Способ повышения конденсатоотдачи при разработке газоконденсатной залежи

 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к разработке газоконденсатных месторождений с высоким содержанием конденсата в условиях сайклинг-процесса. Способ предусматривает сайкинг-процесс с циклическим понижением пластового давления с прорывов сухого газа в эксплуатационные скважины. После прорыва нагнетаемого сухого газа понижение пластового давления производят на величину, определяемую из соответствующего математического выражения.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке газоконденсатных месторождений с высоким содержанием конденсата в условиях сайклинг-процесса.

Основным показателям, характеризующим эффективность применения сайклинг-процесса при разработке газоконденсатных залежей, является при прочих равных условиях достигтутый коэффициент охвата вытеснением "сырого"газа"сухим". Указанный коэффициент представляет собой отношение величины порового газонасыщенного объема, в котором произошло замещение сырого газа сухим, к суммарному газонасыщению поровому объему залежи. В общем случае охват вытеснением зависит от сложности геологического строения залежи, неоднородности коллекторов по площади и разрезу, направления движения фильтрационных потоков, наличия в разрезе непроницаемых пропластков.

Известен способ разработки залежей с поддержанием пластового давления (ППД) путем попеременной циклической закачки легких газообразных и жидких углеводородов в сводовую часть, а отбор осуществляется из нижней (периферийной) части залежи. В данном случае повышение эффективности извлечения углеводородов обеспечивается за счет попеременной циклической закачки газообразных и жидких легких углеводородных агентов и направления фильтрационных потоков [1] Кроме этого, при проектировании разработки с применением ППД обязательным условием является детальное изучение пространственного распределения разнопроницаемых коллекторов в объеме залежи, что является основой прогнозирования направления движения и интенсивности фильтрационных потоков.

Известен также способ разработки залежей с применением сайклинг-процесса в неоднородных коллекторах с разнопроницаемыми изолированными пластами [2] Указанный способ позволяет осуществлять активное регулирование направлений фильтрационных потоков при достоверном знании геологического строения залежи, что обеспечивает оптимизацию процесса вытеснения и достигается высокий коэффициент охвата при разработке в режиме сайклинг-процесса. Однако ни один из известных способов не обеспечивает регулирования повышения конденсатоотдачи пласта на уровне микроструктуры порового пространства.

Известно, что даже в достаточно однородном коллекторе существует часть порового газонасыщенного пространства, которое в условиях вытеснения газа газом при постоянном пластовом давлении не участвует в фильтрации. Это тупиковые поры, микроузлы, микроцелики.

Доля фильтрующего порового пространства при вытеснении газа газом определяется величиной коэффициента эффективной динамической пористости (К_пд), который в общем виде определяется соотношением: К_пд=К_п(К_г К_ог), (I) где К_п коэффициент открытой пористости; К_г коэффициент газонасыщенности; К_ог коэффициент остаточной газонасыщенности (застойные зоны в микроструктуре порового пространства).

В реальных условиях пласта объем нефильтрующих пор (К_ог) определяется геофизическими методами по так называемой полностью промытой прискважинной зоне пласта, в которой при проникновении фильтрата бурового раствора в пласт газ отжимается из всех фильтрующих пор. Образование зоны проникновения в пласте можно в первом приближении рассматривать как модель вытеснения при сайклинг-процессе, поэтому величина коэффициента остаточной газонасыщенности в полностью промытой зоне характеризует количество сырого газа в микроструктуре порового пространства вне каналов вытеснения.

В целом защемленный объем "сырого" газа в микроструктуре порового пространства (V _г.защ.), который не охвачен вытеснением, может быть определен объемным методом по соотношению: V_г.защ= S·h·K_п·Kf (2) где S площадь залежи; h толщина пласта-коллектора; приведенное пластовое давление; f поправка на температуру.

Фактические данные по изучению керна позволяют утверждать, что для многих залежей, приуроченных даже к достаточно однородным коллекторам, различие между эффективной и эффективной динамической пористостями может достигать 50% Задачей изобретения является повышение конденсатоотдачи при сайклинг-процессе с вовлечением "сырого" газа, расположенного вне каналов фильтрации (в микроструктуре порового пространства), в процессе вытеснения.

При поршневом вытеснении сырого газа сухим с поддержанием постоянного пластового давления невозможно извлечь газоконденсатную смесь из пор, лежащих вне путей фильтрации. Частичный переход конденсатной фракции в фильтрующую часть порового пространства происходит в результате диффузионных процессов, однако масштабы их чрезвычайно малы и не могут заметно повлиять на конечную конденсатоотдачу залежи.

Одним из возможных путей извлечения газа из тупиковых зон (микроузлов) является создание разности величин давлений в тупиковых и фильтрующих порах. С этой целью предлагается частичное снижение пластового давления путем прекращения закачки сухого газа в пласт при продолжающемся отборе. В результате понижения пластового давления наблюдается объемное расширение защемленного сырого газа и "выжимание" его в фильтрующую часть порового пространства. Величина снижения пластового давления, обеспечивающая оптимальный выход конденсата в фильтрующую часть порового пространства зависит от ряда факторов и может быть определена следующим образом.

Общий объем газоконденсатной смеси в залежи определяется выражением V_г= S·h·K_п·Kf. (3)
Объем конденсата, содержащегося в газе, равен
V_к=V_г ˙ q_ж (4) где q_ж конденсатный фактор пластового газа, см³/м³.

