2003_МИРЗАДЖАНЗАДЕ А.Хи др.-Основы технологии добычи г / 8

делах газоконденсатной зоны «сухого поля». В дальнейшем залежь доразрабатывают на истощение.

Эффективность этих приемов исследована методом физического моделирования. В результате исследований было установлено существование некоторого абсолютного предела газонасыщенности пористых сред различного гранулометрического состава, при достижении которого подвижность защемленного газа резко возрастает. Отбор защемленного в пластах газа при снижении в них давления происходит тем быстрее, чем выше газонасыщенность пласта после его обводнения.

При экспериментальном исследовании газоотдачи заводняемых пластов в условиях непрерывного снижения давления давление на линии нагнетания изменялось по закону ðê = 1/(1 + ωr), где ω — параметр законтурной области, r — доля порового объема пласта, подвергшаяся обводнению.

В первой серии опытов вытеснение газа водой проводили с поддержанием постоянного перепада давления между линиями нагнетания и отбора, во второй серии на линии отбора задавали постоянный темп снижения давления. При этом установлено, что максимальное значение водонасыщенность имеет вблизи фронта вытеснения, а по мере удаления в сторону линии нагнетания она снижается. Эта форма S(õ) во всем исследованном диапазоне ∆ð/ð0 и ω оказалась устойчивой, а максимальная водонасыщенность при этом оставалась постоянной (рис. 8.5). Для оценки состояния остаточного газа в зафронтовой зоне пла-

Рис. 8.4. Зависимость коэффициента охвата пластов заводнением β от относительной толщины проницаемого пропластка.

πσ: 1 – 9,21; 2 – 30,15; 3 – 39,5

Рис. 8.5. Зависимость водонасыщенности S от расстояния:

1–4 — распределение насыщенности во времени

749

ста расчитывались динамики заводнения в предположении, что в этой зоне в каждый момент времени grad p = const. Расчеты показывают, что после обводнения некоторого участка пласта (при снижающемся давлении на линии нагнетания) давление в этом участке может либо расти, либо снижаться в зависимости от темпа снижения давления и его перепада. В первом случае газ за фронтом оказывается полностью защемленным, во втором — обладает подвижностью. В последнем случае можно рассчитывать на дополнительный прирост газоотдачи за счет фильтрации газа через фронт.

Согласно экспериментальным данным конечная газоотдача в широком диапазоне условий достигает значений, характерных для газового режима при одинаковых давлениях забрасывания. Эффект заводнения выражается в том, что та же масса газа отбирается из пласта при более высоком среднем пластовом давлении.

Большой интерес представляет повышение водонасыщенности на фронте. Несмотря на высокую водонасыщенность, этот участок оказывается способным пропускать газ, притекающий из глубины обводненной зоны. По-видимому, дисперсия газовой фазы на фронте не завершается полной потерей ее связности по той причине, что газонасыщенные каналы пористой среды «подпитываются» за счет расширения газа при ð(t) < ðô и притока его из обводненной зоны, где ðô — давление в момент прохождения фронта воды через фиксированное се- чение.

Второй вариант повышения газоотдачи при заводнении (способ «сухого поля») был исследован для условий линейного и радиального вытеснения.

Исследование линейного растекания воды после прекращения нагнетания позволило установить, что и в этом случае на фронте вытеснения происходит повышение водонасыщенности, которая затем постепенно снижается.

Âдвухмерной модели пласта создавали одно или несколько очагов обводнения, после чего переходили к отбору газа из модели, снижая давление равномерно во времени. Этими экспериментами было установлено, что очаги обводнения слабо влияют на связность газовой фазы вплоть до того момента, пока сохраняются замкнутые газовые каналы. Растекание воды замедляется по мере падения давления и практически заканчивается при определенной средней водонасыщенности в обводненной зоне S.

Âрезультате исследований на двухмерной слоистой модели было установлено, что движение воды определяется в основном геометрией пласта и слабо зависит от схемы дренирования. При отборе газа из малопроницаемого слоя вода заполняла преимущественно высокопроницаемую зону, т.е. двигалась в противоположном направлении от «добывающих скважин».

