Материал: Разработка нефтяных месторождений.

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Оценим предельный безгазовый дебит нефти по формуле (V.6 ). Имеем

A Y (V -ftca) = 2AvftcP(ftK-ftc).

K v=

■

(V.7)

Следовательно, формулу (V.6 )

можно

записать с учетом

(V.7)

в виде

Яве

2nkhcpky&h

(V.8 )

 

 

 

От обычной формулы Дюпюи для напорной фильтрации нефти формула (V.8 ) отличается тем, что в нее входит АуДh вместо

Дрс= Рк Рс-

Поэтому сравним ЛуДh с встречающимися в практике раз­

работки нефтяных месторождений величинами Дрс.

Пусть Ду= 0,8-104 Н/м3, Д/г= 10 м. Тогда ДуД/г= 0,8-104-10=

=0,8-105 Н/м2 = 0,08 МПа.

Впрактике же разработки нефтяных месторождений Дрс составляет, как правило, несколько мегапаскалей. Таким обра­ зом, предельный безгазовый дебит нефтяных скважин нефтега­ зовых месторождений оказывается меньше обычных дебитов нефтяных скважин чисто нефтяных месторождений в несколько десятков раз. Это обстоятельство и приводит к необходимости сильного уплотнения сетки скважин (до 3—4 -104 м2/скв) с целью обеспечения заданного темпа разработки нефтегазового месторождения без воздействия на пласт.

Внекоторых особых случаях, например при необходимости отбора безводной продукции, если во время заводнения нефте­ газового месторождения образуются стойкие водонефтяные эмульсии, в случаях весьма ценных нефтей, можно разрабаты­ вать неглубоко залегающие нефтегазовые месторождения без заводнения при плотной сетке скважин. Однако такая разра­ ботка нефтегазовых месторождений во всех других случаях эко­ номически не оправдана и, кроме того, ведет, по сути дела, к консервации газа в газовой шапке. Поэтому возникает необхо­ димость разработки этих месторождений с воздействием на пласт.

Расчет процесса разработки нефтегазового месторождения без воздействия на пласт осуществляют по той же методике, что и расчет разработки нефтяного месторождения с вторичной га­ зовой шапкой. Эта методика дана в гл. III.

Р а з р а б о т к а н е ф т е г а з о к о н д е н с а т н о г о м е с т о ­

р о ж д е н и я .

Пусть имеем

однопластовое

месторождение

(рис. 100), приуроченное к антиклинальной

складке. Продук­

тивный пласт

выклинивается

непосредственно за водонефтя­

ным контактом, так что месторождение можно считать замкну-

186

Рис. 100. Разрез нефтегазо­ конденсатного месторожде­ ния:

1 — добывающие скважины; 2 — нефтяная часть месторождения;

3 — газоконденсатная часть ме­ сторождения (первичная газо­ вая шапка)

тым. В условиях природного залегания месторождение имеет первичную газовую шапку, в газе которой содержится большое количество конденсата. Кроме того, значительное количество углеводородов Сз—С8, т. е. по сути дела конденсата, имеется и в нефти в растворенном состоянии.

Рассматриваемое месторождение можно считать месторож­ дением легкой нефти с газоконденсатной шапкой. Однако для краткости будем называть его нефтегазоконденсатным.

Приток газа и нефти к скважинам можно определять по формулам напорной или безнапорной радиальной фильтрации. Однако разработку месторождения в целом рассмотрим с ис­ пользованием общих фазовых соотношений и формул много­ компонентного материального баланса.

Прежде всего разобьем углеводородный состав месторожде­ ния на три группы: газ, в который входит в основном метан;

конденсат,

состоящий главным образом из

углеводородов

Сз—С9, и нефть, содержащую углеводороды Сю

и выше.

