Газовые и газоконденсатные залежи (месторождения)

УВ в земных недрах располагаются в породах, называемых коллекторами («сборщиками»). Это песчаные пласты (гранулярные коллектора), карбонатные, состоящие из доломита и известняка (органогенные и хемогенные) и другие породы, разбитые трещинами, имеющие разные пустоты (трещинные коллектора). Все названные виды коллекторов очень редко встречаются в «чистом» виде. Чаще они смешанные. Все коллектора характеризуются следующими свойствами: пористость, гранулометрический (механический) состав, проницаемость, удельная поверхность породы, трещиноватость, газо-нефте-водонасыщенность и др.

2.1. Пористость - емкость в породе (поры, пустоты). Полная (абсолютная емкость) пористость - отношение суммарного объема всех пор (V_пор) к объему породы V₀ ; , доли единицы или %.

Свойства коллекторов определяются размерами поровых каналов (α), которые подразделяются на капиллярные (α=0,0002-0,5мм) и субкапиллярные (α=<0,0002мм). Открытая пористость – пористость для движения УВ и воды. На пористость влияет: взаимное расположение зерен, их форма, неоднородность зерен по размерам, цементация, растворение, отложения в порах солей и др.

2.2. Гранулометрический состав –распределение частиц по размерам, выражается в % каждого размера зерен к их общей массе. Определяют ситовым и седиментационным методами. Первый - рассеивание ситами с определенным диаметров ячеек. Глины-тонкодисперсные < 0,001мм_; крупнозернистые 0,001-0,01мм. Алевролиты-мелкозернистые 0,01-0,05мм, крупнозернистые 0,05-0,1мм. Песок-мелкозернистый 0,1-0,25мм, среднезернистый 0,25-0,5мм, крупнозернистый 0,5-1мм. Седиментационный метод основан на скорости оседания частиц в жидкости. По формуле Стокса где g - ускорение свободного падения, d - диаметр частиц, ν - кинематическая вязкость, Р_п и Р_ж - плотности жидкости и вещества частиц.

Гранулометрический анализ - начало изучения генезиса пород нефтяных месторождений. Он необходим для процесса разработки месторождений, для оборудования забоев скважин (нужны ли фильтра для предотвращения разрушения скважин от поступающего из пласта песка, подбирают режимы промывки скважин от песчаных пробок и т. д.).

2.3. Проницаемость пород – способность их фильтровать жидкость и газы. Абсолютная проницаемость одной фазы (газа или жидкости), если вся порода заполнена этой фазой. Определяют по азоту. Эффективная (или фазовая) проницаемость - для данной фазы (газ или жидкость), когда в порах находится многофазная система. Зависит от свойств пород, от характера насыщенности ее флюидами, ее физико-химических свойств этих фаз и от градиента действующих давлений.

Относительная проницаемость – отношение эффективной к абсолютной, определяют по формуле Дарси , где V – скорость фильтрации, Q – расход объема жидкости, F – площадь фильтрации, К – коэффициент пропорциональности (коэффициент проницаемости), µ - динамическая вязкость жидкости, ∆Р – перепад давления по концам образца длиной L. Значение это для жидкости (воды, нефти). Для газа объем газа при среднем давлении по длине образца.

где Р₁, Р₂- давление на входе и выходе образца. Или для газа где Q ₀, - расход газа при атмосферном Р₀. L - м; F - м²; Q -м³/с; Р - Н/м²; µ - Н·с/м².

, т.е. такой пористой среды, при фильтрации через которую образец S=1 м²и L=1 м при ∆Р=1 Па расход жидкости вязкостью ~1Па·c составляют 1 м³/с. Это физически как бы размер площади сечения каналов пористой среды, по которой в основном происходит фильтрация.

В практике пользуются Дарси (D), которая в 10¹² раз меньше 1 м². Это проницаемость такой среды, образец которой с S=l см² и L=1 см при ∆Р=0,1 мПа, расход жидкости вязкостью 1 спз. составляет 1 см³/сек. (кгс/см²=98,0665*10³ Н/м²=98,0665 Па), 0,001D=милидарси. 1D=10^-8 см².

Из кривых на рис.9 следует, что при разгазировании нефти в пластовых условиях фазовая проницаемость пород для нефти также уменьшается. Соотношение вязкостей нефти µ_н и воды µ_в незначительно влияет на зависимость фазовых проницаемостей от водонасыщенности, однако с увеличением µ_н/µ_в при постоянной водонасыщенности пористой среды относительное количество нефти в потоке сокращается (рис.9а).

Рисунок 9. Зависимость относительной проницаемости песка для нефти и воды при различном соотношении их вязкости

(Пористость песка 40-42%, проницаемость 3,2-6,8 д. соотношение вязкостей нефти и воды µ₀= µ_н/µ_в=90-0,057)

Рисунок. 9а. Влияние соотношения вязкостей µ₀= µ_н/µ_в на содержание в струе (дебита) -жидкость

Рисунок. 9б. Зависимость относительной проницаемости песка для газа и воды от насыщенности песка

Опытно установлено, что при одновременном движении нефти, воды и газа, в зависимости от насыщенности среды компонентами возможны -одно, -двух, и трехфазные движения. Трехфазный поток возможен при насыщении песка: нефтью от 23 до 50%, водой от 33 до 64% и газа от 14 до 30%. Это учитывают при эксплуатации скважин, при проектировании методов поддержании Р_пласт. и вторичных методов добычи нефти.

