Способ разработки газогидратной залежи

Изобретение относится к области газодобывающей промышленности, в частности к способам интенсификации добычи углеводородов, и может быть использовано при разработке трудноизвлекаемых залежей газа, в том числе газогидратных. Обеспечивает повышение газоотдачи пластов в масштабе залежи за счет максимального ее охвата по площади. Сущность изобретения: способ включает бурение перепускных скважин до пласта с терминальными высоконапорными водами, нижележащего относительно газогидратной залежи, с горизонтальным ответвлением под подошвой газогидратной залежи для перепуска термальной высоконапорной пластовой воды из нижележащего горизонта в вышележащий. Затем осуществляют добычу газа с поддержанием давления в разрабатываемой залежи и бурение газоотводящих скважин с вертикальным отводом на поверхность. Согласно изобретению вначале в центральной части газогидратной залежи производят бурение перепускной скважины до пласта с термальными высоконапорными водами для подачи пластовой воды в газогидратную залежь. Выполняют ответвление под подошвой газогидратной залежи горизонтальными скважинами. Затем производят бурение в верхней части газогидратной залежи горизонтальных газоотводящих скважин с вертикальным отводом на поверхность. Дебит термальной пластовой воды, необходимый для обработки 1 м³ породы, принимают по аналитическому выражению. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области газодобывающей промышленности, в частности к способам интенсификации добычи углеводородов, и может быть использовано при разработке трудноизвлекаемых залежей газа, в том числе газогидратных.

Известен способ разработки газогидратной залежи, включающий создание трещины методом гидроразрыва, закачку теплоносителя в трещину с температурой выше температуры залежи и доставку продуктов разложения газогидратов и охлажденного теплоносителя на поверхность, причем трещину гидроразрыва создают в подошве газогидратной залежи, а воду закачивают с поверхности или из нижележащего водоносного горизонта (см. авторское свидетельство СССР №1574796, 5МПК Е 21 В 43/16, опубл.30.06.90, бюл.№24).

Недостатком описанного способа является недостаточная эффективность газоотдачи, обусловленная низким охватом пласта вертикальными эксплуатационными скважинами.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ разработки газогидратной залежи, включающий бурение перепускных и эксплуатационных скважин в породе с последующей добычей через перпускные скважины газа с поддержанием давления в разрабатываемой залежи путем перепуска термальной высоконапорной пластовой воды из нижележащего горизонта в вышележащий, при этом производят бурение перпускной скважины до пласта с термальными высоконапорными водами, нижележащего относительно газогидратной залежи, выполняют горизонтальное ответвление под подошвой газогидратной залежи для подачи пластовой воды и бурение газоотводящей скважины с вертикальным отводом на поверхность (см. SU №1574796, 30.06.1990, 5 с.).

Недостатком описанного способа является недостаточная эффективность газоотдачи при разработке трудноизвлекаемых залежей газа. Это обусловлено тем, что расположение перепускных скважин по периферии залежи замедляет процесс теплообмена, теплопереноса, фазового перехода, вытеснения газа, находящегося в сортированном состоянии, в твердом растворе и в низкопроницаемых коллекторах из-за низкого охвата напорными термальными водами разрабатываемой залежи и вследствие этого ограниченной площади контакта и теплообмена, а следовательно, продолжительного и неэффективного извлечения газогидратов, характеризуемого недостаточной проницаемостью, вытеснением и разложением.

Заявляемое изобретение направлено на обеспечение интенсификации разработки газогидратных залежей, а именно, повышение газоотдачи пластов в масштабе целой залежи путем максимального ее охвата по площади.

При осуществлении изобретения достигается задача: повышение эффективности разработки трудноизвлекаемых источников газа за счет теплового воздействия, расширения объема пор и трещин, разложения, фазовых превращений газогидратов, вытеснения и растворения газа под действием перепада давления.

В результате решения этих задач достигается технический результат - расширение области применения технологии по извлечению газа из скоплений гидратов.

Поставленная задача достигается тем, что по способу разработки газогидратной залежи, включающему бурение перепускных скважин до пласта с термальными высоконапорными водами, нижележащего относительно газогидратной залежи, с горизонтальным ответвлением под подошвой газогидратной залежи для перепуска термальной высоконапорной пластовой воды из нижележащего горизонта в вышележащий и последующей добычи газа с поддержанием давления в разрабатываемой залежи и бурение газоотводящих скважин с вертикальным отводом на поверхность, вначале в центральной части газогидратной залежи производят бурение перепускной скважины до пласта с термальными высоконапорными водами для подачи пластовой воды в газогидратную залежь, выполняют ответвление под подошвой газогидратной залежи горизонтальными скважинами, затем производят бурение в верхней части газогидратной залежи горизонтальных газоотводящих скважин с вертикальным отводом на поверхность, при этом дебит термальной пластовой воды, необходимый для обработки 1 м³ породы, принимают:

где q - дебит термальной пластовой воды;

С_n - теплоемкость породы, ккал/м^3,0C;

С_T - теплоемкость термальной пластовой воды, ккал/м ^3,0С;

Δ Т=Т₀-Т_пл,°С;

Δ Т_ф=Т_ф-Т_пл,°С;

Т₀ - температура термальной пластовой воды, ° С;

Т_пл - температура пласта, ° С;

T_ф - температура фазового перехода,°С;

m - пористость;

Δ Н - теплота фазового перехода газогидрата, ккал/м³;

α _гид - коэффициент гидратонасыщенности (α _гид=0,3-0,5).

