Стадии разработки газовых месторождений.

При разработке газовых месторождений принято выделять следующие периоды добычи газа: нарастающей, постоянной и падающей (рис.5.1.).

Период нарастающей добычи газа характеризуется разбуриванием и обустройством месторождения. В период постоянной добычи, продолжающийся до экономической нецелесообразности добуривания скважин и наращивания мощностей дожимных компрессорных станций, добываются основные запасы газа месторождения (порядка 60 % запасов и более).

Период падающей добычи характеризуется неизменным в случае газового режима числом эксплуатационных скважин и его сокращением вследствие обводнения при водонапорном режиме залежи. В некоторых случаях число эксплуатационных скважин в период падающей добычи может возрастать за счет их добуривания для выполнения запланированных объемов добычи газа или для разработки обнаруженных «целиков» обойденного пластовой водой газа.

Периоды нарастающей, постоянной и падающей добычи газа характерны для крупных месторождений, запасы которых исчисляются сотнями млрд. м3. В процессе разработки средних по запасам месторождений газа период постоянной добычи газа часто отсутствует. При разработке незначительных по запасам газовых и газоконденсатных месторождений могут отсутствовать как период нарастающей, так и период постоянной добычи газа.

С точки зрения технологии добычи газа выделяются период бескомпрессорной и период компрессорной эксплуатации залежи. Переход от бескомпрессорной к компрессорной эксплуатации определяется технико-экономическими показателями и заданным темпом отбора газа.

С точки зрения подготовленности месторождений к разработке и степени его истощения различают периоды: опытно-промышленной эксплуатации, промышленной эксплуатации и период доразработки.

При опытно-промышленной эксплуатации месторождения наряду с поставкой газа потребителю производится его доразведка с целью получения уточненных сведений, необходимых для составления проекта разработки. Продолжительность опытно-промышленной эксплуатации месторождений природных газов не превышает, как правило, трех-четырех лет.

Необходимо подчеркнуть, что все показатели, присущие данной технологии извлечения нефти и газа из недр при данной системе разработки месторождения взаимосвязаны. Нельзя, например, произвольно задавать перепады давления, пластовое давление, добычу жидкости и расход закачиваемых в пласт веществ. Изменение одних показателей может повлечь за собой изменение других. Взаимосвязь показателей разработки следует учитывать в расчетной модели разработки месторождения, и если одни из показателей заданы, то другие должны быть рассчитаны.

Под разработкой газового месторождения понимается управление процессом движения газа в пласте к добывающим скважинам при помощи определенной системы размещения установленного числа скважин на площади, порядка и темпа ввода их в эксплуатацию, поддержания намеченного режима их работы, регулирования баланса пластовой энергии.

Основное требование к системе разработки — обеспечение минимума затрат на добычу заданных объемов газа при заданной степени надежности и соблюдении норм охраны недр. Достижение этих условий осуществляется на стадии проектирования системы разработки оптимальным выбором и учетом всех ее элементов, основными из которых являются:

-режим разработки залежи;

-схема размещения скважин;

-технологический режим эксплуатации скважин и их конструкция;

-схема сбора и подготовки газа.

Для составления проектов разработки требуется также следующая информация:

-геологическая характеристика месторождения (стратиграфия, тектоника, литология);

-характеристика продуктивных горизонтов (фильтрационно- емкостные параметры, толщина, протяженность, запасы газа);

-положение ГВК, характеристика водонапорной системы;

-физико-химическая характеристика природного газа и пластовых вод;

-данные о степени сообщаемости продуктивных горизонтов и др.

Значительную часть этой информации с достаточной степенью достоверности невозможно получить на стадии разведки месторождения Этот фактор, а также экономические соображения, связанные с высокой стоимостью разведки газовых месторождений, приводят к тому, что разработку месторождения фактически начинают до получения всей информации и составления проекта разработки. Разработка месторождения осуществляется в два этапа.

На первом этапе, который рассматривается как завершающий период комплексной разведки объекта, проводят опытно-промышленную эксплуатацию месторождения (ОПЭ). В результате получают наиболее достоверные геологопромысловые сведения о месторождении.

