Способ создания подземного хранилища в водоносном пласте неоднородного литологического строения

 

Изобретение относится к газовой промышленности и предназначено для использования при сооружении и эксплуатации подземных хранилищ. Способ создания подземного хранилища газа в водоносном пласте неоднородного литологического строения включает дифференцированную по глубине пласта закачку и отбор газа из скважин потребителю. Новым является то, что по мере формирования при закачке газа газонасыщенного объема в нагнетательных скважинах на нижнюю часть пласта изолируют нижнюю часть пласта, вскрывают верхнюю и производят отбор из верхней части пласта. 1 ил.

Изобретение относится к газовой промышленности и предназначено для использования при сооружении и эксплуатации подземных хранилищ в водоносных пластах, преимущественно неоднородных по литологическому строению.

Известен способ освоения нижней части порового объема пласта и предотвращения преждевременного обводнения порового пространства структурной ловушки в водоносном пласте, при котором осуществляют направленную закачку газа через специально пробуренные скважины, имеющие низкий интервал вскрытия [1] Однако недостатком способа являются ограниченная закачка газа в нижезалегающий пропласток и недоиспользование порового объема пласта-коллектора.

Наиболее близким по технической сути и получаемому результату к предлагаемому является способ создания подземного хранилища в водоносном пласте, при котором проводят дифференциацию закачки и отбора газа по толщине пласта с учетом неоднородного строения, что обеспечивает наиболее благоприятные условия для эксплуатации газохранилищ [2] Последовательная закачка газа, начиная с нижней части пласта, способствует более равномерному перемещению газоводяного контакта и тем самым, приводит к созданию "сухого поля" в районе расположения эксплуатационных скважин.

Недостатком указанного способа является то, что в процессе отбора газа скважины, перфорированные на нижнюю часть коллектора, участвуют только в начальной стадии в силу их быстрого обводнения, так что практически они работают в качестве нагнетательных, обеспечивая стабильную работу добывающих скважин с высоким интервалом вскрытия.

Для увеличения активного объема хранилища и роста его производительности в известном способе, включающем дифференцированную по глубине пласта закачку и отбор газа из скважин потребителю, отличающийся тем, что по мере формирования газонасыщенного объема в нагнетательных на нижнюю часть пласта скважинах изолируют нижнюю часть пласта, вскрывают верхнюю и производят отбор из верхней части пласта. За счет перевода скважин с низким уровнем вскрытия на более высокие отметки пласта-коллектора увеличивают число устойчиво работающих высокодебитных добывающих скважин, что позволяет достичь прироста объема отбора до полного обводнения хранилища, а также пропорционально повышает его производительность.

В процессе формирования газонасыщенного объема вследствие большой разницы в удельных весах и в вязкостях закачиваемого газа и вытесняемой воды происходит опережающее движение газа в прикровельных частях пласта-коллектора при застое в более нижних его частях, что резко уменьшает степень использования потенциально возможного объема ловушки и сокращает объем отбора газа до полного обводнения эксплуатационных скважин. Увеличение длины интервала вскрытия от кровли в глубину пласта дает незначительный эффект при закачке, снижая в то же время эффективность проведения отбора. Поэтому при создании ПХГ осуществляют направленную закачку газа через скважины, имеющие низкий интервал вскрытия.

В то же время по мере того, как газонасыщенный объем в пласте оказывается сформированным ( в том числе и в нижней его части благодаря направленной закачка) в области с наличием остаточной газонасыщенности газ при закачке проникает достаточно легко, даже при нагнетании через скважины с высоким интервалом вскрытия. Поэтому появляется возможность перевести часть скважин, используемых ранее для формирования газонасыщенной зоны в нижней части пласта и выполнивших на стадии создания ПХГ свое технологическое назначение в качестве нагнетательных, в добывающие из верхних, наименее обводняемых частей коллектора.

При этом уменьшение числа скважин, вскрывающих нижние части пласта не приводит к снижению степени использования порового объема пласта-коллектора, поскольку в силу геолого-физических особенностей процесса фильтрации в пористой среде газ, уже поступивший в нижнюю часть, сохраняет при отборе остаточную газонасыщенность и при последующих циклах закачки хорошо заполняет уже освоенные им области при нагнетании через меньшее число скважин, а также через скважины с более высокими отметками вскрытия.

Достижение поставленной задачи оказывается возможным при минимальных затратах на изменения интервалов вскрытия скважин. Количество скважин, которое целесообразно перевести на верхние части коллектора, определяются степенью вертикальной взаимосвязи в пласте, обусловленной его слоистой неоднородностью и уточняется на основании анализа создания и эксплуатации хранилища.

На чертеже представлен разрез литологически неоднородного пласта.

Пласт состоит из двух условно выделенных частей: верхней 1 и нижней 2, разделенных менее проницаемыми экранами. Каждая часть пласта вскрыта группами скважин 3,4, подключенных к компрессорным агрегатам.

На начальной стадии формирования и эксплуатации хранилища операции по хранению газа осуществляют в соответствии с известным способом [2] следующим образом. Закачку газа начинают через скважины 3, затем подключают скважины 4; отбор из пласта происходит в обратной последовательности сначала через скважины 4, затем подключают скважины 3. После того как в водоносном пласте сформируется достаточно устойчивая область газонасыщенности (для этого требуется в зависимости от свойств пласта-коллектора 3-5 циклов закачки газа) в некоторых из скважин 4 изолируют вскрытый интервал в нижней части пласта путем цементирования, а в верхней части пласта эти скважины, наоборот, перфорируют и через них производят отбор.

В результате изложенного изменения технологического назначения части скважин в процессе эксплуатации ПХГ достигается увеличение производительности и активной емкости хранилища без затрат на бурение дополнительных скважин.

Пример. Пласт-коллектор залегает на глубине 500 м и имеет мощность 35 м. Предельный активный объем при закачке и отборе через скважины, вскрывающие только верхнюю часть коллектора, составил 300 млн.м³ при больших объемах газ начал распространяться за пределы структурной ловушки в неконтролируемую зону пласта. Осуществление принудительного нагнетания через группу скважин с низкими отметками вскрытия позволило освоить нижнюю часть порового объема пласта, что привело к росту активного объема до 360 млн.м³ Через три года, после формирования зоны устойчивой газонасыщенности в нижней части пласта, четыре скважины переводят на верхнюю часть коллектора, откуда с наибольшей эффективностью возможно проведение отбора газа. Это дает возможность дополнительного прироста активного объема на 50 млн.м³.

Предложенный способ при использовании его на стадии проектирования хранилища в водоносном пласте, представленном чередующимися проницаемыми и полупроницаемыми пропластками, позволяет сократить число проектируемых эксплуатационных скважин за счет поочередного освоения всей потенциальной мощности пласта-коллектора путем последовательного перевода части скважин с нижних горизонтов на вышележащие.

Формула изобретения

Способ создания подземного хранилища газа в водоносном пласте неоднородного литологического строения, включающий дифференцированную по глубине пласта закачку и отбор газа из скважин потребителю, отличающийся тем, что по мере формирования при закачке газа газонасыщенного объема в нагнетательных на нижнюю часть пласта скважинах изолируют нижнюю часть пласта, вскрывают верхнюю и производят отбор из верхней части пласта.

РИСУНКИ

Рисунок 1