2.4. Удельная поверхность породы- сумма поверхностей (открытых) всех частиц, находящихся в единице объема образца. Поверхность зерен в одном м³ однородного песка с размером зерен 0,2мм равна 20276м². От уд. поверхности зависит: проницаемость, адсорбционная способность, содержание остаточной воды и др. Связь между этими параметрами можно выразить приближенно формулой , где S_уд – уд. поверхность породы в см²/см³, m - пористость, доли единицы, k – проницаемость Дарси. Метод ее определения: расчет по гранулометрическому составу; измерение размеров частиц под микроскопом; измерение адсорбции ПАВ из растворов и адсорбции газов. Уд. поверхность S_уд для пород, имеющих промышленное значение, от 500 до 2500 см²/см³.

2.5. Трещиноватость горных пород – играет значительную (иногда решающую) роль в добыче нефти и газа. Обусловлена кавернами, микрокарстами, самими трещинами и межзерновым пористым пространством. Качество трещиноватых коллекторов определяется раскрытостью трещин, их числом, интенсивностью растрескивания пород и густотой трещин. , , где Т – объемная плотность трещин, Р - поверхностная плотность трещин, S – площадь половины поверхности всех стенок трещин, секущих объемпороды V; I – суммарная длина следов всех трещин, выходящих на поверхность F. Проницаемость K_т (в D), когда трещины перпендикулярны поверхности фильтрации, определяется К_т=85000 в²m, где: в - раскрытие трещин в мм, m - трещинная пористость в долях единиц.

2.6. Нефте-водо-газонасыщенность – определяется по керну и ПГИС.

Коэффициент нефте-водо-газонасыщенности определяется по формулам: ; ; , где p_н, p_в, p – плотности воды, нефти и породы; V_в, V_H, V₀ – объем отогнанной воды, нефти и объем образца породы; Р, Р₂ и - масса образца до и после экстрагирования и после высушивания; m – пористость образца. Определяем хлоридным методом и «капиллярное давление – водонасыщенность» (центрифугирование). Зависит от проницаемости и глинистости пород.

2.7. Механические свойства пород – упругость, прочность на сжатие и разрыв, пластичность. Установлено_, что при падении P_пласт. объем пористого пространства пласта уменьшается из-за упругого расширения зерен и возрастания сжимающих усилий под весом вышележащих пород (до начала разработки залежи часть давления компенсировалось пластовым). Степень изменения объема пористого пространства определяется упругими свойствами породы. - закон Гука, где ∆V - изменение объема пор при изменении пластового давления на ∆ Р; V- объем элемента пласта; β – коэффициент объемной упругости пористой среды ; м²/Н или (0,3-2,0)·10^-5 см²/кгс. Объем породы и пластовых систем при добыче нефти и газа очень велик.

2.8. Условия залегания нефти, газа и воды в нефтяных и газовых залежах. УВ намного легче пластовой воды, поэтому они занимают самые высокие части пласта-коллектора. Промышленная концентрация УВ (газа и нефти) в пласте называется залежью. Основным условием ее существования является замкнутость, т.е. обособленность пласта от возможности движения по нему УВ. Залежи УВ имеют различную классификацию:

1) по геометрическому - пластовые, структурные, симметричные, моноклинальные, вытянутые по одной из осей или изометричные и др.;

2) по литологическому составу вмещающих пород - структурно-литологические, стратиграфические, литологические;

3) по количеству и соотношению газа, нефти, конденсата - мелкие (до 10 млн.т, до 10 млрд. м³), средние (10-30 млн.т, 10-30 млрд. м³), крупные (30-300 млн.т, 30-500 млрд. м³) и гигантские (более 300 млн.т, более 500 млрд. м³); газовые, газоконденсатные, содержащие конденсат, газонефтяные, нефтегазовые, газоконденсатно-нефтяные, нефтегазоконденсатные;

4) по начальному пластовому давлению - нормальные, с АВПД, с АНПД.

5) по геологическому строению - пластовые, структурно-тектонические, стратиграфические, выклинивания, срезания. И разные модификации между названными, а также гидродинамические; простые, сложные, очень сложные.

В продуктивной части пласта содержится вода в виде пленок, капелек в местах контакта зерен и в субкапиллярных порах. Эту воду называют связанной (остаточной). Раздел между УВ и водой представляют собой переходную зону (3-5 м и более) вследствие капиллярного подъема воды. Из-за изменения К_пр и m_o пласта количество остаточной воды изменяется по пласту. Жидкости и газы в пласте всегда находятся под давлением, которое зависит от глубины залегания залежи. Р_пласт.=0,01Н γ, мПа.