В процессе разработки осуществляют контроль давления высоконапорных термальных пластовых вод.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет осуществлять эффективное тепловое воздействие на газогидратную залежь высоконапорными термальными водами нижележащего горизонта с расширением зоны воздействия путем перепуска термального агента в горизонтальные скважины, расположенные ниже и внутри продуктивного пласта. При этом наблюдается эффект расширения объема пор и трещин, разложения газогидратов, который достигается комбинированным тепловым и ингибирующим воздействием, и, как следствие, вытеснение и растворение газа под действием перепада давления при движении фронта газонасыщенной жидкости снизу вверх по всему массиву пласта.

Кроме того, при этом увеличивается химическое и тепловое воздействие контактирующей поверхности минерализованной термальной пластовой воды. Например, увеличение концентрации хлористого кальция в термальной пластовой воде на 1% снижает равновесную температуру гидратообразования на 0,5° С. Кроме того, термальная пластовая вода с высокой степенью минерализации имеет теплоемкость значительно превышающую теплоемкость, пресной воды.

Количество высоконапорной термальной пластовой воды регламентируется в соответствии с предлагаемой формулой, что позволяет наиболее эффективно осуществлять разработку залежи без опасности превышения пластового давления выше горного, исключая возникновение неуправляемого гидроразрыва пласта.

В результате воздействия перечисленных факторов существенно повышается степень извлечения газа в масштабе целой залежи, особенно в случае трудноизвлекаемых источников.

Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором схематически изображено расположение скважин.

Способ осуществляется следующим образом.

Производят бурение перепускной скважины 1 в центральной части газогидратной залежи (ГГЗ) 2 до пласта с термальными высоконапорными пластовыми водами (ТВПВ) 3, расположенного ниже ГГЗ 2, затем под подошву ГГЗ 2 бурят горизонтальную скважину 4, в которую подается ТВПВ 3, пронизывающая весь пласт ГГЗ 2. От перепускной скважины 1 в верхнюю часть ГГЗ бурят горизонтальную скважину 5 с вертикальным отводом на поверхность 6. В результате воздействия ТВПВ на ГГЗ происходит отбор газа из горизонтальной скважины 5 и выпуск его на поверхность через вертикальный отвод 6, при этом в скважине 5 создается давление ниже давления насыщения газа, что способствует его эффективному извлечению.

Пример конкретного выполнения. Лаявожское месторождение, продуктивный пласт которого содержит газогидратную залежь.

Теплоемкость породы составляет С_n=600 ккал/м³·°С; m=0,2;

Δ Н=1,25 ккал/м³, α _гид=0,4; T₀=90°С; T_пл=0°С; теплоемкость термальной пластовой воды С_T=1000 ккал/м³·°С, соответственно

т.е. для осуществления способа по предлагаемому изобретению необходимо на каждый 1 м³ породы примерно 0,178 м³ термальной пластовой воды. Так как термальная пластовая вода содержит ингибиторы гидратообразования и ее температура значительно превышает температуру разложения газогидрата, возможна циклическая закачка термально пластовой воды.

1. Способ разработки газогидратной залежи, включающий бурение перепускных скважин до пласта с терминальными высоконапорными водами, нижележащего относительно газогидратной залежи, с горизонтальным ответвлением под подошвой газогидратной залежи для перепуска термальной высоконапорной пластовой воды из нижележащего горизонта в вышележащий и последующей добычи газа с поддержанием давления в разрабатываемой залежи и бурение газоотводящих скважин с вертикальным отводом на поверхность, отличающийся тем, что вначале в центральной части газогидратной залежи производят бурение перепускной скважины до пласта с термальными высоконапорными водами для подачи пластовой воды в газогидратную залежь, выполняют ответвление под подошвой газогидратной залежи горизонтальными скважинами, затем производят бурение в верхней части газогидратной залежи горизонтальных газоотводящих скважин с вертикальным отводом на поверхность, при этом количество термальной пластовой воды, необходимое для обработки 1 м³ породы принимают

где q - количество термальной пластовой воды, необходимое для обработки 1 м³ породы, м³;

С_п - теплоемкость породы, ккал/м³·°С;

С_т - теплоемкость термальной пластовой воды, ккал/м³·°С;

ΔТ=Т₀-Т_пл,° С;

Т₀ - температура термальной пластовой воды, ° С;

Т_пл - температура пласта, ° С;

m - пористость;

Δ H - теплота фазового перехода газогидрата, ккал/м³;

α _гид - коэффициент гидратонасыщенности.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе разработки осуществляют контроль давления высоконапорных термальных пластовых вод.