Способ разработки залежи с неоднородным по площади составом газа

 

Сущность изобретения: первоначально вводят в разработку бессернистую зону через низкопроницаемые пропластки. После подхода депрессионной воронки к сероводородсодержащей зоне вводят эту зону в разработку через низкопроницаемые пропластки. Отрабатывают обе зоны до выравнивания в них средневзвешенного пластового давления. Достреливают продуктивный разрез во всех добывающих скважинах и продолжают отбор из обеих зон пропорционально их остаточным запасам. 2 ил.

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано при разработке залежей с неоднородным по площади составом газа.

Опыт разработки газовых залежей с неоднородной по площади концентрацией сероводорода в пластовом газе (таких как, Северный Булкуи, Советабад) показал, что обычно на первом этапе осуществляют ускоренный ввод в разработку бессернистой зоны залежей, а разработка сернистой зоны задерживается до завершения строительства наземных сероочистных сооружений. В таких случаях появляется опасность избирательного прорыва сероводородсодержащего газа к забоям эксплуатационных скважин бессернистой зоны по наиболее высокопроницаемым и интенсивно дренируемым пропласткам, что приводит к необходимости дополнительной защиты оборудования от коррозии и строительства сероочистных установок в бессернистой зоне залежи.

Известен способ разработки залежи с неоднородным по площади составом газа, в котором для повышения эффективности отбора газа с заданной концентрацией полезного компонента создается в пласте гидродинамический барьер между зонами с различной концентрацией за счет отбора каждой из зон пропорционально текущим запасам [1].

Однако, учитывая то, что данный способ предусматривает одновременный ввод в разработку зон с различной концентрацией, применение его в данном случае становится неэффективным.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ разработки залежи с неравномерным по площади распределением концентрации сероводорода, предусматривающий ускоренное освоение залежи путем опережающего ввода в разработку подготовленных скважин бессернистой зоны [2].

Недостатком известного способа является низкая его эффективность при разработке залежей со слоисто-неоднородным характером изменения проницаемости продуктивного разреза.

Цель изобретения - повышение эффективности способа за счет предотвращения селективного прорыва сероводородсодержащего газа к забою добывающих скважин бессернистой зоны.

Достигается это тем, что согласно способу разработки залежи с неоднородным по площади составом газа, включающему последовательный ввод в разработку бессернистой и сероводородсодержащей зон и отбор газа через добывающие скважины, первоначально в разработку вводят бессернистую зону, вскрывают в ней пропластки с низкопроницаемыми коллекторами и отрабатывают через них высокопроницаемые пропластки до подхода границы депрессионной воронки к фронту сероводородсодержащей зоны, затем вводят в разработку сероводородсодержащую зону со вскрытием пропластков, анологичным вскрытию в бессернистой зоне, и до выравнивания средневзвешенных пластовых давлений в обеих зонах отбор газа из сероводородсодержащей зоны регулируют, исходя из соотношения q_c= K, где К - безразмерный коэффициент, определяемый из соотношения K = ; Т - годы разработки залежи; Q_зап.с., Qз_ап.м. - запасы газа соответственно сернистой зоны и месторождения в целом; q_c, Q_м. - годовые отборы газа соответственно из сернистой зоны и со всей залежи; Р_с, Р_б/c, β_c , β _{б / c} - соответственно средневзвешенное пластовое давление и текущая газоотдача в сернистой и бессернистой зонах, после выравнивания в обеих зонах средневзвешенных пластовых давлений проводят дострел неперфорированной части продуктивного разреза во всех эксплуатационных скважинах и продолжают одновременный отбор газа из обеих зон пропорционально их остаточным запасам.

Новизной предлагаемого изобретения является возможность предотвращения селективного продвижения фронта сероводородсодержащего газа и уменьшения перетока между зонами с различной концентрацией сероводорода, при опережающем вводе в разработку бессернистой зоны с помощью вскрытия низкопроницаемых пропластков в эксплуатационных скважинах бессернистой зоны с последующим регулированием фронта сероводородсодержащего газа после ввода сернистой зоны залежи в разработку.

