Разработка газоконденсатных залежей, приуроченных к низкопроницаемым коллекторам (на Вуктыле средняя проницаемость около 1014м2), — одна из наиболее сложных газопромысловых проблем. Особенно острой она становится после вступления месторождения в завершающую стадию эксплуатации, когда энергетические возможности пласта в основном уже исчерпаны. Несмотря на все принятые меры, включая использование перечисленных выше прогрессивных технико-технологических решений, к концу разработки Вуктыльского месторождения на режиме истощения в недрах этого объекта добычи газа и газового конденсата остаточные запасы газа составят несколько десятков миллиардов кубометров (порядка 10 % от начальных запасов), жидких углеводородов — около 100 млн. т (порядка 70% начальных запасов).
Известно, что в условиях низкопроницаемых коллекторов иногда невозможно отобрать с достаточной полнотой не только жидкие углеводороды, но и газ из- за резкого снижения фазовых проницаемостей при выпадении ретроградного конденсата в призабойных зонах скважины. Именно это обстоятельство побудило специалистов отказаться от разработки на режиме истощения месторождения Нокс-Бромайд: лабораторные исследования показали, что такой режим позволит отобрать лишь небольшую часть от запасов не только конденсата, но и газа (газоотдача не превысит 13%).
С целью изучения особенностей отбора газоконденсатной смеси из пласта, характеризующегося низкими коллекторскими свойствами, автором совместно с сотрудниками была реализована специальная исследовательская программа.
Предпринятые широкомасштабные экспериментальные исследования процесса испарения выпавшего конденсата при реализации режима истощения газоконденсатной системы в диапазоне давлений от р = р1 > рнк до р = р2 = 1 МПа впервые позволяют подвергнуть анализу результаты опытов, в которых процесс проводился до состояния глубокого истощения системы, причем проницаемости физических моделей пласта существенно различались. Использовали две модели длиной 1,002м, диаметром 0,387м и с одинаковой пористостью — 24,8 %. В одних случаях модели пласта содержали связанную воду, в других были сухими (по воде)
Эксперименты проводились применительно к условиям последнего этапа завершающей стадии разработки Вуктыльского НГКМ (Тпл=62 0С = const). Были сформулированы следующие исследовательские задачи.
1. Определение области давлений максимальной конденсации (то есть начала процесса нормального испарения) компонентов пластовой углеводородной смеси путем моделирования режима разработки залежи на истощение с использованием модельной газоконденсатной системы (ГКС), физических моделей пласта и сосуда PVT-соотношений. Решение этой задачи необходимо для определения диапазона пластовых давлений, при которых можно ожидать проявления эффекта нормального испарения ГКС в условиях Вуктыльского НГКМ. 2. Исследование процесса нормального испарения выпавшего конденсата в пористых средах с различными проницаемостью и водонасыщенностью. Решение этой задачи необходимо для оценки зависимости интенсивности испарения компонентов выпавшего конденсата от таких параметров пласта-коллектора, как проницаемость и водонасыщенность, что существенно при доразработке истощенной газоконденсатной залежи.
Таблица 2
Эксперименты по испарению выпавшего конденсата |Номер |Номер модели пласта|Проницаемость, |Водонасыщен-ность, %| |эксперимента | |10-15м2 | | |2 2а 3 За 36 |Бомба PVT КД-2-3 |64 9,1 64 9,1 64 9,1|0 0 10 30 30 10 | |4 4а |КД-6-7 КД-2-3 | | | | |КД-6-7 КД-2-3 | | | | |КД-6-7 | | |
В качестве модели пластовой ГКС использованы во всех случаях многокомпонентные смеси алкановых углеводородов, близкие по своим физико- химическим свойствам к пластовой смеси исходного (до начала разработки) состава Вуктыльского НГКМ, имеющей следующие характеристики: содержание С1 - 79,1; С2 - 8,8; С3 - 3,9; С4 - 1,8; С5+ - 6,4,% (молярная доля); молекулярная масса С5+ приблизительно 115 г/моль; кон-денсатогазовый фактор около 330 г/м3; давление начала конденсации около 25 МПа; давление максимальной конденсации 6 ± 1 МПа.
Изучение процессов фильтрации модельной ГКС на режиме истощения, а также создание водонасыщенности физических моделей пласта проводились по разработанной во ВНИИГАЗе методике с использованием соответствующей экспериментальной установки [5].
Результаты исследований обрабатывали с помощью ЭВМ и специально разработанной программы расчетов всех рассматриваемых при моделировании параметров.
Для удобного (в рамках данной работы) анализа результатов исследований выполненные эксперименты сгруппировали в следующие серии (см. табл. 1.18): исследование влияния проницаемости "сухой" (без связанной воды) пористой среды на компонентоотдачу (эксперименты 2, 2а, 3); то же для пористой среды, содержащей 10 % от объема пор связанной воды (опыты За, 4а); то же для пористой среды, содержащей 30 % от объема пор связанной воды (эксперименты 4, 3b).
Рассмотрим особенности углеводородоотдачи истощаемого газокон-денсатного пласта, пористая среда которого является "сухой", то есть не содержит связанную воду. Данный случай имеет не только теоретическое, но и практическое значение, поскольку содержание связанной воды во многих газоконденсатных залежах весьма незначительно (единицы процентов объема пор). Целесообразность проведения экспериментов без связанной воды, обусловлена также необходимостью оценить влияние пористой среды на массообменные процессы при сравнении результатов с данными, полученными на бомбе PVT.
