Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Методичка 25.01.2011(1).pdf
Скачиваний:
227
Добавлен:
25.03.2015
Размер:
7.85 Mб
Скачать

Created by SuhOFFF

сорных станций и установок комплексной подготовки газа. Продолжительность периода определяется проектом, исходит из целесообразности ввода новых скважин для поддер- жания газового отбора.

Период падающей добычи газа характеризуется снижением добычи, темпы которо- го зависят от установленной мощности дожимных компрессорных станций, степени вос- полнения действующего фонда эксплуатационных скважин, выбывающих за счёт обвод- нения и других причин. Окончание периода падающей добычи определяется достижением давления забрасывания.

Давление забрасывания устьевое или пластовое давление, при котором подача га- за в газопровод с помощью дожимных компрессорных станций становится нерентабель- ной из-за высокой степени сжатия (в среднем составляет 1.0 1.5МПа ).

9 Технологические режимы эксплуатации скважин при разработке месторождений газа

Под технологическим режимом эксплуатации газовых (газоконденсатных) скважин понимается поддержание на забое скважин условий, обеспечивающих соблюдение правил охраны недр и безаварийную эксплуатацию скважин. В некоторых случаях, когда природ- ные условия не налагают ограничений на величину дебитов скважин, отборы из скважин устанавливают исходя из технико-экономических расчетов или нужд потребителя. Так или иначе, технологические режимы представляют собой ограничения, которые необхо- димо учитывать при эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин.

Некоторые технологические режимы эксплуатации скважин могут быть выражены математическими формулами (режимы поддержания на забое скважины максимально до- пустимого градиента давления, режим допустимой депрессии на пласт, режим заданного дебита скважины и др.). Другие технологические режимы эксплуатации скважин основа- ны на определенных принципах, которые обусловливают ограничение величины дебита или забойного давления (технологические режимы, обеспечивающие равномерное про- движение границы раздела газ-вода, максимальную продолжительность безводной экс- плуатации скважин и т.д.).

9.1 Режим постоянной депрессии

Одним из простейших (с точки зрения установления и поддержания в процессе разработки залежи) технологических режимов эксплуатации газовых скважин является режим заданной депрессии на пласт. До последнего времени этот технологический режим рекомендовался при эксплуатации скважин с рыхлыми коллекторами.

- 50 -

Created by SuhOFFF

Месторождения природных газов очень часто подпираются контурными или по- дошвенными водами. При разработке месторождений по мере падения пластового давле- ния происходит продвижение границы раздела газ-вода, т.е. внедрение воды в газовую за- лежь. Неоднородность пласта по коллекторским свойствам, разнодебитность скважин приводят к неравномерному движению границы раздела газ-вода, как по площади залежи, так и по его мощности. Это может привести к преждевременному обводнению скважин, оставлению целиков газа, невыработанности пропластков и т. д. Регулировать движение границы раздела газ-вода можно, в частности, соответствующим распределением депрес- сии по отдельным скважинам, что ведёт к значительному повышению газоотдачи.

При опасности образования гидратов в призабойной зоне пласта (при низкой пла- стовой температуре) скважины эксплуатируются при максимальной безгидратной депрес- сии на пласт.

Даже в случае устойчивых коллекторов не любой дебит, а, следовательно, не любая депрессия являются рациональными. Чем больше дебиты скважин, тем меньше требуется их число для добычи запланированного количества газа. С увеличением дебита скважин увеличиваются потери давления в пласте, в скважине и в газосборных сетях, сокращается период эксплуатации наземного оборудования и т.д. Поэтому наиболее рациональная ве- личина депрессии на пласт при разработке залежи с устойчивыми коллекторами опреде- ляется технико-экономическими расчетами.

9.2Режим постоянного градиента давления на стенке скважины

Вслучае, если есть возможность измерять и контролировать градиент давления на стенке скважины, то такой технологический режим рекомендуется при эксплуатации сква- жин с рыхлыми коллекторами. При исследовании скважин на различных отборах устанав- ливается такой максимальный градиент давления на стенке скважины, при котором еще не происходит разрушения забоя и выноса в скважину частиц породы продуктивного пласта. При дальнейшей разработке месторождения и падении пластового давления забойное дав- ление должно изменяться так, чтобы градиент давления на стенки скважины все время не превышал допустимого значения.