2.9. Давление (пластовое, забойное, устьевое) при исследовании и эксплуатации скважин постоянно измеряется манометрами (техническими, образцовыми, глубинными). Измерение давления по стволу скважин необходимо знать потому, что это дает возможность знать энергию пласта, наличие в стволе скважины жидкой фазы, песка, перетоки флюидов между пластами и, возможно, по трубам, коррозию. Пластовое давление - давление на забое скважины (в середине пласта) при стабильном устьевом давлении. Иногда Р_заб. и Р_пласт. замерить невозможно. Тогда его рассчитывают по устьевым по формуле, Или Р_y и Р_заб. – забойное и устьевое в 0,1 мПа; L - глубина скважины, м.; - относительная плотность газа; Z_ср. – коэффициент сверхсжимаемости газа при Р_ср. и Т_ср. в К⁰, - смотрите таблицу 8.

Таблица 8 Значения e^s в зависимости от S

S	es	S	es	S	es	S	es
0,010 0,011 0,012 0,013 0,014   0,015 0,016 0,017 0,018 0,019 0,020 0,021 0,022 0,024 0,025   0,026 0,027 0,028 0,029 0,030   0,031 0,032 0,033	1,01005 1,01106 1,01207 1,01308 1,01410   1,01511 1,01613 1,01715 1,01816 1,01918 1,02020 1,02122 1,02224 1,02429 1,02532   1,02634 1.02737 1,02840 1,02942 1,03045   1,03149 1,03252 1,03353	0,038 0,039 0,040 0,041 0,042   0,043 0,044 0,045 0,046 0,048 0,049 0,050 0,051 0,052 0,053   0,064 0,055 0,056 0,057 0,058   0,059 0,060 0,061	1,03873 1,03977 1,04081 1,04185 1,04289   1,04394 1,04498 1,04603 1,04707 1,04917 1,05022 1,05127 1,05232 1,05338 1,05443   1,05548 1,05634 1,05760 1,05866 1,05971   1,06078 1,06184 1,06290	0,066 0,067 0,068 0,069 0,070   0,071 0,073 0,074 0,075 0,076 0,077 0,078 0,079 0,080 0,081   0,082 0,083 0,084 0,085 0,086   0,087 0,088 0,089	1,06823 1,06930 1,07037 1,07144 1,07251   1,07358 1,07573 1,07681 1,07788 1,07896 1,08004 0,08112 0,08220 1,08329 1,08437   1,08546 1,08654 1,08763 1,08872 1,08981   1,09090 1,09199 1,09308	0,094 0,095 0,096 0,098 0,099   0,100 0,101 0,102 0,103 0,104 1,105 0,106 0,107 0,108 0,109   0,110 0,111 0,112 0,113 0,114   0,115 0,116 0,117	1,09836 1,09966 1,10076 1,10296 1,10407   1,10517 1,10628 1,10738 1,10849 1,10960 1,11071 1,11182 1,11293 1,11405 1,11516   1,11628 1,11739 1,11851 1,11963 1,12075   1,12187 1,12300 1,12412

