Файл: Закиров, С. Н. Проектирование и разработка газовых месторождений учебное пособие.pdf

к достижению наибольших дебитов скважин. Величины же дебитов определяют в конечном счете потребное число скважин и оптималь­ ные технико-экономические показатели систем разработки место­ рождения и обустройства промысла.1

Пусть, например, разрушение коллектора некоторого месторождения про­ исходит при депрессии на пласт 10 кгс/см2.5* При данной депрессии могут быть получены самые различные дебиты в зависимости от способов вскрытия и освое­ ния газовых скважин.

В практике известно много примеров отрицательного влияния на продуктив­ ную характеристику скважин глушения их глинистым раствором и перфорации скважин, заполненных жидкостью [77]. Среди способов увеличения продуктив­ ной характеристики скважин могут быть названы перфорация в газовой среде и гидропескоструйная перфорация скважин. Имеются многочисленные примеры неудовлетворительной очистки стенок скважин от глинистой корки и, следо­ вательно, неприобщенности к дренированию значительной части разреза. Эффек­ тивным может быть применение многоцикловых исследований скважин, работ по интенсификации притока газа к забоям скважин, включая специальные обработки их с целью удаления глинистой корки. Приобщение к дренированию всего разреза скважин имеет огромное значение не только для достижения макси­ мальных дебитов, но и для предотвращения преждевременного обводнения скважин. Для контроля за степенью дренирования разреза скважин можно применять дебитометрию и термометрию, а также акустические исследования интервала перфорации.

1 Однако принцип минимального потребного числа скважин не может быть критерием рациональности разработки месторождений природных газов. На начальных этапах разработки газоконденсатных месторождений Краснодарского края минимальное число скважин было достигнуто за счет вскрытия в скважи­ нах всего нижнемелового продуктивного комплекса пород. Впоследствии это привело к преждевременному обводнению скважин, к осложнению процесса разработки месторождений, добуриванию значительного числа новых сква­ жин с выделением отдельных объектов эксплуатации и т. д.

5 заказ 1013

Рациональное размещение скважин на площади газоносности имеет большое значение для практики. На рассматриваемом газовом (газоконденсатном) месторождении могут быть приняты различные сетки размещения скважин. Сетка размещения скважин оказывает существенное влияние на все технико-экономические показатели разработки месторождения и обустройства промысла. Выбор рацио­ нальной системы размещения скважин основывается на технико­ экономических расчетах. Расчетам и анализу подвергаются различ­ ные возможные схемы размещения скважин на площади газонос­ ности.

В теории и практике разработки месторождений природных газов широкое распространение получили следующие системы размещения скважин [22]:

1) равномерное размещение по квадратной или треугольной сетке (рис. 16);

2) размещение скважин в виде кольцевых батарей или цепочек скважин (рис. 17 и 18);

3) размещение скважин в центральной (сводовой) части залежи

(рис. 19); 4) неравномерное размещение скважин на площади газоносности

(рис. 20).

С точки зрения теории проектирования и разработки газовых месторождений под равномерной сеткой понимается такая система размещения скважин на площади газоносности, когда в процессе разработки не образуется общей депрессионной «воронки», т. е. пластовое давление вдали от каждой скважины примерно одинаково и близко к среднему пластовому давлению на соответствующий момент времени. Тогда изменение дебитов газовых скважин опреде­ ляется изменением во времени среднего пластового давления по залежи в целом.

Следовательно, геометрически равномерное размещение скважин на площади газоносности удовлетворяет отмеченному условию лишь при достаточной однородности пласта по коллекторским свойствам. В случае существенной неоднородности пласта под равномерной

66

сеткой размещения газовых скважин можно понимать такую, при которой приближенно выполняется соотношение [29]

Ряс. 16. Схема размещения скважин по равномерной сетке:

а — квадратная сетка; б — треугольная сетка

Здесь qt — дебит i-й скважины; осЙ£— газонасыщенный объем дренирования i-й скважины. При переменных во времени дебитах в формулу (1) подставляются значения соответствующих добытых количеств газа по каждой скважине. При выполнении соотношения (1) давления вдали от скважин практически одинаковы и равняются

среднему пластовому давлению на соответствующий момент времени. Это отличительная особенность равномерной системы размещения скважин.

При разведке газовых и газоконденсатных месторождений для изучения их геологического строения бурят определенное число раз­ ведочных скважин, зависящее от степени неоднородности продук­ тивных отложений по коллекторским свойствам, от тектонического строения месторождения, его конфигурации и других факторов. С вводом месторождения в разработку большинство разведочных скважин переводится в эксплуатационные. Следовательно, разме­ щение разведочных скважин может оказывать значительное влия­ ние на систему размещения эксплуатационных скважин. Поэтому на практике наиболее распространенной является схема неравно­ мерного размещения скважин на площади газоносности. Другие

ведочных скважин. Иногда потребное число газовых скважин для разработки месторождения оказывается меньше числа разведочных скважин, переводимых в эксплуатационные. Следовательно, здесь система размещения разведочных скважин целиком определяет соответствующие технико-экономические показатели разработки ме­ сторождения. Такое положение, к сожалению, довольно часто создается при разведке и разработке небольших по запасам место­ рождений природных газов.