Газ как компонент будем помечать индексом

1, конденсат —

индексом

2 и соответственно нефть — индексом 3. Первый и

второй компоненты находятся как в газовой фазе, так и в жид­ кой. Содержанием нефти в газе будем пренебрегать. Отсюда имеем следующие соотношения:

N1 = G1-\-L1\

N2 = G2-\-L2\

N3 = L3,

 

 

(V.9)

где Nu N2i

N3— общие массы компонентов в месторождении в

целом; Gb G2 и L\, L2, L3 — массы компонентов соответственно в газовой и жидкой фазах.

Будем считать, что второй компонент, т. е. конденсат, неог­ раниченно растворяется в третьем, т. е. в нефти, первый же

компонент — газ растворяется в третьем

компоненте по закону

Генри. Таким образом

 

L jL 3 = ap.

(V.1 0 )

187

Как и в гл. III, имеем соотношение для суммы объемов ком­ понентов в жидкой фазе в виде

А

А

ь . — s Vоп»

(V.11)

PlK

Ргк

Рз

 

где S>K— средняя насыщенность пласта жидкими углеводорода­

ми;

piK, ргк — кажущиеся плотности

первого и второго компо­

нентов, растворенных в третьем; рз — плотность третьего компо­ нента; Vоп — объем пласта, охваченный процессом разра­ ботки.

Процесс разработки месторождения будем считать изотер­ мическим. Уравнение состояния реального газа применительно

к рассматриваемому месторождению имеет вид

 

(1—I,) Vm =

+ °»>Д»т<Рер t

 

(V.12)

 

Ргат Р

 

 

 

где р — среднее пластовое давление.

 

ее за­

Система уравнений

(V.9) — (V.12) незамкнутая. Для

мыкания необходимо

учитывать

соотношение, определяющее

массовое содержание конденсата в газе газовой шапки.

 

Строго говоря, для определения фазового состояния углево­

дородов в продуктивном пласте

следует использовать

более

общие фазовые соотношения, нежели соотношения, определяе­ мые законом Генри и уравнением состояния реальных газов в виде (V.1 2 ). К таким уравнениям относятся уравнения фазовых концентраций, равновесия и более общие уравнения газового состояния. Однако для приближенных расчетов разработки неф­ тегазоконденсатных месторождений можно пользоваться более простыми соотношениями (V.10), (V.12).

Чтобы понять характер процесса, происходящего в газовой шапке нефтегазоконденсатного месторождения со снижением пластового давления, используем бомбу pVT (рис. 101), в кото­

рое. 101. Схема выпадения конденсата в бомбе pVT:

/ — поршень; 2 — корпус бомбы; 3 — конденсатосодержащий газ; 4 — вентиль; 5 — жид­ кий конденсат

188

Рис. 102. Изотерма конден­ сации

рую помещен газ с конденсатом при начальном пластовом дав­

лении р = Ро (рис. 101, а). Газ с растворенным

в

нем

конденса­

том

в этом случае состоит из одной фазы. В

момент времени

^ = 0

из бомбы извлекают некоторое количество

газа

вместе с

конденсатом через вентиль 4. Кроме того, поршень 1 также мо­ жет совершить движение вверх. В результате извлечения газа' и конденсата и вследствие некоторого подъема поршня давле­ ние в бомбе снизится по сравнению с начальным и в нижней ее части появится слой конденсата (см. рис. 101,6). При дальнейшем извлечении этой смеси давление снизится в большей; степени и увеличится количество конденсата, отложившегося в нижней части бомбы (см. рис. 1 0 1 , в).

Образование жидкой углеводородной фазы в резервуаре со снижением давления за счет постепенного отбора из резервуара углеводородов называется д и ф ф е р е н ц и а л ь н о й к о н д е н ­ с а цие й .

Отношение массы конденсировавшихся углеводородов к мас­ се углеводородного газа, их содержавшего, зависит при изотер­ мическом процессе от давления. Такая зависимость называется

и з о т е р м о й к о н д е н с а ц и и .

Она имеет вид, показанный на

рис. 1 0 2 . Некоторое снижение

отношения фк — массы

конден­

сировавшихся углеводородов к

массе газа — связано

с обрат­

ным (ретроградным) испарением конденсата.