Для решения вопроса о необходимости проведения разведочных работ с применением опытной или опытно-промышленной эксплуатации составляют специальные проекты, подобные проектам разработки газовых месторождений.

На втором этапе осуществляют промышленную разработку по проекту, составленному на основе достаточно полных и достоверных данных опытно-промышленной разработки.

С целью повышения эффективности разработки в процессе промышленной разработки месторождения по мере бурения новых скважин, уточнения и дополнения исходных данных проект периодически пересматривают и в него вносятся коррективы. Особенно существенные изменения возможны в связи с уточнением режима разработки залежи, который, как правило, трудно определить в процессе разведочных работ и даже при эксплуатации месторождения на ранней стадии.

Проекты разработки газовых месторождений составляют обычно научно-исследовательские организации на основании данных разведки, исследования скважин и запасов газа.

Самая основная и главная особенность присущая газоконденсатным месторождениям, заключается в проявлении ретроградной, обратной конденсации при их разработке. Это связано с тем, что пластовые флюиды в этих залежах характеризуются тем, что в газовой фазе жидкие углеводороды находятся в растворенном состоянии. При этом следует отметить, что газовая фаза включает в себя углеводородные и неуглеводородные (азот, сероводород, углекислый газ, гелий и т.д.) компоненты. В процессе снижения пластового давления из газоконденсатной системы начинают выпадать жидкие углеводороды (газовый конденсат), т.е. фракции С_5+выс.

Выпадающий в пласте газовый конденсат, в случае если разработка газоконденсатного месторождения осуществляться на режиме истощения пластовой энергии, является практически потерянным. Но его можно, в какой степени частично извлечь, если будут достигнуты давления, когда начинается процесс прямого испарения. Это возможно в зоне очень низких давлений, порядка 1 - 2 МПа и менее.

Как известно, в процессе разработки месторождений природных газов наблюдается изотермическое снижение пластового давления, приводящее к увеличению влагонасыщенности парогазовой смеси. При газовом режиме, пластовое давление снижается до давления насыщенного пара при пластовой температуре, а минимальное давление в залежи будет равно давлению насыщенного пара. Это давление будет постоянным до тех пор, пока в поровом пространстве будет находиться остаточная вода. В этой связи, поскольку водяной пар является составной частью пластовой смеси, то возможно увеличение конденсатоотдачи за счёт следующих факторов:

- возрастания общего объёма оставшейся в пласте парогазоконденсатной смеси за счёт испарения воды;

- "поддержания" пластового давления на величину парциального давления водяного пара;

- предполагаемого предпочтительного растворения высококипящих углеводородов в водяном паре.

В случае проявления водонапорного режима при разработке газоконденсатного месторождения появляется ряд дополнительных особенностей. В частности, за счёт вымыва внедряющейся воды происходит увеличение количества добытого газового конденсата

Опыт разработки таких месторождений выявил ещё значительное количество других факторов, имеющих место в скважинах, в призабойной зоне, в газоносной и обводненной частях пласта:

- вынос инфильтрата бурового раствора; вынос остаточной воды потоком газа; увеличение или уменьшение продуктивности скважин;

- частичная гидрофобизация порового пространства;

- объёмное расширение остаточной воды; выделение газа из остаточной воды;

испарение остаточной воды;

- отложение солей; вытеснение остаточной воды;

- смешение газов; снижение фазовой проницаемости для воды;

- гравитационное разделение газа и воды;

- накопление в скважинах конденсационной воды и конденсата;

- увеличение вертикального напряжения в скелете породы;

- частичное или полное разрушение коллектора т.д..

С целью получения максимальной добычи газового конденсата на многих газоконденсатных месторождениях возникает необходимость поддержания пластового давления в процессе его разработки. Поддержание пластового давления может быть осуществлено как за счёт закачки сухого (отбензиненного) газа, так и за счёт закачки воды. В первом случае это осуществляется в условиях, когда имеется возможность консервации запасов газа данного месторождения на какой-то определенный период времени. Возможность закачки воды зависит от наличия дешевых источников воды, приёмистости нагнетательных скважин и степени неоднородности пласта по коллекторским свойствам.