Необходимое число газовых скважин для обеспечения плана добычи газа, как правило, с течением времени увеличивается (см. рис. 15). При выборе, например, равномерной системы размещения скважин сетку скважин устанавливают исходя из необходимости размещения на площади газоносности потребного проектного числа скважин на определенный момент времени (на конец периода постоян­ ной добычи газа или на конец бесцомпрессорного периода и т. д.). Тогда в любой момент времени сетка скважин будет отличаться от равномерной в связи с постоянным добуриванием скважин. По­ этому в классификации первых трех систем размещения скважин имеется определенная условность. Введение рассматриваемой клас­ сификации систем размещения скважин оправдало себя при создании методов определения показателей разработки газовых месторо­ ждений.

Рассмотрим кратко, в каких случаях какой системе можно отдать предпочтение.

1. Равномерное размещение скважин рекомендуется при разра­ ботке газовых (газоконденсатных) месторождений в условиях газо­ вого режима и значительной однородности продуктивного пласта по коллекторским свойствам [67]. В этих условиях при равномерном размещении скважин на площади газоносности пластовое давление вдали от скважин в каждый момент времени изменяется от точки к точке пласта незначительно и близко к среднему пластовому да­ влению. Дебиты газовых скважин, при прочих равных условиях,

68

определяются величиной пластового давления. Поэтому дебиты газовых скважин при равномерном размещении скважин бывают больше, чем при других системах размещения (при прочих равных условиях и отмеченном ограничении). Это означает, что и необхо­ димое число скважин для разработки месторождения оказывается минимальным. При равномерной сетке размещения давления на устьях скважин близки между собой и падают медленнее, чем при других схемах размещения скважин. Следовательно, при равномер­ ном размещении скважин месторождение может дольше разрабаты­ ваться без дожимной компрессорной стан­

дит к уменьшению коэффициента фильтра­ ционного сопротивления А в уравнении притока газа к скважине. Ко­

эффициент фильтрационного сопротивления В практически не зависит от числа скважин. Следовательно, один и тот же дебит скважин схемы в (см. рис. 21) будет получаться при меньшей величине де­ прессии на пласт, чем в схемах а и б. При этом все скважины схемы в находятся в одинаковых условиях, т. е. при сделанном допущении об однородности пласта по коллекторским свойствам эксплуати­ руются при одинаковых дебитах.

Естественно, что увеличение числа скважин при сохранении их дебитов приводит к более быстрому истощению газовой залежи.

Итак, увеличение числа скважин на газовом месторождении приводит к непрерывному увеличению отбора газа из месторож­ дения.

Постоянное число скважин может обеспечивать постоянный отбор газа из месторождения лишь при увеличении в скважинах депрессии на пласт (в связи с расходом упругой энергии в процессе разработки

69

газовых месторождений). Сделанные здесь выводы не касаются случаев резкого изменения геометрии фильтрационных потоков при увеличении числа скважин на площади газоносности.

В последнее время считается, что при равномерном размещении скважин в условиях водонапорного режима будут интенсивнее обвод­ няться скважины и месторождение. (К вопросу о равномерном раз­ мещении скважин при возможном проявлении водонапорного ре­ жима мы вернемся позже.)

С точки зрения теории разработки месторождений природных газов, рассматриваемая схема размещения скважин наиболее проста. Расчетные методы определения показателей эксплуатации для дан­ ной схемы также наиболее просты и более разработаны.

2. Размещение скважин в виде цепочки впервые было рекомендо­ вано Б. Б. Лапуком, В. П. Савченко, А. Л. Козловым и осуществлено

Н. В. Черским на Султангуловском газовом месторождении (Оренбургская область) в 1947 г. Необходимость размещения скважин цепочкой было вы­ звано здесь тем, что Султангуловская структура сильно вы­ тянута в плане. Размещение скважин в виде цепочки ис­ пользовано также при создании и эксплуатации Гатчинского подземного газохранилища (под Ленинградом) [75]. Такая же схема размещения скважин ре­ комендована в первоначальном

проекте разработки месторождения Вуктыл (Коми АССР) и т. д. Размещение скважин в виде кольцевых батарей или цепочек можно использовать при проектировании системы разработки газо­ конденсатных месторождений с поддержанием пластового давления

путем закачки сухого газа или воды [26, 46, 66] (см. главу X).

В отдельных случаях система сбора газа может определять выбор размещения скважин в виде батареи (батарей). Такое размещение скважин можно применять при глушении аварийно фонтанирующей скважины и т. д.

При проектировании уникального газового месторождения Ме­ двежье (Тюменская область) рассматривался вариант разработки системами батарей скважин, расположенных по длинной оси место­ рождения. Рассмотрение этого варианта было вызвано особенно­ стями температурного режима системы пласт—скважины—газо­ сборные сети, т. е. стремлением к безгидратной эксплуатации место­ рождения. Устья скважин образуют батарею небольшого радиуса. Тогда шлейфы имеют минимальную длину и для них характерны малые изменения температуры при подаче газа к групповым пунк­ там сбора и обработки газа. Применение наклонного бурения может

70