Результаты исследований позволили прийти к выводу о том, что органи-

зация сплошного фронта вытеснения при реализации способа «сухого поля» необязательна. Обязательно сохранение связности газонасыщенных зон пласта в пределах дренируемых полей вплоть до полного истощения залежи.

Из физических закономерностей фильтрации газожидкостных систем при снижающемся давлении следует ожидать, что на этот процесс существенное влияние оказывает гравитационная сегрегация фаз. С целью оценки ее влияния были поставлены эксперименты по вытеснению газа водой и воды газом на одномерных однородных моделях пласта. Вытеснение газа водой исследовали при условии ðê = 1/(1 + ωr) и постоянном темпе снижения давления πσ на линии отбора. Модель пласта располагали строго вертикально и воду подавали снизу.

Влияние гравитации на процесс проявлялось двояким образом. Гидростатический перепад давления ∆γh, непрерывно возрастающий по мере подъема

750

контакта газ — вода, тормозит обводнение пласта. Сегрегация фаз в обводненной зоне существенно изменяет механизм фильтрации. Всплывание газа в диапазоне малых ω и πσ принимает форму отдельных выбросов, приуроченных к моменту ∆γh = ∆ðê, когда происходит преодоление порового капиллярного давления. Более интенсивный, чем в горизонтальном пласте, вынос газа из обводненной зоны сказывается на фильтрационных сопротивлениях. По этой причи- не скорость продвижения фронта воды при πα = const не стабилизируется, как в горизонтальном пласте, а непрерывно возрастает, но по абсолютной величине остается ниже, чем в горизонтальном пласте.

В гидрофильных неоднородных пластах проявляется еще одна особенность вытеснения газа водой — так называемые капиллярные концевые эффекты. Это явление заключается в том, что при совместной фильтрации газа и воды из малопроницаемой зоны в высокопроницаемую вода не проходит через разделяющую эти зоны границу, пока водонасыщенность не достигнет некоторого довольно высокого значения, соответствующего снижению капиллярного давления. Толщина зоны концевого эффекта при заданном перепаде давления обратно пропорциональна проницаемости малопроницаемого слоя и в случае достаточно низких проницаемостей может быть весьма значительной (десятки метров). Это явление частично и приводит к тому, что малопроницаемые прослои служат перегородкой, проводящей газ и не проводящей воду.

Таким образом, в результате лабораторных исследований удалось выяснить некоторые характерные особенности механизма вытеснения газа водой, позволяющие рассматривать практическую возможность регулирования процесса заводнения газоконденсатных залежей. Однако прямой перенос результатов лабораторных исследований на реальные объекты невозможен; они позволяют понять в большинстве случаев качественную сторону процессов вытеснения и дать предельные оценки остаточной газонасыщенности.

Механизм вытеснения газа водой в пластовых условиях был исследован по данным повторного каротажа. Известно, что по данным повторного нейтронного каротажа в благоприятных условиях можно оценивать изменения газонасыщенности пластов с погрешностью не более 5 %. Это делает каротаж эффективным при изучении процессов вытеснения в реальных пластовых условиях. Проведенные исследования подтвердили основные представления, полученные лабораторным путем, и позволили также выявить ряд особенностей, не фиксируемых по лабораторным данным.

Были использованы результаты многолетних наблюдений по данным повторного нейтронного каротажа за процессами вытеснения газа водой при эксплуатации месторождений Газли, Ленинградского и других, а также трех ПХГ. При этом в ряде случаев проводились специальные высокоточные измерения, позволяющие оценивать газонасыщенность пластов с погрешностью не более 3 %, а также были выполнены многократные контрольные измерения (каротаж), которые сопоставлялись с результатами промысловых исследований. В целом наиболее детально исследованы продуктивные пласты с пористостью 15 % и выше, проницаемостью от сотых долей микрометров квадратных и на- чальной газонасыщенностью пластов от 90 до 30 %.

