Практическое занятие №6

по теме «Методика расчета показателей разработки газовой залежи при упруговодонапорном режиме с учетом образования общей депрессионной воронки в зоне разбуривания»

Цель: Изучить методику расчета показателей разработки газовой залежи при упруговодонапорном режиме с учетом образования общей депрессионной воронки в зоне разбуривания. Рассчитать динамику пластового давления в зоне разбуривания и во внешней зоне, забойного давления, среднего дебита скважин, потребного количества скважин и накопленного отбора газа, темпы внедрения и суммарное количество внедрившейся воды в газонасыщенный поровый объем залежи.

Краткая теория вопроса

При использовании приближенных методов расчета количества внедряемой пластовой воды в газовую залежь при упруговодонапорном режиме разработки предполагается допущение о равномерном распределении давления по площади газоносности, что возможно только в случае использования равномерной сетки скважин. На практике с целью предотвращения преждевременного обводнения добывающих скважин и снижения затрат на обустройство месторождения скважины разбуривают в пределах отдельных зон, преимущественно расположенных в центральной части залежи. Особенно это касается разработки морских месторождений с использованием стационарных платформ, когда зона дренирования (разбуривания) локализована вблизи платформы, и месторождений расположенных в районах со сложным рельефом местности и тяжелыми климатическими условиями.

Эксплуатация газовых залежей с сеткой скважин, расположенной преимущественно в центральной части залежи, приводит к образованию общих депрессионных воронок, что отрицательно сказывается на показателях разработки: преждевременное снижение дебитов скважин, необходимость бурения дополнительных скважин для поддержания заданных отборов газа, большие объемы остаточного газа за пределами зоны разбуривания и т.д.

Пусть круговая замкнутая залежь радиуса Практическое занятие №6 - student2.ru дренируется расположенной в центре укрупненной скважиной радиуса Практическое занятие №6 - student2.ru . Под Практическое занятие №6 - student2.ru понимается радиус площади, разбуренной реальными скважинами, которые размещены равномерно в зоне разбуривания.

Если считать, что средневзвешенное давление в зоне разбуривания равно давлению на стенке укрупненной скважины Практическое занятие №6 - student2.ru , то задача сводится к определению зависимости этого давления от времени. Заменяя реальные скважины «средними», дальнейший расчет можно провести по следующей методике.

Уравнение материального баланса для зоны разбуривания запишется следующим образом

Практическое занятие №6 - student2.ru (66)

для внешней зоны

Практическое занятие №6 - student2.ru (67)

Сложив (66) и (67), получим уравнение материального баланса для всей залежи

Практическое занятие №6 - student2.ru (68)

Здесь Практическое занятие №6 - student2.ru , Практическое занятие №6 - student2.ru , Практическое занятие №6 - student2.ru – начальная масса газа во всей залежи, в зоне разбуривания и во внешней зоне; Практическое занятие №6 - student2.ru , Практическое занятие №6 - student2.ru – масса газа в зоне разбуривания и во внешней зоне на текущий момент времени Практическое занятие №6 - student2.ru ; Практическое занятие №6 - student2.ru – накопленная массовая добыча на текущий момент времени; Практическое занятие №6 - student2.ru – масса газа, перетекшего из внешней зоны в зону разбуривания на текущий момент времени.

Если предположить, что средневзвешенное пластовое давление во внешней зоне равно давлению на контуре залежи Практическое занятие №6 - student2.ru , то можно записать (66)…(68) через стандартные объемы

Практическое занятие №6 - student2.ru (69)

Практическое занятие №6 - student2.ru (70)

Практическое занятие №6 - student2.ru (71)

Практическое занятие №6 - student2.ru (72)

Практическое занятие №6 - student2.ru (73)

где Практическое занятие №6 - student2.ru – газонасыщенный поровый объем пласта;

Практическое занятие №6 - student2.ru – средневзвешенная газонасыщенность;

Практическое занятие №6 - student2.ru , Практическое занятие №6 - student2.ru , Практическое занятие №6 - student2.ru – начальное и текущие давления в соответствующих зонах;

Практическое занятие №6 - student2.ru , Практическое занятие №6 - student2.ru , Практическое занятие №6 - student2.ru – начальный и текущие коэффициенты сверхсжимаемости;

Практическое занятие №6 - student2.ru – темп отбора газа;

Практическое занятие №6 - student2.ru ;

Практическое занятие №6 - student2.ru .

Если предположить, что процесс фильтрации газа во внешней зоне квазистационарный, то тогда интенсивность перетока можно записать так

Практическое занятие №6 - student2.ru (74)

где Практическое занятие №6 - student2.ru – вязкость газа.

Для расчета коэффициента сверхсжимаемости будем использовать зависимость Латонова-Гуревича

Практическое занятие №6 - student2.ru (75)

где Практическое занятие №6 - student2.ru , Практическое занятие №6 - student2.ru – псевдокритические параметры газа.