 

Для расчета процесса разработки нефтегазоконденсатного

месторождения важно знать свойственную данному месторож­ дению изотерму конденсации, которую получают в результате лабораторного моделирования процесса истощения нефтегазо­ конденсатных месторождений в бомбах pVT или на установках с пористой средой.

Для замыкания системы соотношений

(V.9) — (V.12) необхо­

димо знать зависимость

 

^JG1 = f(p0—/?),

(V.13).

которую строят с учетом изотермы конденсации1 для каждого конкретного месторождения.

Если зависимость (V.13) известна, то система соотношений для расчета разработки нефтегазоконденсатного месторожде­ ния (V.9) — (V.13) замкнутая. В этих соотношениях a, piK, ргк,

189'

 

Рз» Von» Par| <Рср, Ргат — КОН-

 

станты. Если величины

N i,

 

N2i N3 и функция

f{p—po)

 

заданы, то имеем семь урав­

 

нений для

определения

се­

 

ми неизвестных: G1, G2,

L\,

 

L2, L3, S x ,

p. В зависимости

 

от вида функции

f(p—р0)

 

эту систему уравнений мож­

Рис. 103. Зависимость f{po—p) от

но решить либо в конечном

виде, либо с использовани­

Ро—р:

ем итераций. Величины

N1,

1 — экспериментальные точки; I — расчет­

ная кривая

N2, N3 необходимо знать

за

 

каждый

момент

времени.

Любая из них равна ее начальному значению, за вычетом до- •бытого компонента с учетом количества выпадающего конден­ сата в газонасыщенной части пласта.

П р и м е р V.I. Пусть имеем нефтегазоконденсатное однопластовое место­ рождение, разрез которого изображен на рис. 100. Продуктивный нефтегазо­ носный пласт представляет собой замкнутый резервуар. Объем пласта, охва­ ченный разработкой, УОп=600-10б м3. Начальное среднее пластовое давление J>o=30 МПа. В газонасыщенной части содержалось при начальном давлении j>=Po=800-10-6 м3 конденсата на 1 м3 газа в стандартных условиях. Плот­ ность газа в стандартных условиях рг ат=0,85-10-3 т/м3, плотность жидкого конденсата ргк=0,7 т/м3, плотность компонента 3 (нефти) р3=0,85 т/м3, кажу­ щаяся плотность газа ри=0,3 т/м3, коэффициент растворимости газа а = = 10-2т/(т МПа).

При начальном средневзвешенном пластовом давлении р0 в пласте содер­

жалось: компонента 1

(газа)

A/QI= 85106 т, компонента 2 (конденсата) N02=

= 112,73-10® т, в том

числе

в газовой шапке GQ2=50,07106 т, компонента

3 (нефти) Агсз=30-106 т.

Функция содержания конденсата в газе имеет следующий вид:

;f(p0— p) = 0 ,6588 [e-°,»u (Р о _ р> + 10,5 • 10-» fa, — р)].

Впд этой зависимости показан на рис. 103. В начальных условиях в пласте находилось нефти ЛГн=1о2+£оэ= Мга—бо2)+7-оз= (112,73-10е—50,07-10®) + +30-106=92,66-10®т.

Текущая годовая добыча нефти изменяется со временем t следующим образом:

qa— 0,3089-10» /,’ т/год.

 

При этом

-q* =

0,208910е /, т/год,

^3 =

0 , 1 - 1 0 */, т/год.

Текущая добыча газа также линейно нарастает со временем.

Требуется определить значения коэффициентов компонентоотдачи т|Ь т]з и т|з» количество выпавшего в пласте конденсата (компонента 2) после десяти­ летней разработки месторождения на естественном режиме и изменение со вре­ менем средней насыщенности пласта жидкой углеводородной фазой 5Ж. При этом формулу закона изменения во времени t средневзвешенного пластового

190

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/82937