Режим максимально допустимого градиента давления на стенке скважины не явля- ется оптимальным. В подобных случаях целесообразнее использовать различные методы укрепления призабойной зоны различными смолами или оборудовать забои скважин раз- личными фильтрами.

-51 -

Created by SuhOFFF

9.3Режим постоянного забойного давления

Вгазоконденсатных месторождениях падение давления приводит к выпадению в пласте конденсата, извлечение которого является экономически не выгодным. В настоя- щее время считается, что большая часть выпавшего в пласте конденсата практически не может быть извлечена. При значительном содержании конденсата в газе его потери можно сократить поддержанием пластового давления путем закачки сухого газа или воды. При поддержании пластового давления для эксплуатационных скважин путем расчетов опре- деляются и задаются значения забойных давлений из условия сокращения потерь конден- сата в пласте. При разработке газоконденсатных месторождений с активным водонапор-

ным режимом также возможно поддержание требуемого забойного давления в скважинах для уменьшения потерь конденсата. Однако в большинстве подобных случаев отбор из месторождения будет с течением времени уменьшаться. При значительном содержании конденсата в газе раннее падение добычи из месторождения иногда может быть оправ- данным.

Следовательно, при разработке газоконденсатных месторождений допустимым

технологическим режимом эксплуатации скважин можно считать режим заданного во времени забойного давления. Зависимость изменения во времени забойного давления оп- ределяется технико-экономическими расчетами. Частным случаем такого режима является режим допустимого постоянного во времени забойного давления.

9.4Режим постоянного устьевого давления

Вряде случаев технологические условия потребления газа, например, местным по- требителем, приводят к необходимости поддержания заданного во времени устьевого дав- ления скважин, следовательно, возникает необходимость использования режима заданно- го давления на устье.

Данный режим также используется исходя из требования дальнего транспорта газа по магистральному газопроводу при отсутствии дожимной компрессорной станции или задержке ее строительства.

9.5Режим постоянного дебита скважин

Технологический режим заданного во времени дебита скважин встречается при разработке небольших по запасам месторождений, когда пробуренное число скважин пре- вышает потребное их число. Тогда плановый отбор газа из месторождения в течение оп- ределенного времени обеспечивается имеющимся числом эксплуатационных скважин.

- 52 -

Created by SuhOFFF

Трудности разбуривания месторождений с большим этажом газоносности при по- ниженных пластовых давлениях или трудности освоения месторождений в суровых кли- матических условиях приводят к необходимости максимального сокращения сроков раз- буривания месторождения. В этом случае при проектировании разработки исходят из ус- ловия эксплуатации скважин при постоянных дебитах, при этом месторождение должно быть разбурено к началу периода постоянной добычи газа.

В последнее время для месторождений с низкой пластовой температурой допусти- мый дебит скважин определяется из соображений безгидратной их эксплуатации. Соот- ветствующий температурный режим также позволит предотвратить образования техно- генных гидратов. Газовые и газоконденсатные скважины при наличии жидкости на забое рекомендуется эксплуатировать при таких дебитах, которые не меньше минимально необ- ходимых для удаления жидкости с забоев.

Внедрение воды в газовую залежь определяется работой всей системы эксплуата- ционных скважин. При эксплуатации скважин в пласте образуются депрессионные ворон- ки. Если скважины расположены в водоплавающей части месторождения, то образование депрессионных воронок вокруг скважин может привести к локальному движению грани- цы раздела газ-вода, т. е. к образованию (под скважиной) конуса подошвенной воды. Счи- тается, что поддержание определенного допустимого дебита скважины может привести к образованию стационарного конуса и предотвратить обводнение скважины за счет кону- сообразования.

9.6 Режим постоянной скорости движения газа по НКТ

При определенных скоростях движения по колонне насосно-компрессорных труб газа, содержащего углекислоту, наблюдается эрозионно-коррозионное разрушение муф- товых соединений труб. В этом случае эксплуатация скважин предусматривается при ско- ростях движения газа по НКТ, не превышающих предельно допустимые.

В ряде исследований в качестве условия, ограничивающего скорость движения газа по колонне НКТ, рассматривается возможность вибрации наземного оборудования, что может приводить к усталостному разрушению арматуры.

