4.24.01 (02) Системы и методы разработки газа и газового конденсата Общие сведения

Природный горючий газ – смесь газов земной коры – углеводородов метанового ряда и неуглеводородных компонентов, способных гореть. Встречается в осадочной толще земной коры в виде свободных скоплений, а также в растворенном в нефти и воде, рассеянном (сорбированном) в горных породах и в твердом (в газогидратных залежах) состоянии. Представлен метаном (до 85-90%), этаном (суммарное содержание 0,1-20%) и парами легких жидких углеводородов.

В соответствии с неорганической или абиогенной теорией, нефть и газ образуются вследствие синтеза углерода и водорода в условиях синтеза углерода и водорода в условиях высоких температур и горного давления в земной коре. По органической теории газообразные углеводороды генерируются в процессе преобразований гумусовых и сапропелевых органических веществ.

Формирование газовых залежей происходит вследствие миграции газа из материнских толщ и аккумулирования их в природных резервуарах.

Преобладающая часть разведанных запасов (свыше 90%) находится в чисто газовых или газоконденсатных месторождениях, разведанные запасы газа в мире – свыше 80 трлн. м.3. Из недр на сегодня добыто около 2 трлн. м.3 и его, по прогнозам Мирового энергетического конгресса, должно хватить до 2050г. В Украине разведанные запасы природного газа составляют 1 млрд. т. условного топлива. Сейчас открыто около 120 месторождений.

После 1945г. в Украине были разведаны и сданы в эксплуатацию крупные месторождения природного газа. С середины 50-х и к середине 70-х гг. добыча газа стабильно росла и её максимум приходится на 1975 г. – 68,7 млрд. м.3. В дальнейшем в связи с истощением обнаруженных запасов добыча природного газа постепенно снижается. Начиная с 1999г. и по сей день в Украине добывается около 18 млрд. м.3 в год. Фонд действующих скважин в 1987 г. составлял 1585, из них 98% дают продукцию (1245 – газ и конденсат, 311 – только газ).

В Украине создана разветвленная система распределительных газовых сетей газоснабжения отраслей народного хозяйства. Около 80% природного, сопутствующего и искусственного газа потребляет промышленность (электростанции, металлургическая и химическая промышленность), более 17% - коммунальные службы.

Теплотворная способность – 32,7 Мдж/м.3 (7800 ккал./м.3).

Газы, содержащие в 1 м.3 более 100г. тяжелых углеводородных газов (этан, пропан и др.) называют богатыми, а меньше 100г. – сухими.

4.24.04 Методы повышения продуктивности скважин

^{Одним из основных условий рациональной разработки углеводородных месторождений является наиболее полное извлечение из недр нефти и газа. Показателем степени использования запасов нефти есть коэффициент нефтеотдачи Кн. Динамику этого процесса можно выразить несколькими значениями, но наиболее важными являются текущий и конечный коэффициенты нефтеотдачи Кн.тек. и Кн. кон., которые колеблются в весьма широких пределах в зависимости от множества разнообразных факторов.}

Из методов повышения нефтеотдачи, кроме традиционного заводнения, можно назвать вытеснение нефти мицелярными растворами, двуокисью углерода, паром, с помощью внутрипластового горения. При использовании этих методов в пластах протекают очень сложные процессы и явления: адсорбция и десорбция химических реагентов, разрушение структуры растворов и сложных молекул, фазовые переходы, массопереносы, диффузия, дистилляция и окисление нефти, конвективный перенос тепла, химические реакции и преобразование веществ, выпадение солей, инверсия смачиваемости, капиллярные процессы, которые еще достаточно не изучены. Эти процессы и явления определяют особенности механизма извлечения углеводородов и эффективность повышения нефте- и газоотдачи.

Остаточная нефть в природных условиях в обводненных зонах пластов может находиться одновременно в неодинаковом состоянии. Характер этого состояния зависит от структуры парового пространства и физико-химических свойств контактирующих фаз.

Таким образом, свойства остаточной нефти существенно отличаются от свойств нефти, выданной на поверхность. Практически все известные процессы увеличения нефтеотдачи предусматривают перемещение и мобилизацию остаточной нефти в обводненных зонах пласта, что можно осуществить изменением соотношения гидродинамических и капиллярных, а также гравитационных и упругих сил. Процессы консолидации остаточной нефти чрезвычайно разнообразны, что, в принципе, и является выбором методов повышения отдачи продуктивных пластов. Исходя из того, что на сегодня наиболее широко известны методы, основанные на заводнении (вода - компонент всех рабочих агентов), то по назначению и способам их можно классифицировать как воздействие на пласт в макро- и микромасштабе. В первом случае путем снижения вязкости нефти и увеличением вязкости вытесняющего агента, а во втором – снижением межфазного натяжения, гидрофилизации (смачивания) поверхности коллектора и повышением фазовой проницаемости для нефти и снижением для воды.

Классификация методов увеличения нефтеотдачи пластов

^{Для нефти применяют следующие методы:}

• заводнение как традиционный (классический) метод;

• циклическое воздействие на пласты при заводнении;

• смена направления фильтрационных потоков между скважинами;

• установление оптимальных величин репрессий и депрессий на пласты;

• частичное снижение давления ниже давления насыщения нефти.

Физико-химические:

• применение повышенно-активных веществ (ПАВ), полимеров, щелочей, кислот, мицелярных растворов (МР), двуокиси углерода (СО2), сухого углеводородного газа (метана), обогащенного и сжиженного газа, газоводяное воздействие.

Тепловые методы:

• использование пара, горячей воды, внутрипластовое горение.

Коэффициент газоотдачи месторождения, (залежи, пласта) Вr, характеризующий степень извлечения газа, определяется отношением количества добытого газа Q доб. к запасам начальным Q зап. н.

Br = Q доб. / Q зап. н.

Для определения рентабельности добычи газа применяют коэффициент конечной газоотдачи, характеризующий промысловую газоотдачу на момент прекращения эксплуатации. По данным из Украины, РФ и США такой коэффициент может изменяться от 70 до 99% и в среднем составляет 85-90%.

При разработке газовых и газоконденсатных месторождений в режиме истощения применяют несколько методов повышения газоотдачи. Поддержание пластового давления обеспечивается нагнетанием газа, воды или газа и воды одновременно. При этом возможны следующие варианты нагнетания:

• В законтурную (и контурную) зону, в купольную часть структуры, поочередно и одновременно или рассредоточено по всей площади газоносности;

• При начальном пластовом давлении или после снижения давления на полную величину путем предварительного отбора части газа в режиме природного истощения;

• При постоянном или цикличном нагнетании в пласт вытесняющего агента.

И таких вариантов достаточно для выбора наиболее эффективного.

Добыча конденсата, выпавшего в пласте, может осуществляться переводом его в газовую фазу с последующей добычей вытеснением из пористого тела различными агентами или их соединениями.