Вязкость газа будем рассчитывать по зависимости Дина и Стила с уточнениями О.В. Калашникова и др.

Практическое занятие №6 - student2.ru (76)

Практическое занятие №6 - student2.ru (77)

Практическое занятие №6 - student2.ru (78)

Практическое занятие №6 - student2.ru ; Практическое занятие №6 - student2.ru ; Практическое занятие №6 - student2.ru ; Практическое занятие №6 - student2.ru (79)

где Практическое занятие №6 - student2.ru – молярная масса газа, кг/кмоль;

Практическое занятие №6 - student2.ru – псевдокритический мольный объем, м3/кмоль;

Практическое занятие №6 - student2.ru – вязкость газа при атмосферном давлении, мПа·с;

Практическое занятие №6 - student2.ru - параметр.

В формулах (76)…(79) единица измерения давления – МПа, температуры – К, вязкости – мПа·с. Для метана погрешность расчета вязкости по сравнению с экспериментальными данными при 300 К в диапазоне давлений 10…60 МПа не превышает 2,7 %, при 400 К – 2,3 %.

Темп внедрения воды во внешнюю зону и, следовательно, положение газоводяного контакта Практическое занятие №6 - student2.ru могут быть вычислены по методу, изложенному в практической работе №4 или №5, либо по любому другому известному методу.

Данный метод расчета, также можно использовать и при газовом режиме разработки залежи. В этом случае принимается, что величина Практическое занятие №6 - student2.ru со временем не изменяется и равна

Практическое занятие №6 - student2.ru или Практическое занятие №6 - student2.ru

Задача 6. Разрабатывается газовая залежь при упруговодонапорном режиме с заданной динамикой темпа отбора газа на периоды нарастающей и постоянной добычи. Газовая залежь аппроксимируется укрупненной скважиной. Продуктивные отложения принимаются однородными по коллекторским и емкостным свойствам. Размещение скважин в зоне разбуривания – равномерное. Технологический режим эксплуатации «средней» скважины - постоянная депрессия на пласт. Коэффициенты фильтрационных сопротивлений не изменяются во времени. Исходные данные: балансовые запасы и газонасыщенный поровый объем принимаем в 10 раз большими по сравнению с полученными значениями при решении задачи 1. Начальное пластовое давление, пластовая температура, состав и псевдокритические параметры пластового газа, параметры «средней» скважины известны по результатам решения задач 1 и 2. Темп отбора в период постоянной добычи, продолжительность периода нарастающей добычи, доля накопленной добычи газа за период нарастающей и постоянной добычи Практическое занятие №6 - student2.ru приведены в приложении Б (таблица Б.5). Пористость Практическое занятие №6 - student2.ru 0,17, начальная и остаточная газонасыщенность Практическое занятие №6 - student2.ru 0,78, Практическое занятие №6 - student2.ru 0,25, коэффициент пьезопроводности Практическое занятие №6 - student2.ru 1 м2/с, коэффициент проницаемости Практическое занятие №6 - student2.ru 0,14 мкм2, относительная фазовая проницательность Практическое занятие №6 - student2.ru 0,2, вязкость воды в пластовых условиях Практическое занятие №6 - student2.ru 0,6 мПа∙с, толщина пласта Практическое занятие №6 - student2.ru 16 м, величина Практическое занятие №6 - student2.ru 0,6.

Рассчитать динамику пластового давления в зоне разбуривания и во внешней зоне, забойного давления, среднего дебита скважин, потребного количества скважин, накопленного отбора газа, темпа внедрения воды и количества внедрившейся воды на периоды нарастающей и постоянной добычи с использованием метода последовательной смены стационарных состояний и метода половинного деления. Расчеты произвести по временным шагам i – номер временного шага (i – й момент времени).

Порядок расчета показателей разработки газовой залежи при упруговодонапорном режиме с учетом образования общей депрессионной воронки в зоне разбуривания:

1 Рассчитываем величины Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (41), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (77), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (78), Практическое занятие №6 - student2.ru и Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (79), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (75) и Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (76) при Практическое занятие №6 - student2.ru .

2 На нулевой момент времени (i=0) (эксплуатация залежи еще не началась) принимаем, что темп внедрения воды, суммарный объем внедрившейся воды и переток газа из внешней зоны в зону разбуривания равны нулю, средневзвешенное пластовое давление в газонасыщенной зоне равно начальному пластовому давлению.

3 Переходим к расчету на (i+1) момент времени. Присваиваем величине j значение ноль (j-число итераций на каждый момент времени).

4 Рассчитываем накопленную добычу газа на (i+1) момент времени.

5 Переходим к расчету показателей на (j+1) итерации. При расчете показателей на 2-й и последующих итерациях на (i+1) момент времени переходим к пункту 9.

