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

случае каждый из продуктивных пластов приурочен к обособленной или единой для всех пластов водонапорной системе.

Пусть два рассматриваемых пласта не сообщаются между собой в пределах площади газоносности. Имеются скважины, вскрывшие каждый пласт в отдельности, и скважины, дренирующие оба пласта одновременно. В этом случае задачи разработки многопластового месторождения решаются при совместном исследовании процессов фильтрации в каждом пласте. Необходимость совместного рассмотре­ ния процесса разработки многопластового месторождения может возникать и при раздельных системах разработки каждого пласта, но при едином водоносном бассейне для всего месторождения или газодинамической связи между пластами.

Формулировка задачи с подвижной границей раздела газ—вода для каждого пласта аналогична приведенной в § 6 главы VI. Мето­ дика расчетов по разработке каждого пласта, а следовательно, и всего месторождения практически такая же, как для однопластового месторождения. Однако могут быть существенные различия в форму­ лировке конечных целей расчетов. Поэтому необходимо рассматри­ вать варианты и подварианты по отборам газа из каждого пласта, по размещению скважин, по возможности объединения (приобщения) двух или более пластов в единый эксплуатационный объект, по распре­ делению отборов по отдельным скважинам и т. д.

Взаимовлияние пластов возникает при наличии скважин, дре­ нирующих совместно два пласта или более. Учет этого взаимовлия­ ния осуществляется соединением на электрической модели двух или нескольких узловых точек разных пластов, в которые «попа­ дает» скважина. В эти узловые точки подается «единое» граничное условие, например сила тока. Распределение тока (дебита газа) по пластам определяется их фильтрационными и емкостными пара­ метрами, а также величинами добавочных сопротивлений.

Иногда создание на электроинтеграторе полной модели место­ рождения и водоносного пласта не представляется возможным. Тогда решение задачи может отыскиваться раздельно для каждого пласта. Выбирается базисный пласт. По скважинам задаются гранич­ ные условия, вытекающие из соответствующих технологических ре­ жимов эксплуатации. В результате моделирования процесса разра­ ботки базисного пласта получаются, например, значения напряжений (давлений) на забоях скважин. При рассмотрении следующего пласта на скважины, дренирующие данный и базисный пласты, подаются «забойные» напряжения, полученные в результате решения задачи разработки базисного пласта. По остальным скважинам граничные условия задаются на основе соответствующих технологических режи­ мов их эксплуатации и т. д.

При использовании электрических моделей существенно облег­ чается решение задач разработки двух или более пластов, непосред­ ственно контактирующих друг с другом. В этом случае «наложение» (соединение геометрически подобных узловых точек малоомными контактами) электрических сеток для рассматриваемых пластов

231

дает полную модель месторождения. При этом достаточно для каж­ дого пласта рассматривать двумерную задачу, так как отмеченные ранее условия (1) и (2) § 4 выполняются автоматически вследствие особенностей протекания электрических процессов (непрерывность тока и неразрывность напряжения). Однако при такой формулировке задачи затруднительно учесть возможность перетока из одного пласта в другой внедряющейся воды.

Нетрудно видеть, что задача разработки двупластового место­ рождения при наличии слабопроницаемой перемычки в пределах площади газоносности в условиях водонапорного режима сводится к решению системы уравнений (в случае идеального газа):

при следующих условиях:

232

кости газа и воды; величины с индексом 1 относятся к первому пласту, с индексом 2 — ко второму пласту; и (?2 — области газоносности и водоносности первого пласта; G3 viGi — соответствующие области второго пласта; f±, Г2 — границы раздела газ—вода соответственно для первого и второго пластов; п1и п2 — нормали к границам Г х и Г2.

Условия (6)—(8) означают, что заданы зависимости изменения во времени дебитов газа по скважинам, эксплуатирующим только первый пласт (условие 6), только второй пласт (условие 7) и эксплуа­ тирующим совместно первый и второй пласты (условие 8). Выраже­ ния (9)—(10) характеризуют условия на подвижной границе раз­ дела Г х, выражения (12)—(13) характеризуют условия на границе Г 2. Законы движения точек границ раздела 1\ и Г 2 определяются соот­ ветственно уравнениями (11) и (14). Индексы «г» и «в» характеризуют соответствующие величины при подходе к границе раздела из области газоносности и водоносности.

Для упрощения написания водоносные области первого и вто­ рого пластов приняты бесконечными по протяженности (условие 15). На электрической модели, естественно, набираются конечные области с соответствующим заданием условий на контурах питания, раз­ грузки и выклинивания водоносных пластов.

Обменные процессы между первым и вторым пластами учиты­ ваются последними членами в уравнениях (1) и (3). Если электри­ ческие модели первого и второго пластов в пределах сообщаемое™ соединить при помощи сопротивлений, определяемых по формуле

R = CR кп Ах Ау ’

то подобная модель месторождения является эквивалентной дей­ ствительной. Электрические процессы в модели месторождения будут полностью подобны фильтрационным процессам при разработке рассматриваемого месторождения.