На объектах подземного хранения газа были проведены исследования одних и тех же пластов (в разные циклы эксплуатации ПХГ) с различной начальной газонасыщенностью (от 50 до 72 %) к моменту начала вытеснения газа водой. Высокая частота и точность исследований обеспечили возможность контроля за процессами вытеснения в отдельных прослоях и в залежи в целом. Результаты исследований контролировали по балансу внедрившейся в залежь

751

воды, используя сопоставление данных каротажа и результатов гидродинамиче- ских исследований. На ряде объектов исследования проводились с начала ввода их в эксплуатацию, что позволило изучить процессы вытеснения газа водой при различных градиентах давления между водонасыщенной и газонасыщенной частями залежи, а также при существенно различных темпах отбора газа. Скорости продвижения контурных вод изменялись практически от 0 до 500 м/год и более на газовых месторождениях, а на ПХГ — от 0 до 400 м/мес.

В результате сопоставления данных повторного нейтронного каротажа, гидродинамических исследований и промысловых наблюдений установлено, что процесс вытеснения газа водой зависит от градиента давления, при котором вода внедряется в газонасыщенную часть пласта, начальной газонасыщенности пласта, свойств вмещающих отложений, а также степени гидрофобизации поверхности пор газонасыщенных отложений. На рис. 8.6 показаны обобщенные кривые вытеснения газа водой из одиночных пластов, характеризующихся частичной гидрофобизацией поверхности пор. Процесс вытеснения газа водой можно описать следующим образом.

При малых градиентах давления (порядка 10–4 МПа/м) на первом этапе идет постепенное, длительное замещение газа водой и газонасыщенность пласта уменьшается от начального σíà÷ до некоторого критического σêð значения. Из пластов на этой стадии вытеснения добывается безводный газ. Величина σêð в пластах газовых месторождений в условиях, когда гидрофобизировано не более 50 % поверхности пор, составляет примерно 0,8 от величины σíà÷. С ростом гидрофобизации поверхности различие между σíà÷ è σêð уменьшается, и наоборот.

Длительность первого этапа вытеснения зависит от фильтрационноемкостных свойств пластов, и в первую очередь от их относительной газонасыщенности σ/σêð. При эксплуатации газовых месторождений с проницаемостью

k > 1 ìêì2 и пористостью m ≈ 30 %, толщиной h ≥ 2 ì, σíà÷ ≥ 80 %, σêð ≥ 55 %, залегающих непосредственно над текущим газоводяным контактом (ГВК), дли-

тельность этапа медленного роста водонасыщенности составляет примерно 0,5 года; в пластах с более низкими фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС) длительность этого этапа растет до года и более. В пластах ПХГ длительность этого этапа весьма коротка (примерно 1 мес), так как газонасыщенность пластов к моменту вытеснения в большинстве случаев несущественно превосходит σêð.

На втором этапе вытеснения газа водой газонасыщенность пласта очень быстро понижается от σêð до остаточной газонасыщенности σîñò — значения газонасыщенности, которое не может быть понижено в результате вытеснения газа водой. Значения σîñò изменяются от 10 до 20 %, и они тем выше, чем выше ФЕС пластов.

Рис. 8.6. Кривые вытеснения газа водой из одиночных пластов:

1, 2 – соответственно равномерное и прорыв-

ное вытеснение для пород с k > 10–8 ì2; 3 – ïðî-

рывное вытеснение для пород с k = 0,3 10– 8 ì2

752

Скачкообразный характер процесса вытеснения газа водой при малых градиентах давления обусловливает скачкообразный подъем ГВК, амплитуда скач- ков при этом определяется размерами зоны капиллярной пропитки.

При больших градиентах давления (примерно более 0,001 МПа/м) длительность первого этапа вытеснения меньше, чем при малых, а газонасыщенность пластов к концу этапа понижается на меньшую величину и превосходит σêð. Длительность этого этапа и снижение газонасыщенности тем меньше, чем выше градиенты давления. При прочих равных условиях вытеснения длительность этого этапа тем меньше, чем выше ФЕС пластов. В пластах ПХГ, особенно при первых циклах эксплуатации, когда газонасыщенность пластов незначи- тельно превышает σêð, первый этап вытеснения практически не фиксируется.

