Способ увеличения коэффициента извлечения конденсата

Изобретение относится к области газодобывающей промышленности, а именно к повышению коэффициента извлечения конденсата газоконденсатной залежи. Обеспечивает повышение конечного коэффициента извлечения конденсата из газоконденсатного месторождения массивного типа за счет заводнения продуктивного коллектора и учета сегрегационных процессов в течение предшествующего длительного периода времени разработки в режиме истощения. Сущность изобретения: способ включает разработку газоконденсатного месторождения в режиме истощения пластовой энергии на первом этапе и заводнение продуктивного коллектора на втором этапе. Согласно изобретению на газоконденсатном месторождении массивного типа допускают на первом этапе формирование выше уровня газоводяного контакта оторочки конденсата, при конденсатонасыщенности порового пространства продуктивного коллектора, за счет сегрегационных процессов. Бурят на оторочку конденсата систему горизонтальных и/или вертикальных добывающих и нагнетательных скважин или используют имеющийся фонд добывающих скважин, из которых забуривают боковые горизонтальные и/или наклонно-направленные стволы для формирования добывающих и нагнетательных скважин. При этом в нагнетательные скважины закачивают воду в режиме пропитки продуктивного коллектора. Для этого воду обрабатывают химическим реагентом или воду закачивают с газом, а из добывающих скважин извлекают конденсат. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности. А именно, к повышению коэффициента извлечения конденсата при разработке газоконденсатного месторождения массивного типа.

Известен способ повышения коэффициента извлечения конденсата (КИК), предусматривающий трехэтапную разработку газоконденсатного месторождения (см. Ливада Г.М. Автореферат кандидатской диссертации «Исследование конденсатоотдачи при разработке газоконденсатных месторождений», Московский институт нефтехимической и газовой промышленности им. И.М.Губкина, 1972, с. 9-11). Согласно этому способу, на первом этапе месторождение разрабатывается в режиме истощения пластовой энергии. При этом происходит выпадение конденсата в пласте. На втором этапе реализуется частичный сайклинг-процесс с закачкой в пласт обогащенного пропан-бутановыми фракциями газа. Это позволяет растворить в извлекаемом газе часть выпавшего в пласте конденсата. Добыча закачанного газа с растворившимся в нем конденсатом приводит к росту КИК. На третьем этапе месторождение вновь разрабатывается в режиме истощения с дополнительной добычей конденсата.

Недостатками способа являются:

- необходимость наличия ресурсов обогащенного пропан-бутановыми фракциями газа;

- частичная консервация закачиваемого в пласт газа, что в определенной мере равносильно замораживанию капиталовложений;

- значительные капитальные, энергетические и эксплуатационные затраты на реализацию частичного сайклинг-процесса.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ заводнения газоконденсатного месторождения (см. Закиров С.Н. Разработка газовых, газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений. Изд. "Струна", 1998, с.506-517). Согласно прототипу, газоконденсатное месторождение на первом этапе разрабатывают в режиме истощения пластовой энергии. С сопутствующим выпадением конденсата в пласте. На втором этапе осуществляют заводнение пласта с целью извлечения выпавшего в продуктивном коллекторе конденсата, то есть увеличения конечного КИК.

Недостатком способа является предпочтительность его применения к газоконденсатному месторождению с пластовым строением ловушки. Ибо предполагается, что закачиваемая в пласт вода постепенно будет формировать вал конденсата на фронте вытеснения, что затем позволит извлекать конденсат соответствующими добывающими скважинами. Недостаток способа заключается также в следующем. Формирующийся вал конденсата не приурочен к какой-то зоне месторождения. Он постоянно перемещается закачиваемой водой. В такой ситуации требуется большое количество добывающих скважин. Чтобы каждая из них в соответствующее время отобрала какое-то количество конденсата из проходящего мимо нее вала конденсата. И, наконец, отсутствуют какие-либо соображения по применению способа в случае массивного типа месторождения, с этажом продуктивности порядка 1500 м, например, как в случае Вуктыльского газоконденсатного месторождения.

Техническим результатом заявленного нами предлагаемого изобретения является повышение конечного коэффициента извлечения конденсата из газоконденсатного месторождения массивного типа за счет заводнения продуктивного коллектора и учета сегрегационных процессов в течение предшествующего длительного периода времени разработки в режиме истощения.