6 При расчете на 2-ой и последующие моменты времени и 1-й итерации переходим к пункту 8.

7 При расчете на 1-й итерации 1-го момента времени в качестве начального условия можно принять, что Практическое занятие №6 - student2.ru , а Практическое занятие №6 - student2.ru . Далее последовательно производим расчет отношения Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (69), Практическое занятие №6 - student2.ru по методике, приведенной в приложении А, или из графика Практическое занятие №6 - student2.ru от Практическое занятие №6 - student2.ru .

Рассчитываем отношение Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (70), Практическое занятие №6 - student2.ru по методике, приведенной в приложении А, или из графика Практическое занятие №6 - student2.ru от Практическое занятие №6 - student2.ru , рассчитываем Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (75), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (76), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (44), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (37), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (80), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (45), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (40), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (74), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (81), производим расчет отношения Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (69), Практическое занятие №6 - student2.ru по методике, приведенной в приложении А, или из графика Практическое занятие №6 - student2.ru от Практическое занятие №6 - student2.ru .

Практическое занятие №6 - student2.ru (80)

Практическое занятие №6 - student2.ru (81)

Присваиваем давлению сравнения Практическое занятие №6 - student2.ru значение Практическое занятие №6 - student2.ru . Переходим к пункту 5.

8 Присваиваем величине темпа внедрения воды в залежь Практическое занятие №6 - student2.ru значение, равное темпу внедрения воды на прошлый момент времени Практическое занятие №6 - student2.ru . Рассчитываем суммарный объем внедрившейся воды по формуле (46), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (40).

Присваиваем величине темпа перетока газа в зону разбуривания Практическое занятие №6 - student2.ru значение, равное темпу перетока газа на прошлый момент времени Практическое занятие №6 - student2.ru . Рассчитываем суммарное количество перетекшего газа по формуле (82). производим расчет отношения Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (69), Практическое занятие №6 - student2.ru по методике, приведенной в приложении А, или из графика Практическое занятие №6 - student2.ru от Практическое занятие №6 - student2.ru .

Присваиваем давлению сравнения Практическое занятие №6 - student2.ru значение Практическое занятие №6 - student2.ru . Переходим к пункту 5.

9 На 2-й и последующих итерациях на (i+1) момент времени присваиваем давлению Практическое занятие №6 - student2.ru значение давления сравнения Практическое занятие №6 - student2.ru и последовательно производим расчет отношения Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (71), Практическое занятие №6 - student2.ru по методике, приведенной в приложении А, или из графика Практическое занятие №6 - student2.ru от Практическое занятие №6 - student2.ru , Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (75), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (76), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (38), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (37), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (80), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (39), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (40), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (74), Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (82), производим расчет отношения Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (69), Практическое занятие №6 - student2.ru по методике, приведенной в приложении А, или из графика Практическое занятие №6 - student2.ru от Практическое занятие №6 - student2.ru .

Практическое занятие №6 - student2.ru (82)

10 Проверяем условие (83). Если условие (83) выполняется, то переходят к пункту 11, иначе рассчитывают новое значение давления сравнения Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (84) и переходят к пункту 5.

Практическое занятие №6 - student2.ru (83)

Практическое занятие №6 - student2.ru (84)

11 Рассчитываем на (i+1) момент времени забойное давление Практическое занятие №6 - student2.ru по формуле (26), средний дебит скважины по формуле (27) и потребное количество скважин по формуле (28).

12 Проверяем условие (84). Если условие выполняется, то переходим к пункту 3 для расчета на следующий момент времени. Иначе расчет показателей разработки закончен

Практическое занятие №6 - student2.ru (84)

Результаты расчета заносятся в таблицу 9. На рисунках приводится динамика показателей разработки.

Таблица 9 – Результаты расчета показателей разработки газовой залежи при упруговодонапорном режиме

год Практическое занятие №6 - student2.ru , % Практическое занятие №6 - student2.ru , млн м3/год Практическое занятие №6 - student2.ru , млн м3 Практическое занятие №6 - student2.ru , м3 Практическое занятие №6 - student2.ru , тыс. м3 Практическое занятие №6 - student2.ru , МПа Практическое занятие №6 - student2.ru , МПа Практическое занятие №6 - student2.ru Практическое занятие №6 - student2.ru , мПа·с Практическое занятие №6 - student2.ru , км Практическое занятие №6 - student2.ru , м3 Практическое занятие №6 - student2.ru , млн м3 Практическое занятие №6 - student2.ru , МПа Практическое занятие №6 - student2.ru , МПа Практическое занятие №6 - student2.ru , МПа Практическое занятие №6 - student2.ru , тыс. м3/сут Практическое занятие №6 - student2.ru , шт
                                 
                                   
                                   
N                                  

Наши рекомендации