На втором этапе газонасыщенность пласта скачком снижается до прорывной газонасыщенности, при которой фиксируется поступление газа и воды из пластов. На практике прорывное вытеснение имеет место лишь в пластах с высокими ФЕС; в пластах с проницаемостью менее 0,1 мкм2 прорывное вытеснение авторы не зафиксировали ни на одном объекте. В таких пластах вследствие существенной неоднородности продуктивных отложений газ защемляется, а краевая вода обходит их по более проницаемым прослоям. Подошвенные воды обеспечивают более полное вытеснение газа водой, которое соответствует условиям фильтрации при малых градиентах давления. В пластах, где фиксируется прорывное вытеснение, σïðîð в большинстве случаев равно 30—40 %, т.е. при-

мерно в 2 раза выше, чем σîñò. Чем выше гидрофобность пород, тем выше σïðîð (может превышать 60 %), т.е. в этих породах вытеснение газа водой происходит

почти так же, как в трещиноватых породах.

На третьем этапе идет длительное, постепенное замещение газа водой с уменьшением газонасыщенности до остаточной. Длительность этого этапа зависит от ФЕС вмещающих пород и темпа отбора газа. При отсутствии перетока воды из обводненного пласта во вмещающие отложения, например в глины, в пластах сохраняется газонасыщенность, равная σïðîð, в течение всего периода эксплуатации месторождения. Так, обводнение высокопроницаемых пластов горизонта IX с σíà÷ ≥ 80 %, которые залегают выше зоны ГВК в восточной части месторождения Газли, характеризующейся наибольшими по горизонту скоростями вторжения вод (до 250 м/год), сопровождалось вначале небольшим уменьшением газонасыщенности, а потом быстрым ее снижением до 30–40 %. Затем в большинстве случаев постепенно происходило дальнейшее понижение газонасыщенности до 15–20 %. В отдельных случаях газонасыщенность пластов, равная 30—40 %, в течение всего 4-летнего периода наблюдений не изменялась. В пластах с σíà÷ = 60–70 % при скорости внедрения контурных вод до 250 м/год газонасыщенность сначала понижалась до 40 %, а затем — до 15– 20 %. В случае внедрения краевых вод подъем ГВК, начиная с какого-то времени, происходил монотонно.

Наличие первого этапа — небольшое постепенное уменьшение газонасыщенности пластов при малых и больших градиентах давления — обусловливает скачкообразный характер внедрения воды в газовые месторождения и задержку начала движения воды в начальной стадии эксплуатации месторождений, если газонасыщенность пластов выше σêð. Последнее имеет место везде, кроме тектонически нарушенных залежей. Так, например, внедрение воды даже в переходную зону в пластах с наивысшими ФЕС в разрезе IX и X горизонтов месторождения Газли началось лишь в конце 1964 г., когда пластовое давление упало в IX горизонте более чем на 0,2 МПа по отношению к начальному, а по X горизонту, где ФЕС пластов несколько хуже, соответственно при падении давле-

753

ния более чем на 0,3 МПа. Переходная зона толщиной до 3 м обводнилась к концу 1965 г. К этому времени пластовые давления снизились в IX и X горизонтах соответственно на 0,4 и 0,7 МПа. Активное внедрение вод было зафиксировано в этих горизонтах при падении давления соответственно на 0,5 и 1 МПа. Изменение пластового давления в пьезометрических скважинах месторождения Газли также фиксирует неравномерное внедрение вод в продуктивные горизонты (рис. 8.7, 8.8).

Кривые p/z от суммарного отбора газа в дифференциальном виде по месторождениям с активным проявлением упруговодонапорного режима (месторождения Краснодарского края, Средней Азии и др.) указывают на некоторую скачкообразность внедрения вод в газовые залежи.