Технический результат в способе увеличения коэффициента извлечения конденсата включающем разработку газоконденсатного месторождения в режиме истощения пластовой энергии на первом этапе и заводнение продуктивного коллектора на втором этапе достигается тем, что на газоконденсатном месторождении массивного типа допускают на первом этапе формирование выше уровня газоводяного контакта оторочки конденсата с конденсатонасыщенностью порового пространства продуктивного коллектора более 50% за счет сегрегационных процессов, бурят на оторочку конденсата систему горизонтальных и/или вертикальных добывающих и нагнетательных скважин или используют имеющийся фонд добывающих скважин, из которых забуривают боковые горизонтальные и/или наклонно-направленные стволы для формирования добывающих и нагнетательных скважин, при этом в нагнетательные скважины закачивают воду в режиме капиллярной пропитки продуктивного коллектора, для чего воду обрабатывают химическим реагентом или воду закачивают с газом, а из добывающих скважин извлекают конденсат.

Кроме того, для интенсификации сегрегационных процессов осуществляют сейсмоакустические воздействия на пласт.

Существенными отличительными признаками заявленного нами предлагаемого изобретения являются:

- на газоконденсатном месторождении массивного типа допускают на первом этапе формирование выше уровня газоводяного контакта оторочки конденсата с конденсатонасыщенностью порового пространства продуктивного коллектора более 50% за счет сегрегационных процессов;

- бурят на оторочку конденсата систему горизонтальных и/или вертикальных добывающих и нагнетательных скважин или используют имеющийся фонд добывающих скважин, из которых забуривают боковые горизонтальные и/или наклонно-направленные стволы для формирования добывающих и нагнетательных скважин;

- в нагнетательные скважины закачивают воду в режиме капиллярной пропитки продуктивного коллектора, для чего воду обрабатывают химическим реагентом или воду закачивают с газом, а из добывающих скважин извлекают конденсат;

- для интенсификации сегрегационных процессов осуществляют сейсмоакустические воздействия на пласт.

Заявленная последовательность действий и совокупность известных и отличительных существенных признаков были неизвестны из научно-технической и патентной информации, что может соответствовать критерию «Новизна».

Заявленная последовательность действий и совокупность известных и отличительных признаков не являются очевидными для среднего специалиста в данной области знаний, что соответствует критерию «Изобретательский уровень».

Анализ имеющегося отечественного оборудования показывает, что заявленный нами «способ увеличения коэффициента извлечения конденсата» легко может быть реализован на газоконденсатном месторождении массивного типа, что отвечает требованиям критерия «Промышленная применимость».

Способ увеличения коэффициента извлечения конденсата осуществляется в следующей последовательности.

Для разрабатываемого в режиме истощения пластовой энергии газо-конденсатного месторождения создают сначала 3D геологическую, а затем 3D газогидродинамическую модель пласта. Одновременно выполняют следующие исследования:

- На основе лабораторных экспериментов на кернах определяют порог подвижности для конденсата при вытеснении его водой, а также газом, относительные фазовые проницаемости для газа, воды и конденсата и соответствующие кривые капиллярного давления для планируемых на втором этапе разработки термобарических условий;

- В нескольких скважинах с забоями вблизи текущего газоводяного контакта осуществляют геофизические исследования с целью определения профиля конденсатонасыщенности вдоль вертикальной координаты;

- С использованием указанных результатов исследований осуществляют адаптацию 3D газогидродинамической модели месторождения к фактическим данным предшествующей эксплуатации скважин;

На основе садаптированной 3D газогидродинамической модели месторождения осуществляют многовариантные прогнозные расчеты. В этих вариантах варьируют число и тип добывающих и нагнетательных скважин, систему их размещения, технологические режимы их эксплуатации и соответствующий комплекс геолого-технологических мероприятий по скважинам. Технико-экономический анализ исследуемых вариантов позволяет выбрать оптимальный.

Пример реализации предлагаемого способа.

В нашей стране на заключительной стадии разработки находится уникальное по запасам газа и конденсата Вуктыльское газоконденсатное месторождение. Месторождение характеризуется этажом газоносности около 1500 м и высоким начальным содержанием конденсата в газе (более 300 г/м³). Коллектор карбонатный, трещиновато-пористый.

Вуктыльское месторождение разрабатывается с 1968 года в режиме истощения пластовой энергии. В результате потери выпавшего в пласте конденсата, по разным оценкам, составляют от 100 до 120 млн т. Стоимостная оценка этих потерь при современной цене на нефть около 60 долларов США за баррель составляет 40-50 млрд долларов США. Поэтому проблема дополнительного извлечения выпавшего в пласте конденсата является народно-хозяйственно важной.