Продолжение таблицы 8

S	es	S	es	S	es	S	es
0,034 0,035   0,036 0,037 0,122 0,123   0,124 0,125 0,126 0,127 0,128   0,129 0,130 0,131 0,132 0,133   0,134 0,135 0,136 0,137 0,138   0,139 0,140 0,141 0,142 0,143   0,144 0,145 0,146 0,147 0,148   0,149 0,150 0,151 0,152 0,153   0,154 0,155 0,156 0,157 0,158   0,159 0,160 0,161 0,162	1,03458 1,03562   1,03666 1,03769 1,12975 1,13088   1,13202 1,13315 1,13428 1,13542 1,13655   1,13760 1,13883 1,13997 1,14111 1,14225   1,14339 1,14454 1,14568 1,14683 1,14798   1,14912 1,15027 1,15142 1,15258 1,15373   1,15488 1,15604 1,15780 1,15835 1,15151   1,16067 1,16183 1,16300 1,16416 1,16532   1,16649 1,16768 1,16883 1,17000 1,17117   1,17234 1,17351 1,17468 1,17586	0,062 0,063   0,064 0,065 0,167 0,168   0,169 0,170 0,171 0,172 0,173   0,174 0,175 0,176 0,177 0,178   0,179 0,180 0,181 0,182 0,183   0,184 0,185 0,186 0,187 0,188   0,189 0,190 0,191 0,192 0,193   0,194 0,195 0,196 0,197 0,198   0,199 0,200 0,201 0,202 0,203   0,204 0,205 0,206 0,207	1,06396 1,06503   1,06609 1,06716 1,18175 1,18294   1,18412 1,18530 1,18649 1,18768 1,18887   1,19006 1,19125 1,19244 1,19363 1,19483   1,19602 1,19722 1,19842 1,19961 1,20081   1,20202 1,20322 1,20442 1,20563 1,20683   1,20804 1,20925 1,21046 1,21167 1,21288   1,21410 1,21531 1,21633 1,21774 1,21896   1,22018 1,22140 1,22262 1,22385 1,22507   1,22630 1,22733 1,22875 1,22998	0,090 0,091   0,092 0,093 0,212 0,213   0,214 0,215 0,216 0,217 0,218   0,219 0,220 0,221 0,222 0,223   0,224 0,225 0,226 0,227 0,228   0,229 0,230 0,231 0,232 0,233   0,234 0,235 0,236 0,237 0,238   0,239 0,240 0,241 0,242 0,243   0,244 0,245 0,246 0,247 0,248   0,249 0,250 0,251 0,252	1,09417 1,09527   1,093635 1,09746 1,23615 1,23738   1,23862 1,2398b 1,24110 1,24234 1,24359   1,24483 1,24608 1,24732 1,24857 1,24982   1,25107 1,25232 1,25358 1,25483 1,25609   1,25734 1,25860 1,25986 1,26112 1,26238   1,26364 1,26491 1,26617 1,26744 1,26871   1,26998 1,27125 1,27232 1,27379 1,27507   1,27634 1,27762 1,27890 1,28018 1,28146   1,28274 1,28403 1,28531 1,28660	0,118 0,119   0,120 0,121 0,257 0,258   0,259 0,260 0,261 0,262 0,263   0,264 0,265 0,266 0,267 0,268   0,269 0,270 0,271 0,272 0,273   0,274 0,275 0,276 0,277 0,278   0,279 0,280 0,281 0,282 0,283   0,284 0,285 0,286 0,287 0,288   0,289 0,290 0,291 0,292 0,293   0,294 0,295 0,296 0,297	1,12524 1,12637   1,12750 1,12862 1,29305 1,29434   1,29563 1,29693 1,29823 1,29953 1,30083   1,30213 1,30343 1,30474 1,30604 1,30735   1,30866 1,30996 1,31128 1,31259 1,31390   1,31521 1,31653 1,31785 1,31917 1,320149   1,32181 1,32313 1,32445 1,32578 1,32711   1,32843 1,32976 1,33109 1,33242 1,33376   1,33509 1,33643 1,33776 1,33910 1,34044   1,34178 1,34131 1,34447 1,34582

Продолжение таблицы 8

S	es	S	es	S	es	S	es
0,163   0,164 0,165 0,166 0,302 0,303   0,304 0,305 0,306 0,307 0,308   0,309 0,310 0,311 0,312 0,313   0,314 0,315 0,316 0,317 0,318   0,319 0,320 0,321 0,322 0,323   0,324 0,325 0,326 0,327 0,328   0,329 0,330 0,331 0,332 0,333   0,334 0,335 0,336 0,337 0,338   0,339 0,340 0,341 0,342 0,343   0,344 0,345 0,346	1,17704   1,17821 1,17939 1,18057 1,35256 1,35391   1,35527 1,35663 1,35798 1,35934 1,36070   1,36206 1,36343 1,36479 1,36615 1,36752   1,36889 1,37022 1,37163 1,37300 1,37438   1,37575 1,37713 1,37851 1,37988 1,38127   1,38265 1,38403 1,38542 1,38680 1,38819   1,38958 1,39097 1,39236 1,39375 1,39515   1,39654 1,39794 1,39934 1,40074 1,40214   1,40354 1,40495 1,40635 1,40776 1,40917   1,41058 1,41199 1,41340	0,208   0,209 0,210 0,211 0,347 0,348   0,349 0,350 0,351 0,352 0,353   0,354 0,355 0,356 0,357 0,358   0,359 0,360 0,361 0,362 0,363   0,364 0,365 0,366 0,367 0,368   0,369 0,370 0,371 0,372 0,373   0,374 0,375 0,376 0,377 0,378   0,379 0,380 0,381 0,382 0,383   0,384 0,385 0,386 0,387 0,388   0,389 0,390 0,391	1,23121   1,23244 1,23368 1,23491 1,41482 1,41623   1,41764 1,41907 1,42049 1,42191 1,42333   1,42476 1,42618 1,42761 1,42904 1,43047   1,43190 1,43333 1,43476 1,43620 1,43764   1,43907 1,44051 1,44196 1,44340 1,44484   1,44629 1,44773 1,44918 1,45063 1,45208   1,45354 1,45499 1,45645 1,45790 1,45936   1,46082 1,46228 1,46375 1,46521 1,46768   1,46815 1,46961 1,47108 1,47256 1,47403   1,47550 1,47698 1,47846	0,253   0,254 0,255 0,256 0,392 0,393   0,394 0,395 0,396 0,397 0,398   0,399 0,400 0,401 0,402 0,403   0,404 0,405 0,406 0,407 0,408   0,409 0,410 0,412 0,413     0,414 0,415 0,416 0,417 0,418   0,419 0,420 0,421 0,422 0,423   0,424 0,425 0,426 0,427 0,428   0,429 0,430 0,431 0,432 0,433   0,434 0,435 0,436	1,28788   1,28917 1,29046 1,29175 1,47994 1,48142   1,48290 1,48438 1,48587 1,48736 1,48884   1,49033 1,49182 1,49332 1,49481 1,49631   1,49780 1,49930 1,50080 1,50238 1,50381   1,50531 1,50682 1,50833 1,50983 1,51135   1,51286 1,51437 1,51589 1,51740 1,51892   1,52044 1,52196 1,52348 1,52501 1,52653   1,52806 1,52959 1,53112 1,53205 1,53419   1,53572 1,53726 1,53880 1,54034 1,54188   1,54340 1,54496 1,54651	0,298   0,299 0,300 0,301 0,437 0,438   0,439 0,440 0,441 0,442 0,443   0,444 0,445 0,446 0,447 0,448   0,449 0,450 0,451 0,452 0,453   0,454 0,455 0,456 0,457 0,458   0,459 0,460 0,461 0,462 0,463   0,464 0,465 0,466 0,467 0,468   0,469 0,470 0,471 0,472 0,473   0,474 0,475 0,476 0,477 0,478   0,479 0,480 0,481	1,34716   1,34851 1,34986 1,35121 1,54806 1,54960   1,55116 1,55271 1,55426 1,55582 1,55737   1,55893 1,56049 1,56205 1,56361 1,56518   1,56674 1,56831 1,56991 1,5715 1,5730   1,5746 1,5762 1,5778 1,5791 1,5809   1,5825 1,5841 1,5857 1,5872 1,5888   1,5904 1,5930 1,5936 1,5952 1,5968   1,5984 1,6000 1,6016 1,6032 1,6048   1,6064 1,6080 1,6096 1,6112 1,6128   1,6145 1,6161 1,6177