Аналогичные явления наблюдались и в лабораторных экспериментах, когда вытеснение газа водой задерживалось на некоторое время в начальный период нагнетания и когда задерживалось вторжение воды в малопроницаемые

754

зоны в слоистых пластах. Однако в лабораторных экспериментах это было связано с наличием границы раздела сред разной проницаемости. По-видимому, такое различие связано с тем, что лабораторное моделирование процесса вытеснения газа водой проводилось на гидрофильных породах, а в пластовых условиях породы газовых и особенно газоконденсатных месторождений частично гидрофобизированы. Различным состоянием поверхности пор, а также особенностями фильтрации при малых градиентах давления, которые не реализовывались при исследовании образцов горных пород, можно объяснить выявленные закономерности скачкообразного вытеснения газа водой.

Приведенные результаты наблюдений за вытеснением газа водой касались главным образом однородных пластов. Между тем, как правило, продуктивные разрезы неоднородны. Наиболее отчетливо проявляющимся типом неоднородности осадочных отложений является их слоистость. Если проницаемые пропластки разобщены непроницаемыми перемычками, то в них проявляются те же закономерности вытеснения, что и в однородных, одиночных пластах. Однако нередко пласты с разной проницаемостью, пористостью и другими свойствами гидродинамически связаны по толщине и должны рассматриваться как единая неоднородная толща. В таком случае возникает ряд особенностей при вытеснении газа водой, связанных с возможностью перетоков флюидов в пределах слоистой залежи между пластами, различающимися по ФЕС, в условиях, как правило, неравномерного перемещения фронта вытеснения. Перетоки в пластах вызываются пропиткой, концевыми эффектами и сегрегацией флюидов. Неравномерность перемещения фронта вытеснения и интенсивность перетоков определяются степенью различия ФЕС пластов, их толщиной и взаиморасположением, а также динамикой процессов вытеснения, зависящей от режима работы добывающих скважин. Эти особенности и делают возможной предлагаемую систему регулируемого заводнения.

По данным каротажа и промысловых измерений имеется возможность исследовать процессы вытеснения газа водой, контролируя изменения газонасыщенности пластов и пластового давления в различных частях неоднородного эксплуатационного объекта.

Данные каротажа позволяют оценить распределение газа в обводненных зонах и полноту вытеснения газа водой в зависимости от строения эксплуатационного горизонта и режима отбора газа. Анализ данных каротажа и результатов промысловых исследований был проведен по перечисленным ранее газовым месторождениям. При этом установлено следующее:

при прорыве контурных вод по напластованию пластов из обводненных зон после прохода фронта внедрившейся воды извлекается 30 % начальных запасов газа, ранее содержавшихся в этих зонах. При дальнейшем отборе газа из залежи из ранее обводненных зон газ частично поступает в зону отбора, что приводит к росту коэффициента газоотдачи из них, как это отмечалось и в лабораторных экспериментах. В исследованных объектах средние коэффициенты газоотдачи из обводненных зон после длительного отбора газа из залежи достигали в среднем примерно 50 %, при этом предельные коэффициенты газоотдачи (при обводнении всех пластов до σîñò) должны были быть не менее 70 %.

Наиболее полное вытеснение газа водой до σîñò происходит при внедрении подошвенных вод, а в случае внедрения краевых вод коэффициенты газоотдачи существенно растут, если в зонах обводнения продолжается форсированный отбор газа из вышележащих необводненных пластов. В последнем случае фиксируется обводнение практически до σîñò всех пластов, залегающих под прослоями с пониженными ФЕС, выше которых продолжается отбор газа.

755

Основной вывод состоит в том, что газ полнее извлекается из отложений, залегающих под прослоями с пониженными ФЕС. Эти прослои превращаются в полупроницаемые мембраны, которые пропускают вверх газ и не пропускают воду. Последнее, по-видимому, связано как с описанными ранее концевыми эффектами, так и с особенностями фильтрации воды через глинистые прослои — явлением начального градиента фильтрации. Обычно начальный градиент фильтрации для воды, а следовательно, и перепад давления, необходимый для прорыва воды через глинистую перемычку, по крайней мере на порядок превышает соответствующие величины для фильтрации газа.