В карбонатном коллекторе основные запасы выпавшего конденсата приходятся на низкопроницаемые матрицы. Известно, что закачиваемый сухой газ фильтруется в основном по системе трещин, не производя полезной работы по вытеснению конденсата газом из системы матриц.

Длительный период разработки Вуктыльского месторождения в режиме истощения пластовой энергии, естественно, сопровождался сегрегационными процессами.

Зная начальное содержание конденсата в газе, нетрудно подсчитать, что выпавший в пласте Вуктыльского месторождения конденсат занимает 12-13% порового пространства. Специалисты в такой оценке единодушны.

Согласно ранее выполненным лабораторным экспериментам (см. Закиров С.Н. Разработка газовых, газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений. Изд. "Струна", 1998, с.506-517), конденсат приобретает подвижность при конденсатонасыщенности равной 3-6%.

Примем завышенную пороговую конденсатонасыщенность в 6%. Тогда заниженные ресурсы потерянного в пласте конденсата, способного участвовать в сегрегационном процессе, составят 50-60 млн т. Можно предположить, что именно такими запасами будет характеризоваться сформировавшаяся оторочка конденсата.

Прогноз динамики сегрегационных процессов был выполнен на 3D гидродинамической модели участка месторождения, которая в среднем соответствует Вуктылу по:

- коллекторским свойствам;

- этажу газоносности;

- свойствам флюидов (включая газоконденсатную характеристику);

- плотности сетки скважин и степени вскрытия продуктивной толщи;

- темпу отбора газа и, соответственно, динамике пластового давления, определяющей динамику выпадения ретроградного конденсата.

Численные эксперименты показали, что за период разработки участка, соответствующего периоду разработки Вуктыльского месторождения, в нижней части образуется зона жидкостного насыщения (чертеж). Конденсатонасыщенность этой зоны превышает 0,5.

Для интенсификации сегрегационных процессов целесообразно использовать известные сейсмоакустические способы воздействия на пласт (см. Н.П.Ряшенцев, Ю.С.Ащенков и др. «Управляемое сейсмическое воздействия на нефтяные залежи». Препринт №31, СКБ прикладной геофизики. СоАН СССР, Новосибирск, 1989, с.37).

Разработку такой оторочки конденсата в карбонатном коллекторе эффективно можно осуществить только на основе заводнения пласта. Ибо закачиваемая вода будет вытеснять конденсат не только из системы трещин, но и из матриц коллектора за счет капиллярной пропитки. Капиллярная пропитка при наличии маловязкого конденсата будет характеризоваться высоким коэффициентом вытеснения. Эффективность капиллярной пропитки возрастает, если закачиваемую воду обрабатывать одним из многочисленных химических реагентов. А также при реализации, например, водогазового воздействия.

Процесс заводнения производят на основе бурения горизонтальных и/или вертикальных добывающих и нагнетательных скважин. Скважины размещают по площадной или рядной системе.

Заниженная оценка коэффициента извлечения конденсата из оторочки конденсата равняется 0,2. Тогда дополнительно извлекаемые запасы конденсата составят 10-12 млн т, или 4-5 млрд долларов США. На реализацию предлагаемого способа увеличения КИК, экспертно, потребуется 0,4-0,5 млрд долларов США.

Внедрение предлагаемого способа весьма важно и с социальной точки зрения. Ибо жители и специалисты города Вуктыл будут иметь работу на ближайшие 20-30 лет.

Таким образом, предлагаемый способ увеличения коэффициента извлечения конденсата характеризуется простотой реализации, высокой экономической эффективностью и решает важную социальную проблему занятости населения.

1. Способ увеличения коэффициента извлечения конденсата, включающий разработку газоконденсатного месторождения в режиме истощения пластовой энергии на первом этапе и заводнение продуктивного коллектора на втором этапе, отличающийся тем, что на газоконденсатном месторождении массивного типа допускают на первом этапе формирование выше уровня газоводяного контакта оторочки конденсата, при конденсатонасыщенности порового пространства продуктивного коллектора, за счет сегрегационных процессов, бурят на оторочку конденсата систему горизонтальных и/или вертикальных добывающих и нагнетательных скважин или используют имеющийся фонд добывающих скважин, из которых забуривают боковые горизонтальные и/или наклонно-направленные стволы для формирования добывающих и нагнетательных скважин, при этом в нагнетательные скважины закачивают воду в режиме пропитки продуктивного коллектора, для чего воду обрабатывают химическим реагентом или воду закачивают с газом, а из добывающих скважин извлекают конденсат.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для интенсификации сегрегационных процессов осуществляют сейсмо-акустические воздействия на пласт.