При просмотре аналогичных технических решений заявленная совокупность существенных признаков, позволяющая достигнуть цели изобретения, авторами не обнаружена, следовательно, предлагаемое решение соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень".

Способ осуществляется следующим образом.

В залежи газа с неоднородной по площади концентрацией сероводорода в пластовом газе, используя карту-изоконцентрату, выделяют зоны сероводородсодержащих и бессернистых газов. По данным промысловогеофизических, гидрогазодинамических исследований или кернового анализа определяют изменение проницаемости пропластков по разрезу и площади. Сероводородсодержащая и бессернистая зоны залежи вскрываются самостоятельными сетками эксплуатационных скважин. Для ускоренного освоения месторождения на первых этапах (максимум до времени подхода границы депрессионной воронки к фронту сероводородсодержащей зоны) вводятся в разработку подготовленные скважины бессернистой зоны залежи со вскрытием перфораций пропластков с низкопроницаемыми коллекторами в продуктивном разрезе. Отбор газа из пропластков с низкопроницаемыми коллекторами приводит к падению давления в них. Через определенный перепад давления между пропластками начинается переток газа из высокопроницаемого пропластка в низкопроницаемый. После того, как возмущение доходит до границы сероводородсодержащей и бессернистой зон, начинается движение фронта сероводородсодержащего газа в сторону эксплуатационных скважин. Увеличение градиента давления в низкопроницаемом пропластке по сравнению с высокопроницаемым приведет к практически вертикальному движению фронта сероводородсодержащего и бессернистого газов. Это предотвращает селективный прорыв сероводородсодержащих газов к добывающим скважинам. По мере подготовленности эксплуатационных скважин и наземных сероочистных сооружений в сероводородсодержащей зоне залежи их вводят в эксплуатацию. В этих скважинах система вскрытия продуктивного пласта принимается аналогичной бессернистой зоне. С целью предотвращения дальнейшего движения границы сероводородсодержащего газа в бессернистую зону скважины сернистой зоны эксплуатируются большими дебитами, чем скважины бессернистой зоны. Регулирование отбора газа из сернистой зоны проводят до создания гидродинамического барьера (т. е. линии повышенного, чем в зонах отбора, давления, препятствующего массообмену) между зонами различного состава газа. После выравнивания давления в зонах отбора проводят дострел невскрытой части продуктивного разреза во всех скважинах. В процессе дальнейшей разработки отбор газа из зон осуществляется пропорционально их остаточным запасам.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема осуществления способа разработки залежи с неоднородным по площади составом газа; на фиг. 2 отражено изменение концентрации сероводорода по длине залежи в существующем и предлагаемом способах в момент создания гидродинамического барьера.

П р и м е р. Слоисто-неоднородная залежь газа с высоко-1 и низкопроницаемыми 2 пачками (соответственно с К = 0,50 и 0,05 мкм²) и неоднородными по площади составом газа разбурена эксплуатационными скважинами 3 и 4. Используя карту-изоконцентрату, определяют границу 5 с сероводородсодержащей и бессернистой зон. При этом за границу 5 зон принимают изоконцентрату, соответствующую содержанию сероводорода в составе газа, равному 0,00139 об.%.

Запасы газов в обеих частях равны и составляют 20 млрд.м³ каждый. Начальное давление 25,0 МПа. Расстояние от эксплуатационных скважин 3 бессернистой зоны до границы 5 сероводородсодержащего газа равняется L = 10 км.

В первом этапе разработки скважины 3 бессернистой зоны вводятся в разработку с темпом отбора 5% от запасов этой зоны, т.е. годовая добыча бессернистого газа составляет 1 млрд. м³. Максимально-возможный срок запоздания ввода в разработку сернистой зоны определяется временем возмущения границы 5 между зонами и равняется T_макс= = = 754 сут.= 2,1 год До ввода в разработку сернистой зоны из бессернистой зоны залежи отбирается 10% от запасов или 2,0 млрд.м³ газа. При этом текущее средневзвешенное пластовое давление в разрабатываемой части залежи равняется 22,5 МПа. Ввод в разработку сернистой зоны осуществляется в начале третьего года эксплуатации залежи.