Все вышеописанные режимы и рекомендации по их использованию представлены в табл. 1.

Итак, для определения и обоснования технологических режимов эксплуатации га- зовых и газоконденсатных скважин, следует учитывать те или иные ограничивающие природные факторы. Однако при учете любого ограничивающего фактора необходимо стремиться к достижению наибольших дебитов скважин. Величины же дебитов опреде-

- 53 -

Created by SuhOFFF

ляют, в конечном счете, необходимое число скважин и оптимальные технико-экономичес-

кие показатели систем разработки месторождения и обустройства промысла.

 

 

 

Табл. 1 Технологические режимы и рекомендации для их использования

 

 

 

 

Режимы

 

 

 

Рекомендуются

p = const

dp = const

pз = const

pу = const

Q = const

vг = const

Tскв = const

 

 

dr

 

 

 

 

 

для предотвращения

 

 

 

 

 

 

 

разрушения

Х

Х

 

 

 

 

 

призабойной зоны

 

 

 

 

 

 

 

для предотвращения

 

 

 

 

 

 

 

обводнения

Х

 

 

 

Х

 

 

скважины

 

 

 

 

 

 

 

для предотвращения

 

 

 

 

 

 

 

выпадения

 

 

Х

 

 

 

 

конденсата

 

 

 

 

 

 

 

для предотвращения

 

 

 

 

 

 

 

образования

 

 

Х

 

Х

 

Х

техногенных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гидратов

 

 

 

 

 

 

 

для предотвращения

 

 

 

 

 

 

 

эрозионно-

 

 

 

 

 

 

 

коррозионного и

 

 

 

 

 

Х

 

вибрационного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воздействия на

 

 

 

 

 

 

 

оборудование

 

 

 

 

 

 

 

для поддержания

 

 

 

 

Х

 

 

плановых отборов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при задержке ввода

 

 

 

Х

 

 

 

в эксплуатацию ДКС

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 Определение основных показателей разработки при газовом

режиме в период постоянной и падающей добычи

Для определения основных показателей разработки в период заданной добычи со- вместно решаются четыре уравнения:

- Уравнение истощения газовой залежи:

pt

 

æ

 

Q нак ö

=

pн ç

1-

t

÷

zt

 

ç

 

÷

 

 

 

 

zн ç

 

Qзап ÷

 

 

è

 

 

ø

- Уравнение притока газа к забою газовой скважины:

p2t - p2з = aQср + bQ2ср

t t t

- Уравнение технологического режима скважины:

(10.1)

(10.2)

- 54 -

Created by SuhOFFF

p = const

- Уравнение связи годовой добычи газа и числа скважин:

 

é

106 Qt kр

ù

nск

= ê

 

ú

365Qсрkэ

ú

t

ê

 

ê

t

ú

(10.3)

(10.4)

В этих уравнениях: pt среднее пластовое давление в залежи, МПа; pз забойное

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

давление,

МПа;

a и b –

средние

коэффициенты сопротивления,

МПа2

×сут

и

1000м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

æ МПа ×сут ö2

добыча газа в t-ом году разработки, 10

9

м

3

; Qср

дебит средней сква-

ç

1000м

3

÷ ; Qt

 

 

è

 

ø

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

жины в t-ом году разработки,

1000м3

;

kр коэффициент резерва скважин, который ха-

сут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рактеризует резервный фонд скважин; kэ коэффициент эксплуатации скважин, который показывает, сколько дней в году эксплуатируется скважина; оператор éê ùú означает, что полученное значение должно быть округлено до большего целого.

Для определения основных показателей разработки в период падающей добычи одновременно решаются следующие уравнения:

- Годовой отбор газа в текущем году разработки:

365

æ

 

+ Qср

ö

скkэ

ç Qср

÷ n

Qt =

 

è

t

t1

ø

t

 

 

2×106 kр

 

 

- Изменение пластового давления:

pt

 

æ

 

Qнак ö

=

pн ç

1-

t

÷

zt

 

ç

 

÷

 

 

 

 

zн ç

 

Qзап ÷

 

 

è

 

 

ø

- Уравнение притока газа к забою газовой скважины:

pt2 - pзаб2 = aQср

+ bQср2

t

t

- Уравнение технологического режима скважины: p = const

(10.5)

(10.6)

(10.7)

(10.8)

- 55 -