Продолжение таблицы 8

S	es	S	es	S	es	S	es
0,482 0,483   0,484 0,485 0,486 0,487 0,488   0,489 0,490 0,491 0,492 0,493   0,494 0,495 0,496 0,497 0,498   0,499 0,500 0,501 0,502 0,503   0,504 0,505 0,506 0,507 0,508   0,509 0,510 0,511 0,512 0,513   0,514 0,515 0,516 0,517 0,518   0,519 0,520 0,521 0,522 0,523   0,524 0,525 0,526	1,6193 1,6209   1,6226 1,6242 1,6258 1,6274 1,6291   1,6307 1,6323 1,6339 1,6356 1,6372   1,6389 1,6405 1,6421 1,6438 1,6454   1,6471 1,6487 1,6504 1,6520 1,6537   1,6533 1,6570 1,6586 1,6603 1,6620   1,6636 1,6653 1,6670 1,6686 1,6703   1,6720 1,6736 1,6753 1,6770 1,6787   1,6803 1,6837 1,6854 1,6871   1,6888 1,6905 1,6922	0,527 0,528   0,529 0,530 0,531 0,532 0,533   0,534 0,535 0,536 0,537 0,538   0,539 0,540 0,541 0,542 0,543   0,544 0,545 0,546 0,547 0,548   0,549 0,550 0,551 0,552 0,553   0,554 0,555 0,556 0,557 0,558   0,559 0,560 0,561 0,562 0,563   0,564 0,565 0,566 0,567 0,568   0,569 0,570 0,571	1,6938 1,6955   1,6972 1,6989 1,7006 1,7023 1,7040   1,7057 1,7074 1,7092 1,7109 1,7126   1,7143 1,7160 1,7177 1,7194 1,7212   1,7229 1,7246 1,7263 1,7281 1,7298   1,7315 1,7333 1,7350 1,7367 1,7385   1,7402 1,7410 1,7437 1,7454 1,7472   1,7489 1,7507 1,7524 1,7542 1,7559   1,7577 1,7594 1,7612 1,7638 1,7647   1,7665 1,7683 1,7700	0,572 0,573   0,574 0,575 0,576 0,577 0,578   0,579 0,580 0,581 0,582 0,583   0,584 0,585 0,586 0,587 0,588   0,589 0,590 0,591 0,592 0,593   0,594 0,595 0,596 0,597 0,598   0,599 0,600 0,601 0,602 0,603   0,604 0,605 0,606 0,607 0,608   0,609 0,610 0,611 0,612 0,613   0,614 0,615 0,616	1,7718 1,7736   1,7754 1,7771 1,7784 1,7807 1,7825   1,7843 1,7860 1,7870 1,7896 1,7914   1,7932 1,7950 1,7968 1,7986 1,8004   1,8022 1,8040 1,8058 1,8076 1,8094   1,8112 1,8130 1,8148 1,8167 1,8185   1,8203 1,8221 1,8239 1,8258 1,8276   1,8294 1,8313 1,8331 1,8349 1,8368   1,8386 1,8404 1,8423 1,8441 1,8460   1,8473 1,8497 1,8515	0,617 0,618   0,619 0,620 0,621 0,622 0,623   0,624 0,625 0,626 0,627 0,628   0,629 0,630 0,631 0,632 0,633   0,634 0,635 0,636 0,637 0,638   0,639 0,640 0,641 0,642 0,643   0,644 0,645 0,646 0,647 0,648   0,649 0,650 0,651 0,652 0,653   0,654 0,655 0,656 0,657 0,658   0,659 0,660 0,661	1,8534 1,8552   1,8571 1,8589 1,8608 1,8836 1,8645   1,8664 1,8682 1,8701 1,8720 1,8739   1,8757 1,8776 1,8795 1,8814 1,8833   1,8851 1,8870 1,8889 1,8908 1,8927   1,8946 1,8963 1,8984 1,9003 1,9022   1,9041 1,9060 1,9079 1,9098 1,9117   1,9136 1,9155 1,9175 1,9194 1,9213   1,9232 1,9251 1,9271 1,9290 1,9309   1,9329 1,9348 1,9367