Объем газа, заключенного в нефильтрующем объеме порового пространства зоны вытеснения, определяется по формуле [2] Объем конденсата, не вовлеченного в сайклинг-процесс, на уровне микроструктуры порового пространства будет равен:
V_к.защ=V_г.защ ˙ q_ж. (5)
После осуществления сайклинг-процесса, когда фильтрующая часть порового пространства замещена сухим газом нагнетания (это фиксируется прорывом сухого газа в эксплуатационные скважины), в зоне вытеснения содержится сырой газ с конденсатом, который защемлен в тупиковых порах и узлах. Для его извлечения снижают пластовое давление в поровом пространстве на величину . Для этого необходимо отобрать из залежи объем газа, равный:
Q_г= V_г (6)
При выравнивании давления между фильтрующими порами и тупиковыми зонами из последних перетекает объем газа равный:
Q_г.пер= S·h·K_п·Kf (7) вместе с которым переносится конденсат в объеме
Q_г.пер=Q_г.пер ˙ q'_ж, (8) где q'_ж среднее содержание конденсата в перетекаемом газе.

После смешения в фильтрующих порах конденсатный фактор смеси (q_см) составит:
q_см=
Решая это уравнение относительно Δ Р, получим:
ΔP (10)
После снижения давления в залежи на величину Δ Р возобновляют сайклинг-процесс, осуществляя закачку сухого газа в нагнетательные скважины. К концу второго цикла сайклинг-процесса, когда газ в фильтрующих порах будет полностью замещен сухим газом и в эксплуатационных скважинах будет зафиксирован прорыв сухого газа из залежи будет дополнительно извлечен объем конденсата, равный
Q_к.доп=Q_к.пер=Q_г.пер ˙ q'_ж= S ˙ h ˙ K_п ˙ К_ог ˙ Δ Р ˙ f ˙ q'_ж. (11)
После этого опять применяют известный способ, где в расчете в формуле [10] вместо Р_пл подставляют величину (Р_пл- Δ Р), т.е. давление осуществления сайклинг-процесса второго цикла. Количество циклов повторят, пока q_см обеспечивает рентабельность закачки сухого газа.

Отличительным признаком предлагаемого изобретения является величина понижения пластового давления на каждом цикле сайклинг-процесса, определяемая соотношением [10] Контроль за понижением пластового давления осуществляется в эксплуатационных и нагнетательных скважинах.

Пооперационное осуществление способа:
производят разработку залежи в режиме сайклинг-процесса при постоянном пластовом давлении;
после прорыва "сухого" газа в эксплуатационные скважины и нерентабельности продолжения сайклинг-процесса из-за низкого конденсатного фактора переводят залежь в разработку на истощение всем фондом скважин;
понижают пластовое давление на величину, рассчитанную по соотношению [10]
повторяют цикл разработки в режиме сайклинг-процесса до экономически рентабельного содержания конденсата в добываемом газе;
в дальнейшем циклы понижения давления и сайклинг-процесса повторяют.

Осуществление предлагаемого способа разработки может быть внедрено в одном из блоков залежи гор. Т-1 Куличихинского месторождения, где планируется осуществлять сайклинг-процесс.

Исходные данные по залежи:
геологические запасы 2135,5 млн.м³
содержание конденсата в пластовом газе 246,5 г/м³
запасы конденсата 527 тыс.т.

начальное пластовое давление 43,6 МПа
коэффициент пористости 0,184
коэффициент газонасыщенности 0,925
средняя проницаемость 150 фм²
Оценка остаточной газонасыщенности неохваченной вытеснением в микроструктуре порового пространства проведена по формуле, приведенной в работе [4]
K_ог= K_г- (0,024 lg K_пр+ 0,03). (12)
Подставив исходные данные в формулу [12] получим, что К_ог 0,47. Допрорывный коэффициент охвата вытеснением сырого газа сухим для данной залежи составляет 0,4. То есть объем "сухого" газа в залежи на момент прорыва составит примерно 854 млн.м³. В допрорывный период при условии разработки залежи при начальном пластовом давлении q_ж<246,5 г/м³. После прорыва сухого газа в эксплуатационные скважины конденсатный фактор резко уменьшается и на определенном этапе закачка газа становится неэффективной.

Рассмотрим на сколько нужно понизить пластовое давление для того, чтобы при повторном сайклинг-процессе выход конденсата (q_см) составил 150 г/м³. Для этого воспользуемся формулой [10] Из расчетов следует, что для достижения выхода конденсата 150 г/м³ давление в залежи следует понизить на 16,5 МПа. То есть пластовое давление на второй ступени осуществления сайклинг-процесса должно составлять 27,1 МПа. Объем "сырого" газа в зоне вытеснения при пониженном пластовом давлении составит примерно 550 млн.м³, конденсата 32,5 тыс. т. Если разработать запасы зоны вытеснения на истощение, то будет добыто всего 30 тыс. т конденсата. Таким образом дополнительная добыча конденсата только на второй ступени сайклинг-процесса составит примерно 50 тыс. т.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ КОНДЕНСАТООТДАЧИ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ГАЗОКОНДЕНСАТНОЙ ЗАЛЕЖИ, включающий сайклинг-процесс с циклическим понижением пластового давления с прорывом сухого газа в эксплуатационную скважину, отличающийся тем, что после прорыва в эксплуатационные скважины нагнетаемого сухого газа производят понижение пластового давления на величину, определяемую соотношением

где P_пл пластовое давление в залежи на момент прорыва сухого газа в эксплуатационные скважины, МПа;
K_г, K_ог коэффициенты начальной и остаточной газонасыщенности коллектора, доли ед.

конденсатный фактор пластового газа, см³/м³;
q_см экономически рентабельный конденсатный фактор газа, см³/м³.