Created by SuhOFFF
7 Режимы разработки газовых и газоконденсатных месторождений
На газ, находящийся в залежи, действуют следующие силы:
-Давление вышележащих горных пород;
-Энергия сжатого газа;
-Сила упругости горных пород;
-Напор контурных вод;
-Капиллярные силы (оказывают незначительное влияние).
Режим газовой залежи определяется характером и качеством доминирующего про-
явления различных источников природной пластовой энергии в процессе разработки без внешнего воздействия. Различают газовый и водонапорный режимы.
Газовый режим характеризуется отсутствием вторжения пластовых вод в газона- сыщеные горизонты или их незначительным влиянием, газонасыщенный объём при этом не снижается, или снижается незначительно; водонапорный режим характеризуется зна- чительным вторжением пластовых вод в газонасыщенные горизонты и, соответственно, значительным снижением газонасыщенного объёма.
7.1 Материальный баланс газовой залежи
Согласно принципу материального баланса начальная масса газа определяется по формуле:
Mн = Mt + Mдоб
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
Mн |
= ρн |
Ωнαн = ρст |
pнTст |
Ωнαн |
|||||||
|
|
||||||||||
|
|
|
|
z |
|
p |
|
T |
|
||
|
|
|
|
н |
|
|
ст пл |
|
|||
Mt |
= ρt |
Ωtαн = ρст |
|
ptTст |
|
Ωtαн |
|||||
|
|
||||||||||
|
|
|
|
z |
p |
ст |
T |
|
|||
|
|
|
|
t |
|
|
пл |
|
|||
|
|
Mдоб = ρстQдоб |
|
|
|
||||||
|
|
t |
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
(7.1)
(7.2)
(7.3)
(7.4)
Здесь Mдоб и Mt - соответственно, отобранная и оставшаяся масса газа, 109 кг ; Ωн
t
и Ωtαн = Ωнαн − Qв - соответственно, начальный и текущий объём пор, 109 м3 ; pн и pt -
t
начальное и текущее пластовое давление, МПа; αн - средний начальный коэффициент га-
зонасыщенности; pст = 0,1013МПа ; Tст = 293,15K ; Tпл - пластовая температура, K; t - год
- 45 -
Created by SuhOFFF
разработки; zн и zt - коэффициенты сверхсжимаемости газа для при начальных и теку-
щих условиях; Qв - объём воды, поступившей в залежь с начала разработки до времени t,
t
109 м .
Количество газа, добытое с начала разработки, 109 м3 :
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Qдоб = åQt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(7.5) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Здесь Qt |
- добыча газ в году t, 109 м3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
При подстановке (4.2), (4.3) и (4.4) в (4.1), получается: |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
p T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p T |
|
|
|
|
æ |
|
|
|
|
|
|
|
ö |
|
|
|||||
ρст |
|
н ст |
|
Ωнαн = ρст |
|
|
|
t ст |
|
|
çΩнαн - Qв ÷ |
+ ρстQдоб |
(7.6) |
|||||||||||||||||||
|
zнpстT пл |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
zt pстTпл è |
|
|
|
|
|
t |
ø |
t |
|
||||||||||||||
|
|
p |
æ |
|
|
ö |
= |
p |
н Ωн |
αн |
|
|
|
|
p |
|
|
T |
(7.7) |
|||||||||||||
|
|
|
t |
çΩнαн - Qв ÷ |
|
|
|
- Qдоб |
ст |
|
|
пл |
||||||||||||||||||||
|
|
zt |
è |
|
|
|
|
t ø |
|
|
zн |
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
Tст |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pн |
Ωнαн - Qдоб |
|
pстTпл |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
pt |
|
|
Tст |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
= |
zн |
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(7.8) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
zt |
|
Ωнαн - Qв |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
pн Ωнαн |
æ |
|
- Qдоб |
|
|
zнpстTпл |
ö |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ç1 |
|
|
|
÷ |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
pt |
|
|
|
|
|
|
|
|
(7.9) |
||||||||||||||||||||
|
|
|
= |
zн |
è |
|
|
|
|
t |
|
|
|
ΩнαнpнTст ø |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
zt |
|
|
|
|
|
Ωнαн - Qв |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Qзап = |
Ωнαн |
|
pнTст |
|
|
|
|
|
|
(7.10) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
z |
p |
|
|
T |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
ст пл |
|
|
|
|
|
|
|||||
После преобразований уравнение материального баланса газовой залежи для водо- напорного режима имеет вид:
|
|
pн |
|
|
|
æ |
|
Qдоб ö |
|
|
|
|
Ω |
α |
|
ç |
1- |
t |
÷ |
|
|
|
|
zн |
|
|
Qзап ÷ |
|
||||
pt |
|
н |
|
н |
ç |
|
(7.11) |
|||
= |
|
|
|
|
è |
|
|
ø |
||
zt |
|
Ωнαн |
- Qв |
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||||
t
Здесь Qзап - запасы газа, 109 м3 .
Для газового режима уравнение материального баланса имеет вид:
- 46 -
pt |
|
æ |
|
Qдоб ö |
||
= |
pн ç |
1- |
t |
÷ |
||
zt |
|
ç |
|
÷ |
||
|
|
|
||||
|
zн ç |
|
Qзап ÷ |
|||
|
|
è |
|
|
ø |
|
Created by SuhOFFF
(7.12)
На рис. 16 представлены зависимости комплекса |
pt |
от количества газа, добытого с |
|
zt |
|||
|
|
начала разработки от отобранных запасов при полном замещении отобранного газа водой (жёстко-водонапорный режим(I)), при частичном замещении (водонапорный режим (II)), при газовом режиме без перетоков (III) и при газовом режиме с перетоками (IV).
pt
zt
I |
III |
II |
IV |
Qдоб
Рис. 16 Характер зависимости pt = f (Qдоб ) zt
7.2 Методы определения запасов газа
Существует три основных метода определения запасов газа:
-Объёмный метод;
-Метод падения пластового давления;
-Построение геолого-математической модели.
Объёмный метод основан на знании геометрического объёма порового пространст- ва газовой залежи, а также давления и плотности заключенных в неё газа и газоконденса- та.
Потенциальные запасы газа определяются по следующей формуле:
Qз = Fhm |
pнTст |
αг |
(7.13) |
|
|||
|
zнpстTпл |
|
|
Здесь F - площадь газонасыщенной части; h - средневзвешенная эффективная мощ-
ность; m - средневзвешенная пористость; αг - коэффициент газонасыщенности; pн - сред-
невзвешенное начальное давление.
- 47 -