Продолжение таблицы 8

S	es	S	es	S	es	S	es
0,662 0,663   0,664 0,665 0,666 0,667 0,668   0,669 0,670 0,671 0,672 0,673   0,674 0,675 0,676 0,677 0,678   0,679 0,680 0,681 0,682 0,683   0,684 0,685 0,686 0,687 0,688   0,689 0,690 0,691 0,692 0,693   0,694 0,695 0,696 0,697 0,698   0,699 0,700 0,701 0,702 0,703   0,704 0,705 0,706	1,9387 1,9406   1,9425 1,9445 1,9464 1,9484 1,9503   1,9523 1,9542 1,9562 1,9581 1,9601   1,9621 1,9640 1,9660 1,9680 1,9699   1,9719 1,9739 1,9759 1,9778 1,9798   1,9818 1,9838 1,9858 1,9877 1,9897   1,9917 1,9937 1,9957 1,9977 1,9997   2,0017 2,0037 2,0057 2,0077 2,0097   2,0117 2,0138 2,0158 2,0178 2,0198   2,0218 2,0238 2,0259	0,707 0,708   0,709 0,710 0,711 0,712 0,713   0,714 0,715 0,716 0,717 0,718   0,719 0,720 0,721 0,722 0,723   0,724 0,725 0,726 0,727 0,728   0,729 0,730 0,731 0,732 0,733   0,734 0,735 0,736 0,737 0,738   0,739 0,740 0,741 0,742 0,743   0,744 0,745 0,746 0,747 0,748   0,749 0,750 0,751	2,0279 2,0299   2,0320 2,0340 2,0360 2,0381 2,0401   2,0421 2,0442 2,0462 2,0483 2,0503   2,0524 2,0544 2,0565 2,0585 2,0606   2,0627 2,0647 2,0668 2,0689 2,0709   2,0730 2,0751 2,0772 2,0792 2,0813   2,0834 2,0855 2,0876 2,0897 2,0917   2,0938 2,0959 2,0980 2,1001 2,1022   2,1043 2,1064 2,1085 2,1107 2,1128   2,1149 2,1170 2,1191	0,752 0,753   0,754 0,755 0,756 0,757 0,758   0,759 0,760 0,761 0,762 0,763   0,764 0,765 0,766 0,767 0,768   0,769 0,770 0,771 0,772 0,773   0,774 0,775 0,776 0,777 0,778   0,779 0,780 0,781 0,782 0,783   0,784 0,785 0,786 0,787 0,788   0,789 0,790 0,791 0,792 0,793   0,794 0,795 0,796	2,1212 2,1234   2,1255 2,1276 2,1297 2,1319 2,1340   2,1361 2,1383 2,1404 2,1426 2,1447   2,1468 2,1490 2,1511 2,1533 2,1555   2,1576 2,1598 2,1619 2,1641 2,1663   2,1684 2,1706 2,1728 2,1749 2,1771   2,1793 2,1815 2,1837 2,1858 2,1880   2,1902 2,1924 2,1946 2,1968 2,1990   2,2012 2,2034 2,2056 2,2078 2,2100   2,2122 2,2144 2,2167	0,797 0,798   0,799 0,800 0,801 0,802 0,803   0,804 0,805 0,806 0,807 0,808   0,809 0,810 0,811 0,812 0,813   0,814 0,815 0,816 0,817 0,818   0,819 0,820 0,821 0,822 0,823   0,824 0,825 0,826 0,827 0,828   0,829 0,830 0,831 0,832 0,833   0,834 0,835 0,836 0,837 0,838   0,839 0,840 0,841	2,2189 2,2211   2,2233 2,2255 2,2278 2,2300 2,2322   2,2345 2,2367 2,2389 2,2412 2,2434   2,2457 2,2479 2,2502 2,2524 2,2547   2,2569 2,2592 2,2614 2,2637 2,2660   2,2682 2,2705 2,2728 2,2750 2,2773   2,2796 2,2819 2,2842 2,2864 2,2887   2,2910 2,2933 2,2956 2,2979 2,3002   2,3035 2,3048 2,3071 2,3094 2,3117   2,3141 2,3164 2,3187