Результаты наблюдений за вытеснением газа водой из ПХГ также свидетельствуют о влиянии прослоев с пониженной проницаемостью на вытеснение газа водой.

Большие перепады давления, а также гравитационные силы обеспечивают вытеснение газа из обводненных пластов, залегающих под низкопроницаемыми пластами, до уровня σîñò. Если свойства прослоев с пониженной проницаемостью изменяются, то фронт вытеснения газа водой становится негоризонтальным. Для достижения равных значений коэффициентов конечной газоотдачи допустимый темп отбора может быть выше из резервуаров, отличающихся слоистым строением, чем из резервуаров, сложенных однородными коллекторами с равной толщиной газонасыщения.

Наблюдения методами каротажа за обводненными пластами газовых месторождений и ПХГ показывают, что при падении пластового давления в обводненной зоне залежи газонасыщенность даже при σîñò = 0,5 практически не растет вследствие образования газовых «каналов», по которым газ перетекает из обводненных пластов в зону повышенной газонасыщенности, из которой ведется отбор. Этот вывод в основном согласуется с результатами описанных лабораторных экспериментов.

Одна из возможностей повышения эффективности вытеснения газа водой — исследование неравновесных эффектов. Влияние неравновесных эффектов было изучено экспериментально.

Экспериментальная установка включала фильтрационную колонку, бомбу РVТ, гидравлический пресс, термостат, образцовые манометры и мерные емкости. В первом опыте моделировали неоднородный пласт, для чего фильтрационную колонку заполняли смесью кварцевого песка и бентонитовой глины (30 %), проницаемость при этом составила 0,04 мкм2. Колонку насыщали и термостатировали при 33 °С. В бомбе РVТ была приготовлена карбонизированная вода с газосодержанием 18 м3/ì3, давление насыщения, определенное при 33 °С, составило 4,8 МПа. Систему выдерживали в течение 5 сут до полного набухания глин и продолжали фильтрацию карбонизированной воды при постоянном перепаде давления (ðâõ = 13 ÌÏà, ðâûõ = 10 МПа). Изменение расхода во времени показывает, что в исследуемом процессе происходит затухание фильтрации карбонизированной воды. Подобные эффекты происходят при фильтрации вязкоупругих систем типа растворов полимеров, высоковязких нефтей, газожидкостных систем в области давления насыщения в условиях, когда размеры частиц гетерогенной жидкости соизмеримы с размерами каналов пористой среды. В исследуемом случае этими частицами являются микрозародыши газа, существование которых возможно при растворении СО2 в техниче- ской или водопроводной воде. Микрозародыши имеют размеры от 1 10–6 äî

1 10–3 см, что сопоставимо с размерами каналов исследуемой пористой среды (2,4 10–4–1,8 10–3 ñì).

Механизм подобных процессов для рассматриваемого случая можно изло-

756

жить следующим образом. Микрозародыши газа под действием деформации, которой они подвергаются при движении в поровом пространстве, постепенно запирают поры в узких местах. Таким образом, уменьшение фильтрационного расхода во времени связано с неравновесным процессом «поиска» мельчайшими частицами газа узких мест, где они запирают каналы порового пространства. Запирание происходит в течение некоторого характерного времени. Если фильтрационный поток прекращается, то микрозародыши начинают релаксировать, и по прошествии их времени релаксации жидкость возвращается к исходному равновесному состоянию. Для подтверждения этого была проведена периодическая фильтрация карбонизированной воды с различными по длительности перерывами.

Выявлено, что после остановки система возвращается к исходной и расход вновь возрастает. Очевидна зависимость приращения расхода от продолжительности остановки — при длительных остановках (11—12 ч) приращения большие, при коротких (1—3 ч) незначительные. Это связано с существованием времени релаксации микрозародышей газа в жидкости.

Согласно принятой схеме зависимость процесса восстановления расхода экспоненциальная, поэтому за несколько часов остановки полного восстановления расхода не происходит, и конечное состояние системы следует считать квазиравновесной.

