Способи розрахунку газовіддачі газових і газоконденсатних покладів

Розрахунок газовіддачі газових покладів залежить від роботи покладів. У випадку газового режиму, який характеризується збереженням об’єму пор, що зайняті газом і постійним складом газу, то коефіцієнт газовіддачі може бути розрахований за формулою:

де G_вид – залишкові видобувні запаси газу, відповідно поточному пластовому тиску, приведені до стандартних умов, м³;

G₀ – початкові балансові запаси газу, приведені до стандартних умов, м³.

Якщо виразити значення G_вид і G₀ через параметри об’ємного методу отримуємо:

Виходячи з формули матеріального балансу, коефіцієнтгазовіддачі при тих же умовах можна отримати за формулою:

де – об’ємний коефіцієнт пластового газу.

У роботі К. Стояна і А.О. Телфорда для визначення газовіддачі по газоконденсатним покладам з постійним об’ємом рекомендуються рівняння, основані на матеріальному балансі:

де – двофазний об’ємний коефіцієнт газоконденсатної суміші;

– поправка за надстисливість (двофазної) газоконденсатної суміші, що відповідає тиску Р.

Використання цих рівнянь зводиться до побудови залежностей: в першому випадку G_н від , а в другому – від G_н. Вказані залежності прямолінійні і можуть бути екстрапольовані до величини G₀. Значення G_вид отримується для будь-якого наперед запланованого значення Р_к.

Для визначення газовіддачі для газових покладів з пружньо-водонапірним режимом може бути використана наближена формула А.І. Ширковського:

де k_г – коефіцієнт газонасичення;

m_заг – коефіцієнт загальної пористості.

Але і сам А.І. Ширковський та багато інших дослідників віддають перевагу тим методам визначення газовіддачі, в яких вона розраховується за даними про залишкову газонасиченість. В свою чергу, розрахунок залишкової газонасиченості базується на відомих чотирьох коефіцієнтах, визначення яких дає досить повні уявлення про геологічні та фізичні умови, які визначають ефективність витіснення газу водою. Це такі коефіцієнти:

- коефіцієнт охоплення витісненням, який дорівнює відношенню порового простору покладу, який обводнився до початкового газонасиченого об’єму пор цієї ж частини покладу;

- коефіцієнт затриманого (затисненого) газу, який дорівнює відношенню об’єму порового простору, зайнятого газом за фронтом витіснення в обводненому об’ємі до всього об’єму, який обводнений;

- коефіцієнт залишкової газонасиченості, який дорівнює відношенню об’єму пор, який зайнятий газом в межах зони витіснення до початкового газонасиченого об’єму пор в межах тієї ж зони;

- коефіцієнт газовіддачі з об’єму який обводнено.

На підставі досліджень вказаних коефіцієнтів загальний поточний коефіцієнт газовіддачі рекомендується визначати за формулою:

При досягненні кінцевих умов розробки покладу, коли обводниться весь поклад, тобто коли W буде дорівнювати , формула спроститься до вигляду;

У роботі Е. Стояна та А.О. Телфорда дано наступні рекомендації з визначення газовіддачі в покладах з водонапірним режимом:

І Якщо видобуток газу не почато, методи визначення газовіддачі можуть бути використані ті ж самі, що і для покладів з газовим режимом, але підрахунковий кінцевий тиск рекомендується збільшити на 15-20%, щоб уникнути прорахунку цифр запасів газу.

ІІ Якщо видобуток газу почався, але дані не дозволяють встановити характер водонапірного режиму, не прямі ознаки якого (частковий видобуток води і інші) наявні, значення кінцевого тиску по тих же причинах повинні бути збільшені на 25-100% в залежності від характеру роботи свердловини.

ІІІ Якщо видобуток газу почався і дані показують наявність неактивного водонапірного режиму, розрахунок може бути проведений так як в попередньому випадку.

ІV У випадку активного водонапірного режиму рекомендується наступний порядок розрахунку.

Визначається постійні припливи води D і початкові балансові запаси газу G₀ за методом матеріального балансу (або по падінню тиску) або тільки константа припливу води.