На рис.2—7 представлены отдельные результаты сравнения динамики состава продукции истощаемого пласта и некоторых параметров добываемой смеси для моделей пласта с различной проницаемостью (сосуд PVT-соотношений можно условно рассматривать как образец пористой среды с весьма высокой проницаемостью, например, 10-10—10-11м2). Из сравнения графиков следует, что с уменьшением проницаемости от 10-10 — 10-11 м2 (эксперимент №2) до 64.10-15м2 (№ 2а) и далее до 9,1-10-15 м2 (№3) происходит снижение давления максимальной конденсации компонентов пластовой смеси. Особенно это проявилось у низкомолекулярных компонентов.
Для исследования типичных, но сравнительно "легких" газоконденсатных смесей (молекулярная масса фракции С5+ в смеси исходного состава равна 115 г/моль) наблюдается интенсивный рост содержания в продукции компонентов С2+ после снижения пластового давления ниже давления максимальной конденсации, причем вне зависимости от испарения конденсатогазовый фактор продукции после снижения давления ниже давления максимальной конденсации вновь возрастает (рис. 4), достигая вдвое больших, чем при давлении максимальной конденсации, значений к концу отбора пластовой смеси (p=1 МПа). КГФ растет за счет компонентов С5 и С7; декан (С10) практически не испаряется. При этом молекулярная масса фракции С5+ почти монотонно снижается во всей области давлений, от pрнк до р =1 МПа (рис. 5).
C2-4 % (Молярная доля) Рис.2. [pic] Зависимость содержания фракции С2-4 в равновесной газовой фазе от «пластового» давления: 1 – сосуд PVT-соотношений; пористая среда без связной воды с проницаемостью: 2 – 64?10-15 м2 3 – 9,1?10-15 м2
Если поведение кривой "содержание фракции С2-4 , % как функции пластового давления" аналогично поведению соответствующей кривой для фракции С5+ (график КГФ), то и зависимость молекулярной массы фракции С2-4 также аналогична этим двум кривым; в области давлений ниже давления максимальной конденсации молекулярная масса С2-4 вновь увеличивается, в отличие от этого параметра для стабильного конденсата. Сопоставление результатов экспериментов на физических моделях пласта с бомбовыми данными показывает, что пористая среда в обследованном диапазоне не препятствует процессу нормального испарения выпавшего конденсата, хотя некоторые детали массообменных процессов в пустотелом сосуде PVT- соотношений и в пористой среде, естественно, различаются. Так, представляет интерес область давлений от 8—10 до 13 — 15 МПа (рис. 5, 6). Здесь заметно нарушается монотонный характер уменьшения молекулярной массы стабильного конденсата (фракция С5+), что обусловливается вступлением в область максимальной конденсации фракции промежуточных углеводородов (см. рис.2). По-видимому, смещение равновесия для этих углеводородов в сторону (нормального) испарения оказывает влияние на конденсацию легкой части фракции С5+, близкой по химическому составу к промежуточным углеводородам: конденсация С5+ заметно затормаживается, причем более заметно в пористой среде с меньшей проницаемостью, по сравнению с сосудом PVT-соотношений (см. рис. 6).
Рассмотрим особенности углеводородоотдачи истощаемых газоконденсатных пластов, различающихся коллекторскими свойствами (проницаемостью), пористая среда которых содержала связанную воду в количестве 10% объема пор (см. табл. 1.29). В данном случае сосуд PVT не рассматривается, сравниваются лишь эксперименты с частично водонасыщенными пористыми средами, различающимися проницаемостью (64-10 -15м2 — эксперимент №3а; 9,1-10 -15 м2 — эксперимент №4а).
Анализ результатов показал, что зависимости состава продукции и ее параметров от давления близки к тем, что характеризуют процесс истощения сухой пористой среды. Известно, что связанная вода, как правило, занимает наиболее мелкие поры, "выключая" их таким образом из процесса фильтрации и ухудшая сорбционные свойства коллектора. Поэтому присутствие воды в определенной степени сгладило различия между пористыми средами с большей и меньшей проницаемостями. Тем не менее и в этом случае для более проницаемой пористой среды зависимость содержания, в частности, углеводородов С2-4 в продукции от текущего давления в "пласте" расположена несколько выше (рис. 7).
Графики зависимости молекулярных масс фракций от текущего пластового давления также аналогичны тем, что получены на "сухих" пористых средах.
[pic]
Результаты экспериментов 4 и 36 (см. табл. 2), выполненных на тех же моделях пласта, но при более высоком содержании связанной воды в их пористых средах (30 % объема пор), в данной работе не приведены, так как они в значительной мере аналогичны результатам исследований на "сухих" моделях.
Повышенное содержание связанной воды лишь еще больше сглаживает различия между пористыми средами с большей и меньшей проницаемостями.
Таким образом, анализируя полученные результаты, можно сделать следующие выводы.
Процесс глубокого истощения газоконденсатной системы типа вуктыльской до давления порядка 1 МПа, моделируемый как в сосуде PVT-соотношений, так и в пористых средах с различной проницаемостью и водонасыщенностью, начиная с давления максимальной конденсации (т. е. при р =• 5 — 7 МПа), характеризуется наличием области нормального испарения для компонентов от С5 до С8 — С9.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
