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 Gвид – 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 Gвид 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 Gн від , а в другому – від Gн. Вказані залежності прямолінійні і можуть бути екстрапольовані до величини G0. Значення Gвид отримується для будь-якого наперед запланованого значення Рк.
Для визначення газовіддачі для газових покладів з пружньо-водонапірним режимом може бути використана наближена формула А.І. Ширковського:
де kг – коефіцієнт газонасичення;
mзаг – 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 Ек.
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 Gн від величини , тобто по градієнту величини Gн 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 Рр (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 Рк і може бути визначена лабораторними методами або розрахована за формулою:
де Рід – 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 ; Gн =0 і Р2 =0; Gн = G0, а Рреал – 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 Рк=P0,то і kгW=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:
.