1.4.2 Водонапорный режим

Динамика в содержании попутной воды в продукции скважин и в подъеме ГВК свидетельствует о проявлении водонапорного режима.

При водонапорном режиме приток газа к забоям скважин обусловливается как энергией давления сжатого газа, так и напором продвигающейся в газовую залежь контурной или подошвенной воды. Продвижение воды в газовую залежь приводит к замедлению темпа падения пластового давления.

Довольно часто при разработке месторождений природных газов в условиях водонапорного режима давление сначала падает, как при газовом режиме. Это явление объясняется тем, что в начальный промежуток времени в газовую залежь поступает мало воды по сравнению с начальным газонасыщенным объемом порового пространства. Поэтому вначале поступление воды незначительно влияет на темп падения пластового давления. Дальнейшее поступление воды в залежь приводит к заметному замедлению темпа падения пластового давления.

3. Уравнение материального баланса при газовом режиме работы скважины.

_{Уравнение материального баланса выглядит следующим образом:}

₍₆₎

_{где Мнач – масса газа в пласте; Мост – текущая масса газа в; Мдоб – масса извлечённого газа.}

_{Это уравнение можно представить в виде:}

₍₇₎

_{где ρн, ρt, ρст – плотности газа при начальном, текущем и стандартном давлениях;}

_{Ωн, и Ωt – начальный и текущий газонасыщенные объёмы порового пространства; Qдоб – суммарное количество отобранного газа, приведённое к стандартным условиям.}

_{В соответствии с уравнением состояния реального газа:}

₍₈₎

₍₉₎

_{где pн, pt, pат – начальное, текущее и атмосферное давления; Тпл и Тст – пластовая и стандартная температуры; zн. zt и zат – коэффициенты сверхсжимаемости газа при начальном, текущем и атмосферном давлениях.}

_{Подставляя уравнения 8 и 9 в уравнение 7, умножив на и, принимая zн = 1, получим:}

₍₁₀₎

_{Величина текущего средневзвешенного по объёму порового пространства пластового давления может быть определена из формулы 10:}

₍₁₁₎

_{где Ωt = Ωн - Qв(t); Qв(t) – суммарное количество вторгшейся в пределы газоносного пласта воды к моменту времени t.}

_{При газовом режиме, т.е. когда Qв(t) = 0, величина средневзвешенного пластового давления будет определяться выражением:}

₍₁₂₎

_{Как видно из формулы 12, падение давления в залежи при газовом режиме прямо пропорционально суммарному отбору газа.}

3. _{Приток газа к скважине.}

Виды и запасы энергии и силы, действующие в залежи и обеспечивающие приток нефти и газа к забоям скважин, необходимо рассматривать с учетом строения всей залежи и окружающих ее областей, а также свойств жидкостей и пород всего нефтяного пласта.

Запасы энергии в залежи расходуются на продвижение нефти и газа по пласту к забоям скважин. Запас энергии в залежи зависит от величины пластового давления. Источниками пластовой энергии, под действием которой нефть и газ притекают к забоям скважин, являются:

1. Энергия напора пластовых вод

2. Энергия свободного газа в газовой шапке

3. Энергия газа, выделяющегося при понижении давления ниже давления насыщения.

4. Энергия упругости сжатых пород и жидкостей

5. Энергия напора, обусловленного силой тяжести самой нефти.

Приток жидкостей и газа к забоям нефтяных или газовых скважин обусловлен разностью между пластовым и забойным давлениями. Величина этого перепада или депрессии давления зависит от отбора жидкости (газа) из скважин, физических свойств пород пласта и жидкости, а также от вида пластовой энергии, которая обусловливает добычу нефти и газа. Пластовая энергия расходуется на совершение работы по перемещению жидкостей и газов в пласте и подъему их на поверхности. Основная ее доля идет на преодоление сил внутреннего трения, обусловленных вязкостью жидкостей и газов, и сил трения, возникающих при движении фаз относительно друг друга.

Нефтяной или газовый пласт со скважинами представляют собой единую гидравлически связанную систему (если, конечно, пласт не разбит тектоническими нарушениями на отдельные блоки). При этом влияние эксплуатации скважин распространяется не только на нефтегазовую область, но и на окружающую водонапорную область вплоть до границ пласта. Из этого следует, что виды и запасы энергии и силы, действующие в залежи и обеспечивающие приток нефти и газа к забоям скважин, необходимо рассматривать с учетом строения всей залежи и окружающих ее областей, а также свойств жидкостей и пород всего нефтяного пласта. Запасы энергии в залежи расходуются на продвижение нефти и газа по пласту к забоям скважин. Запас энергии в залежи зависит от величины пластового давления. Источниками пластовой энергии, под действием которой нефть и газ притекают к забоям скважин, являются энергия напора пластовых вод, энергия свободного и выделяющегося при понижении давления растворенного в нефти газа, энергия упругости сжатых пород и жидкостей и энергия напора, обусловленного силой тяжести самой нефти.

Запасы пластовой энергии в процессе эксплуатации залежи расходуются на преодоление сил, противодействующих движению нефти и газа в пласте: сил внутреннего трения жидкостей и газов п трения их о породу, а также капиллярных сил. Силы трения обусловлены вязкостью жидкостей и газов.

Уравнение притока к газовой скважине:

_{где - устьевое давление в момент времени t; - забойное давление в момент времени t; А и В – коэффициенты фильтрационных сопротивлений; - дебит скважины в момент времени t, приведённый к атмосферному давлению и пластовой температуре.}