Передбачається поведінка пласта для ймовірного відбору i будується графік залежності пластового тиску від накопиченого видобуту:

3 Визначається величина води, яка проникла в пласт для декількох значень накопиченого видобутку газу (на декілька дат). Для цього використовується графік і рівняння

4 Визначається залишкова (кінцева) газонаси-ченість шляхом безпосередніх (лабораторних) вимірів або наближено по емпіричних рівняннях:

а) для теригенних колекторів (пісковиків)

б) для карбонатних колекторів

5 Розраховується коефіцієнт об’ємного витіснення газу водою для різних значень кількості води, яка ввійшла в пласт

6 Визначається коефіцієнт об’ємного витіснення для кінцевих умов розробки Е_к.

7 Коефіцієнт газовіддачі розраховується по рівняннях:

Виходячи з того, що темпи падіння пластового тиску при розробці газових покладів з водонапірним режимом не є постійними, газовіддачу слід з часом перераховувати, оскільки зменшення тиску в газовій частині покладу проходить тим інтенсивніше, чим менше стає її об’єм. Для найбільш точної оцінки газовіддачі необхідно досконалі спостереження за газоводяним контактом і тиском у водонасиченій частині і газонасиченій частинах покладу.

При застосуванні будь-яких методів визначення газовіддачі важливим є точність в правильному визначенні режиму роботи покладу на ранній стадії його розробки. Як правило, ця точність може бути підтверджена декількома пробними розрахунками на декілька дат або графічними рівняннями залежності поточного накопиченого видобутку G_н від величини , тобто по градієнту величини G_н від тиску. На відміну від газових, газоконденсатні поклади, навіть при незмінному їх об’ємі в процесі розробки, характер-ризуються сталістю складу газу тільки в межах інтервалу тиску від Р₀ до Р_р (тиск початку конденсації або точки “роси”). Тому всі розрахунки показані вище, справедливі для газоконденсатних покладів тільки при вивченні їх в інтервалах зміни тиску. При необхідності, використовуючи дані отримані при менших тисках, ніж тиск початку конденсації, слід користуватись і іншими рівняннями для коефіцієнта газовіддачі. Зокрема, Е. Стоян і
А.О. Телфорд рекомендують такі формули:

Величина представляє собою двофазну поправку для кінцевого тиску Р_к і може бути визначена лабораторними методами або розрахована за формулою:

де Р_ід – тиск, який мав бути при розробці покладу з ідеальним газом, визначається графічно, виходячи з того, що поведінка ідеального газу виражена прямою лінією, що об’єднує точки ; G_н =0 і Р₂ =0; G_н = G₀, а Р_реал – реальний тиск визначається з реальної кривої залежності накопиченого видобутку від пластового тиску:

.

Газовіддача по газоконденсатних покладах, що характеризуються водонапірним режимом, не тільки залежить від складу пластової однорідної суміші, тиску випадання конденсату і залишкової газо- і конденсатонасиченості, але і визначається характером витіснення вуглеводневої суміші з пласта в процесі просування води. Для попередження випадання конденсату в пласті можна не тільки використовувати природні умови водонапірного режиму, але і проводити підтримку пластового тиску шляхом закачування води. У покладах з водонапірним режимом вилучення конденсату відбувається при більш сприятливих умовах, але загальна кількість вуглеводнів, що вилучається з пласта, як правило менша, ніж у покладах з постійним об’ємом.

Е. Стоян і А.О. Телфорд приводять наступні рівняння для визначення газовіддачі по газоконденсатних покладах з водонапірним режимом.

1 Якщо газ (крім залишкової газонасиченості) повністю вилучається, тобто витіснення газу проходить рівномірно, без тупикових зон, газовіддача (включаючи і конденсат) може бути визначена за даними про залишкову газонасиченість, виражену через об’єм пор, параметри газу і кінцевий пластовий тиск:

Якщо тиск не падає, тобто Р_к=P₀,то і k_гW=0 формула набуває вигляду:

В таких випадках (в однорідних колекторах) коефіцієнт загальної газовіддачі представляє собою суму двох коефіцієнтів віддачі за рахунок зниження тиску () і віддачі за рахунок напору води ():

Коефіцієнт віддачі за рахунок зниження тиску визначається, як вказано вище.

Коефіцієнт віддачі за рахунок витіснення газу водою може бути визначений наближено, за формулою:

.