Для приостановления движения фронта 5 сероводородсодержащего газа в бессернистую зону и ускорения процесса создания гидродинамического барьера между зонами сернистая зона вводится в разработку большим темпом отбора, чем бессернистая зона. На третий год разработки залежи темп отбора газа из сернистой зоны равняется (с учетом того, что годовой отбор газа из залежи составляет 2 млрд.м³, т.е. 5% от запасов залежи): q_c= K³·Q_м. K = = = 1,234
q_сер.= 1,234³· · Q_м= 1,234³· · 2 = 1,188 млрд.м³
Отбор из бессернистой зоны определяется как
q_б/с = Q_м - Q_сер. = 2 - 1,88 = 0,12 млрд.м³.

При этом суммарная добыча газа из сернистой и бессернистой зон соответственно составляют 1,88 и 0,12 млрд.м³. На четвертый год разработки отбор газа из сернистой зоны равняется 1,08 млрд.м³, а из бессернистой зоны - 0,92 млрд. м³. Итак, к концу 5-го года разработки образуется гидродинамический барьер, годовая добыча этого года для сернистой и бессернистой зоны соответственно равняется 1,02 и 0,98 млрд.м³.

Для дальнейшего периода разработки отборы из обеих частей становятся одинаковыми и равными 1 млрд.м³. При эксплуатации залежи известным способом волна возмущения до границ 5 сернистой зоны по высокопроницаемому 1 пропластку доходит гораздо быстрее (за 74,4 сут.), чем в предлагаемом способе.

Следовательно, переток сернистого газа по высокопроницаемому 1 пропластку начинается спустя 74,4 сут с начала разработки и к концу 5-го года разработки (к моменту создания гидродинамического барьера) сероводородсодержащий газ доходит до забоев эксплуатационных скважин 3 бессернистой зоны (см. рис. 2, линия 1). Движение границы 5 между зонами по низкопроницаемому 2 пропластку к этому времени разработки составляло всего 350 м. (рис. 2, линия 2).

По предлагаемому способу движение сероводородсодержащего газа в направлении эксплуатационных скважин 3 бессернистой зоны происходит временно от момента достижения границы депрессионной воронки до фронта 5 сероводородсодержащего газа до создания гидродинамического барьера между зонами. В данном примере это расстояние составило 1,3 км (см. рис. 2, линия 3, 4) и в дальнейшем граница 5 раздела между зонами остается неподвижной.

Формула изобретения

СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖИ С НЕОДНОРОДНЫМ ПО ПЛОЩАДИ СОСТАВОМ ГАЗА, включающий последовательный ввод в разработку бессернистой и сероводородсодержащей зон и отбор газа через добывающие скважины, отличающийся тем, что первоначально в разработку вводят бессернистую зону, вскрывают в ней пропластки с низкопроницаемыми коллекторами и отрабатывают через них высокопроницаемые пропластки до подхода границы депрессионной воронки к фронту сероводородсодержащей зоны, затем вводят в разработку сероводородсодержащую зону со вскрытием пропластков аналогично вскрытию в бессернистой зоне и до выравнивания средневзвешенных пластовых давлений в обеих зонах отбор газа из сероводородсодержащей зоны регулируют исходя из соотношения
q_c= K,
где K - безразмерный коэффициент, определяемый из соотношения
K^т = ;
T - годы разработки залежи;
Q_зап.с , Q_зап.з - запасы газа соответственно сернистой зоны и всей залежи в целом, млрд · м³;
q_с, Q_м - годовые отборы газа соответственно из сернистой зоны и из всей залежи в целом, млрд · м³;
P_с, P_б/с - соответственно средневзвешенное пластовое давление в сероводородсодержащей и бессернистой зонах, МПа;
β_c , β_{б / c} - соответственно текущая газоотдача в сероводородсодержащей и бессернистой зонах, доли ед., а после выравнивания в обеих зонах средневзвешенного пластового давления проводят дострел неперфорированной части продуктивного разреза в добывающих скважинах и осуществляют одновременный отбор газа из обеих зон пропорционально их остаточным запасам.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2