Продолжение таблицы 8

S	es	S	es	S	es	S	es
0,842 0,843   0,844 0,845 0,846 0,847 0,848   0,849 0,850 0,851 0,852 0,853   0,854 0,855 0,856 0,857 0,858   0,859 0,860 0,861 0,862 0,863   0,864 0,865 0,866 0,867 0,868   0,869 0,870 0,871 0,872 0,873   0,874 0,875 0,876 0,877 0,878   0,879 0,880 0,881 0,882 0,883	2,3210 2,3233   2,3257 2,3280 2,3303 2,3326 2,3350   2,3373 2,3396 2,3420 2,3443 2,3467   2,3490 2,3514 2,3537 2,3561 2,3584   2,3608 2,3632 2,3655 2,3679 2,3703   2,3726 2,3750 2,3774 2,3798 2,3821   2,3845 2,3869 2,3893 2,3917 2,3941   2,3965 2,3989 2,4013 2,4037 2,4061   2,4085 2,4109 2,4133 2,4157 2,4181	0,884 0,885   0,886 0,887 0,888 0,889 0,890   0,891 0,892 0,893 0,894 0,895   0,896 0,897 0,898 0,899 0,900   0,901 0,902 0,903 0,904 0,905   0,906 0,907 0,908 0,909 0,910   0,911 0,912 0,913 0,914 0,915   0,916 0,917 0,918 0,919 0,920   0,921 0,922 0,923 0,924 0,925	2,4206 2,4230   2,4254 2,4278 2,4303 2,4327 2,4351   2,4376 2,4400 2,4424 2,4449 2,4473   2,4498 2,4522 2,4547 2,4571 2,4596   2,4621 2,4645 2,4670 2,4695 2,4719   2,4744 2,4769 2,4794 2,4818 2,4843   2,4868 2,4893 2,4918 2,4943 2,4968   2,4993 2,5018 2,5043 2,5068 2,5093   2,5118 2,5143 2,5168 2,5193 2,5219	0,926 0,927   0,928 0,929 0,930 0,931 0,932   0,933 0,934 0,935 0,936 0,937   0,938 0,939 0,940 0,941 0,942   0,943 0,944 0,945 0,946 0,947   0,948 0,949 0,950 0,951 0,952   0,953 0,954 0,955 0,956 0,957   0,958 0,959 0,960 0,961 0,962   0,963 0,964 0,965 0,966 0,967	2,5244 2,5269   2,5294 2,5330 2,5345 2,5370 2,5396   2,5421 2,5447 2,5472 2,5498 2,5523   2,5549 2,5574 2,5600 2,5625 2,5651   2,5677 2,5702 2,5728 2,5754 2,5780   2,5805 2,5831 2,5857 2,5883 2,5909   2,5935 2,5961 2,5987 2,6013 2,6039   2,6055 2,6091 2,6117 2,6143 2,6169   2,6195 2,6222 2,6248 2,6274 2,6300	0,968 0,969   0,970 0,971 0,972 0,973 0,974   0,975 0,976 0,977 0,978 0,979   0,980 0,981 0,982 0,983 0,984   0,985 0,986 0,987 0,988 0,989   0,990 0,991 0,992 0,993 0,994   0,995 0,996 0,997 0,998 0,999   1,000	2,6327   2,6379 2,6406 2,6432 2,6459 2,6485   2,6512 2,6538 2,6565 2,6591 2,6618   2,6645 2,6671 2,6698 2,6725 2,6751   2,6778 2,6805 2,6832 2,6859 2,6885   2,6912 2,6939 2,6966 2,6993 2,7020   2,7047 2,7074 2,7101 2,7129 2,7156   2,7183

Пример. Рассчитать статическое забойное давление в скважине глубиной 2000м при следующих исходных данных: относительная плотность газа =0,57; температура на устье t_у=7ºС (280 К), на забое t₃=47ºС (320 К), статическое абсолютное давление Р_у=18,0 мПа.

Определяем среднюю температуру в скважине:

⁰К.

По графикам рис. 2а находим для =0,57, Р_кр=4,75 мПа, Т_кр=198ºК. Рассчитываем по формулам приведенные устьевое давление и среднюю температуру:

Определяем по рис. 1 z для устьевого давления: z_у=0,793.

Рассчитываем по формуле:

По таблице 8 находим

По формуле определяем ориентировочное значение давления (в кгс/см²):

Находим среднее ориентировочное давление (0,1 мПа):

Рассчитываем приведенное давление Р_{пр.ср.ор}=196,05/47,5=4,13

Для Р_пр=4,13 и Т_пр=1,5 находим по рис. 1 z_ср=0,790.

По формуле рассчитываем S для z_ср:

По таблице 8 e^s=1,17939. Находим по формуле

Сравнивая полученное р_ср=(21,23+18,0)/2=19,62 с принятым ранее Р_ср.ор=19,605, видим, что значения z_cp=0,793 в обоих случаях совпадают и абсолютное статическое забойное давление можно принять равным р_з=21,23 мПа

В тех случаях, когда осреднение давления и коэффициента сверхсжимаемости нежелательно, статическое забойное давление определяют по формуле

где ; (есть для этого таблицы).