При решении на электрических моделях задач разработки много­ пластовых месторождений при существовании газодинамической связи между пластами через слабопроницаемую перемычку также трудно учесть возможность перетока воды из одного пласта в другой. Кроме того, часто не удается даже оценить величину площади, через которую осуществляется связь между пластами. Поэтому

233

§ 1. Вводные замечания

Большинство газоносных провинций в Советском Союзе характе­ ризуется приуроченностью к единой водонапорной системе целой группы газовых и газоконденсатных месторождений. Естественно, что разработка таких месторождений сопровождается взаимодей­ ствием их между собой. Практика разработки газовых и нефтяных месторождений, приуроченных к единому водонапорному бассейну, часто свидетельствует о значительном влиянии интерференции место­ рождений на показатели их разработки [3, 45, 83, 88 , 95].

Взаимодействие месторождений, особенно если они близко между собой расположены, приводит к более быстрому падению пластового давления, к смещению залежей и расширению неразрабатываемых месторождений. Следствием расширения и смещения залежей могут оказаться перетоки газа из пласта в пласт. По С. Н. Назарову, эффект взаимодействия месторождений может привести к ретроград­ ной конденсации (в газоконденсатных месторождениях), выпадению парафина и асфальто-смолистых веществ, сокращению периодов бескомпрессорной и фонтанной эксплуатации скважин и т. д. (в неф­ тяных месторождениях).

Если сложность задач о продвижении воды в отдельную газовую залежь не позволяет находить точное решение, то возникающие трудности усугубляются при исследовании продвижения воды в группу взаимодействующих в процессе разработки газовых место­ рождений.

Впервые вопросы разработки группы газовых месторождений, приуроченных к единой водонапорной системе, исследованы Б. Б. Лапуком, В. П. Савченко и В. А. Евдокимовой (1952 г.). На основе использования для укрупненных скважин формул из работы [82] и метода последовательных приближений ими рассмотрены вопросы взаимодействия газовых месторождений (укрупненных скважин), приуроченных к водоносному пласту круговой формы с неизменными по площади коллекторскими свойствами. Предложен также при­ ближенный способ учета изменения упругих свойств пластовой водо­ напорной системы при содержании в законтурной воде растворен­ ного газа.

235

В работе [95] предложен приближенный (вследствие схематиза­ ции задачи) метод расчета взаимодействия нефтяных месторождений,

ав работе [86] этот метод распространен на расчеты вторжения воды

вгазовые залежи с учетом их взаимодействия. Согласно принципу

суперпозиции, в работах [86, 95] падение давления, например, в каждом из двух взаимодействующих газовых (нефтяных) место­ рождений, приравнивается сумме падений давления, вызванных разработкой данного месторождения и интерферируемого. Подоб­ ный подход используется и в ряде других исследований (И. Д. Аме­ лин, С. С. Гацулаев, Т. А. Глебова, П. Т. Шмыгля).

Сложность исследования процесса продвижения воды в группу взаимодействующих месторождений, при прочих равных условиях, определяется следующим обстоятельством. Падение давления в дан­ ном месторождении определяется не только темпом его разработки, но и темпом падения давления (поступлением воды) в соседнем место­ рождении. В свою очередь темпы падения давления в соседних место­ рождениях зависят от продвижения воды и изменения во времени пластового давления в данном месторождении.

Сказанное предопределило приближенный характер предше­ ствующих исследований. В них принимается водоносный пласт за однородный по коллекторским свойствам. Газовые залежи пред­ ставляются в виде укрупненных скважин с одинаковым вдоль пери­ метра забойным давлением и т. д.

Использование же ЭВМ или электрических моделей позволяет учесть произвольность конфигурации месторождений и границ водо­ носного пласта, неоднородность водоносного пласта по тектони­ ческому строению и коллекторским свойствам, наличие естественного фильтрационного потока воды и другие факторы. Методики соответ­ ствующих расчетов излагаются в последующих параграфах данной главы.

Как и в предыдущих параграфах, решение задачи об интерферен­ ции группы месторождений сводится к определению зависимостей изменения во времени среднего пластового давления в отдельных залежах. Тогда другие показатели разработки отдельных место­ рождений определяются с учетом отмечавшихся ранее особенностей соответствующих расчетов.

§ 2. Методика расчета на электрической модели продвижения воды в группу газовых залежей, приуроченных к единой водонапорной системе

Формулы теории упругого режима и метод суперпозиции для расчета продвижения воды в газовые залежи могут быть использо­ ваны лишь при оценочных расчетах в связи с характером приме­ няемых и отмеченных допущений.

Если имеется достаточная и достоверная информация о водо­ носном пласте, то расчеты продвижения воды в группу взаимодей­

236