Далее были проведены аналогичные эксперименты в однородной пористой среде, в качестве которой использовали кварцевый песок. Проницаемость модели составила 112 мкм2. Фильтрация карбонизированной воды (ðíàñ = 3,7 МПа) осуществлялась с постоянным перепадом давления (ðâõ = 9,5 ÌÏà, ðâûõ = = 4,8 МПа). При этих условиях можно заметить незначительное уменьшение расхода. Затем в предположении, что размеры микрозародышей в этом случае были в основном меньше размеров пор, была проведена фильтрация этой системы вблизи давления насыщения (ðâõ = 6 ÌÏà; ðâûõ = 4 МПа), где количество и размеры микрозародышей заметно увеличиваются. Здесь уже наблюдается явное уменьшение расхода и восстановление его после остановки.

Для оценки влияния газа, содержащегося в жидкости, на фильтрационный расход был проведен опыт по фильтрации отвакуумированной водопроводной воды, условия которого аналогичны предыдущим. Результаты опыта показали, что в этом случае уменьшения расхода не происходит, даже наоборот, среднее значение расхода в трех циклах несколько увеличивается.

Опыт на водопроводной воде показал, что затухание расхода карбонизированной воды в пористой среде при постоянном перепаде давления связано с наличием в жидкости микрозародышей углекислого газа.

Таким образом, при фильтрации карбонизированной воды в пласте может иметь место неравновесный процесс уменьшения приемистости скважин. С целью повышения приемистости рекомендуется проводить закачку карбонизированной воды циклически с периодическими остановками, достаточными для возвращения жидкости в исходное или квазиравновесное состояние.

757

8.3. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОВЫХ

ИГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

СВНУТРИКОНТУРНЫМ ЗАВОДНЕНИЕМ

Предлагаемый для опытно-промышленного опробования способ внутриконтурного заводнения газовых и газоконденсатных месторождений предусматривает следующее. В разрезе залежи выделяется прослой-разделитель — пачка II с пониженными ФЕС относительно вмещающих отложений (рис. 8.9) и проводится закачка воды в нижнюю часть залежи — пачку III, под этот прослой. Газ отбирается из верхней части залежи — пачки I . Закачка воды в пачку III проводится одновременно с отбором газа из пачки I, при этом режимы нагнетания воды и отбора газа должны быть таковы, чтобы исключались прорывы воды в пачку II, т.е. пласты пачки II должны выдерживать градиент давления между обводняемой и газонасыщенной частями залежи по всей площади ее распространения и работать как полупроницаемая газонасыщенная мембрана, которая пропускает лишь газ.

Вытеснение газа из заводняемой части залежи (пачка III) до остаточной газонасыщенности (≤ 20 %) обеспечивается при соблюдении следующих условий.

Внутриконтурная закачка воды под прослои с пониженными ФЕС проводится в режиме, исключающем прорывы воды в пачку I. Отбор газа из пачки I обеспечивает незначительное понижение пластового давления в пачке III относительно давления начала закачки воды. При этом весь газ будет поступать лишь в газонасыщенную часть пачки I, если в ней будет поддерживаться пластовое давление не выше минимального давления в законтурной части в процессе всего периода эксплуатации месторождения. Если закачка воды проводится с начала разработки месторождения, что наиболее целесообразно, то пластовое давление в пачках I è III не должно превышать начального во избежание потерь газа за счет его поступления в законтурную часть залежи. Закачка воды в пачку III прекращается после обводнения пачки II, что фиксируется по данным повторного нейтронного каротажа. Обводнение пачки II обусловит капиллярное поступление воды в пачку I, что вызовет уменьшение газонасыщенности до уровня критической в прилегающих к пачке II отложениях пачки I.

Дальнейшая эксплуатация месторождения должна продолжаться на режиме истощения (отбор газа из пачки I), если же пачку I можно разделить на три

Рис. 8.9. Схема эксплуатации газовых и газоконденсатных

месторождений с внутриконтурным заводнением

758