2.10. Распределение температуры по стволу скважин

Для различных расчетов по подсчету запасов и проектирования разработки газовых и газоконденсатных месторождений (залежей), необходимо знать распределение температуры по стволу скважины, как работающей, так и остановленной. Кроме прямых замеров ее можно определить аналитическим путем. При замерах скважина должна выстояться, залитая жидкостью.

Рассчитывают по формуле где t_x - ºC на глубине, t_пл. – t ºС пласта с глубиной L, r - средний геотермический градиент, град/м, определяемый по формуле где t_н.с. – t °С нейтрального слоя h_н.с. – глубина нейтрального слоя, м. При наличии многолетней мерзлоты где t_м – температура мерзлого грунта, °С, h_м – глубина нижней границы мерзлоты, м. (снизу). В самой зоне мерзлоты

Необходимо знать изменение температуры в призабойной зоне работающей скважины . Сложная формула, в которую входит и теплоемкость горных пород, Дж/м³·°С, которая изменяется незначительно от 0,18 до 0,2 Дж/м³·°С. Насыщение влагой увеличивает ее. Для практических расчетов ее принимают равной 0,3 Дж/кг·°С, или 700 Дж/м³·°С. Температура газа в работающей скважине на глубине х определяется формулой (сложной), в которую входят теплопроводность пород вт/м·град., которая как теплоемкость зависит не только от пород, но и от их насыщенности влагой. Распределение °С в стволе работающей скважины при наличии многолетней мерзлоты определяется по сложной формуле. В пределах самой мерзлоты °С определяется также по сложной формуле, где учитывается теплопроводность мерзлых грунтов вт/м·град. и их теплоемкость.

Распределение температуры по стволу влияет на возможность гидратообразования. Ее надо определять очень серьезно. Часто приходится при замерах Р и С⁰ в стволе скважины набирать профиль этих параметров, т.е. замерять на разных глубинах.

2.11. Методы определения газо-жидкостного контакта (ГНК, ВНК, ГВК):

- по промыслово-геофизическим исследованиям - сопротивление пород, насыщенных пластовой водой намного меньше, чем насыщенных УВ;

- по керну пород в лаборатории определяют насыщенность их водой (в том числе остаточной) и УВ (К_н.г.);

- при исследовании скважины путем постепенного увеличения интервала перфорации. Точность в этом случае составляет до 2м;

- путем составления схемы опробования испытания скважин.

2.12. Режим газовых и газоконденсатных залежей

Режим залежей определяется энергией пласта, под действием которой нефть и газ движется в пласте к скважине и поднимается по ее стволу на поверхность или же на определенную высоту. Основные виды пластовой энергии – энергия краевых вод и энергия сжатого газа, свободного или растворенного. Величина первоначальной энергии в пласте определяется начальным пластовым давлением и количеством воды и газа, находящимся вместе в пласте. Чем больше объем окружающей залежь воды и чем больше величина Р_пласт этой воды тем большим запасом энергии обладает залежь. При вскрытии пласта скважинами и создании в районе скважины давления меньшего, чем в пласте, пластовая энергия будет расходоваться на перемещение флюидов в скважину из пласта, а также на преодоление сопротивлений, возникающих при этом перемещении. По мере извлечения УВ освобождающееся поровое пространство будет заполняться пластовой водой, а газо-жидкостные контакты будут перемещаться к скважинам, если количество УВ, извлекаемых из скважины (пласта) будет равно, поступающей в него количеству пластовой воды - производительность скважины и пластовое давление будут постоянными. Если это условие не соблюдается - давление и производительность скважины будут понижаться. В начале разработки залежи пластовая энергия выражается в виде упругого расширения воды при снижении давления.

Коэффициент расширения воды от 1/20000 до 1/25000, нефти от 1/700 до 1/14000 первоначального объема в зависимости от газонасыщенности. Газовая шапка постоянно давит на нефть. В первый период разработки преобладает действие газа, растворенного в нефти - бурное фонтанирование. Когда энергия газа и воды в пласте израсходована, происходит приток нефти под ее силой тяжести (веса ее столба). Поэтому на крыльях структур скважины могут работать, а в своде нет. Сопротивление - трения нефти и газа о поверхность зерен. Величина ее зависит от размера пор, т.е. от проницаемости пород, а также от вязкости нефти и газа, от количества остаточной воды в пласте. В зависимости от источника пластовой энергии различают следующие режимы работы УВ залежей:

- водонапорные (разновидность его – упругий или нефтеупругий, при котором пластовая энергия проявляется в виде упругого расширения пластовой жидкости);

- газонапорный режим или режим газовой шапки;

- газовый режим или режим растворенного газа;

- гравитационный режим - движение в пласте УВ происходит под действием силы тяжести самой жидкости (приток от повышенных частей структуры к пониженным);

- смешанное - действие различных источников энергии.