

Плотность газа в пластовых условиях определяется по уравнению состояния реального газа:

Подставив оба выражения в предыдущее и решив его относительно P_t/z_t, получим выражение для определения текущего средневзвешенного пластового давления в зависимости от отбора газа:

, где

_t=_н-Q_в(t), Q_в(t)-объём вторгшейся воды в залежь.

При чисто газовом режиме Q_в(t)=0 текущее средневзвешенное пластовое давление определяется выражением

т.е. падение давления при газовом режиме прямо пропорционально сум­марному отбору газа.

11. Методы разработки газовых и газоконденсатных залежей.

Под разработкой газового и газоконденсатного месторождения по­нимается управление процессами движения в пласте газа и конденсата к скважинам с целью добычи газа и конденсата. Такое управление дости­гается посредством определенной системы разработки залежи. Система разработки газовой и газоконденсатной залежи означает выделение экс­плуатационных объектов, размещение необходимого числа добываю­щих, наблюдательных и пьезометрических скважин, порядок ввода их и поддержание определенных, допустимых технологических режимов ра­боты эксплуатационных скважин.

До того, как природный газ попадет к потребителю, он подвергается различным термодинамическим воздействиям с целью достижения соот­ветствующих параметров кондиции как топлива и как химического сы­рья. Для этих воздействий на газ применяются системы обустройства газового промысла. Система обустройств включает в себя подземное и поверхностное оборудование для сбора газа и конденсата, отделения конденсата, очистки газа от механических и других вредных примесей (СО₂, N, H₂S), осушки газа, компримирования и подачи газа потребите­лю в магистральный газопровод. Система обустройства и поддержания оптимального режима работы оборудования относится к предмет)' экс­плуатации газового и газоконденсатного месторождений.

На открытие и разведку газовых и газоконденсатных месторожде­ний затрачиваются большие средства, запасы природных газов пред­ставляют всенародное достояние. Поэтому системы разработки и обуст­ройства месторождения должны обеспечивать максимальный народно­хозяйственный эффект.

Под рациональными системой разработки месторождения природ­ного газа и системой обустройства промысла понимаются такие систе­мы, при которых обеспечиваются: выполнение заданного плановыми ор­ганами уровня добычи газа, ценных компонентов и конденсата; получе­ние наибольшей народно-хозяйственной эффективности (с оптимальны­ми технико-экономичес-кими показателями); обеспечение максимальных коэффициентов газо- и конденсатоотдачи; соблюдение условий охраны недр и окружающей среды.

Заданная величина добычи газа и газового конденсата определяется решением общей проблемы развития газодобывающей отрасли с учетом геолого-технических возможностей газовых залежей и достижений на­учно-технического прогресса в области проектирования, разработки и эксплуатации месторождений, в области транспорта и использования

природного газа.

Газовая залежь вместе со всеми ее скважинами и окружающей ее во­донапорной системой представляет единую газогидродинамическую систему. Если к одному и тому же водоносному бассейну приурочен ряд месторождений, то в результате разработки происходит их взаимодейст­вие. Снижение давления в одном месторождении вызывает снижение пластового давления в других месторождениях, даже если они находят­ся друг от друга на значительных расстояниях.

То же самое происходит между скважинами и системой обустрой­ства месторождения, между установкой комплексной подготовки газа (УКПГ) и давлением в магистральном газопроводе. Поэтому при проек­тировании разработки газовых и газоконденсатных месторождений сис­тема пласт- скважина- газосборная сеть - УКПГ- магистральный газо­провод- потребитель рассматривается как ЕДИНОЕ ЦЕЛОЕ.

При выборе системы разработки и обустройства газовых месторож­дений решающее значение имеет отраслевая экономика. В каждом про­екте разработки месторождения рассматриваются несколько вариантов расположения скважин и технологических режимов их работы для обес­печения заданного уровня добычи газа и конденсата. И только на основе сопоставления технико-экономических показателей всех вариантов вы­бирается наиболее экономичный, рациональный.

К числу важнейших экономических показателей, определяемых при проектировании и анализе разработки месторождения относятся себе-

стоимость добычи газа, капитальные вложения, энергоемкость, фондоемкость.

Особенности разработки газоконденсатных месторождений

При разработке газоконденсатных месторождений на истощение (без поддержания пластового давления) происходят выделение конден­сата из пластового газа в пласте и его значительные потери. Разработка на истощение связана с потерей 30-50% конденсата в пласте. Основным вопросом разработки газоконденсатного месторождения кроме добычи газа становится предотвращение потерь конденсата при снижении пла­стового давления.

Разработка газоконденсатных месторождений может осуществлять­ся как на истощение, так и с поддержанием пластового давления. В Рос­сии осуществляется разработка газоконденсатных месторождений толь­ко на истощение, т.е. без поддержания пластового давления. Помимо обычных расчетов прогнозных показателей разработки газового место­рождения для газоконденсатных месторождений необходимы специаль­ные расчеты по определению количества добываемого конденсата и его потерь в пласте на весь период разработки месторождения. Они прово­дятся по результатам газоконденсатных полевых и лабораторных иссле­дований.

Разрабатывать газоконденсатные месторождения с поддержанием пластового давления можно осуществлять путем:

- закачки в пласт воздуха;

- закачки в пласт сухого газа (сайклинг - процесс);

- закачки в пласт воды.

Закачка воздуха малоэффективна, т.к. существенно удорожается стоимость компрессорных станций из-за большой степени сжатия и из-за существенной потери теплотворной способности добываемого газа (смешивание с воздухом). Кроме того, процесс взрывоопасен и создают­ся условия для окислительных процессов.

Более эффективна закачка воды. Ее преимущества:

- одновременная добыча газа и конденсата;

- ликвидация компрессорного периода эксплуатации газоконденсат­ного месторождения;

- постоянство высоких давлений добываемого газа, что важно для его подготовки к транспорту;

- увеличение добычи конденсата постоянного состава и товарных свойств.

Однако при этом существенно возрастают капитальные и эксплуа­тационные расходы и появляется реальная возможность преждевремен­ного обводнения залежи.

Наиболее перспективным является сайклинг - процесс - закачка су­хого газа, но при этом консервируются запасы природного газа.