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

Использование карты гидроизопьез, как уже отмечалось в § 2 главы IX , позволяет уточнить фильтрационные сопротивления и особенности строения водонапорного бассейна в региональном масштабе.

Процесс разработки месторождений природных газов характери­ зуется избирательным продвижением воды по отдельным пропласткам, пачкам и пластам, неполным вытеснением газа водой и т. д. Это приводит к тому, что фильтрационные сопротивления вблизи контакта газ—вода (в обводняемой области) имеют большую величину, чем при однофазной фильтрации и вытеснении газа водой по всей газо­ насыщенной мощности. На фильтрационные сопротивления вблизи контакта газ—вода может влиять нефтяная оторочка (даже непро­ мышленного значения).

При разработке нефтяных месторождений фильтрационные сопро­ тивления ухудшаются также вблизи контакта нефть—вода. Рас­ смотрение нефтяной залежи в виде укрупненной скважины и при­ менение формул теории упругого режима позволяют по известному закону изменения пластового давления и отборам из залежи во вре­ мени уточнить фильтрационное сопротивление (А. П. Крылов), фильтрационное сопротивление и коэффициент пьезопроводности пласта в законтурной области (В. С. Орлов). Расчеты показывают, что гидропроводность законтурной области часто бывает занижена (ухудшена) по сравнению с проводимостью в нефтяной залежи. При электромоделировании процесса разработки группы из четырех нефтяных месторождений Саудовской Аравии, приуроченных к еди­ ной пластовой водонапорной системе, для получения совпадения данных разработки, определенных на интеграторе, с фактическими данными пришлось ухудшить фильтрационные сопротивления вдоль всех месторождений (В. Вахл и др.). Авторы затем связывали ухуд­ шение фильтрационных сопротивлений с окислением нефти и отло­ жением в поровых каналах продуктов их окисления. Этот факт был установлен по данным лабораторных анализов кернов, отобранных из приконтурных скважин.

Так как показатели разработки эксплуатируемых месторождений зависят от параметров коллекторов водоносного пласта и на контакте газ—рода, эти показатели следует использовать для оценки возмож­ ных ухудшений фильтрационных сопротивлений в приконтурной зоне [3].

346

Процесс неустановившейся фильтрации воды в пласте относи­ тельно приведенного давления описывается следующим дифферен­ циальным уравнением параболического типа:

При уточнении параметров водоносного пласта по данным разра­ ботки эксплуатируемых месторождений приходится решать дифферен­ циальное уравнение (1) при следующих начальном и граничных условиях.

Если в водоносном бассейне имеется естественный фильтрацион­ ный поток воды, то в качестве начального условия задается распре­ деление давления в пласте, приведенное к тому уровню, на котором отыскивается решение уравнения (1):

На контурах областей питания Г 1 и разгрузки Г 2 задаются величины напоров (давлений), пересчитанные соответственно уровню приведения:

Вдоль областей выклинивания коллекторов водонапорной системы и вдоль фильтрационных экранов (неразрабатываемые месторожде­ ния и непроницаемые тектонические нарушения) необходимо задавать условие непроницаемости

Задание граничных условий вдоль разрабатываемых место­ рождений основывается на использовании уравнения материального баланса для водонапорного режима, из которого имеем

Зная начальные запасы газа в пласте и подставляя в (6) промысло­

вые данные о 0 доб (f) и р (t) на соответствующие даты, вычисляем зависимость изменения во времени суммарного объема поступающей в залежь воды

По найденной зависимости (7) определяем изменение во времени дебита поступающей в залежь воды

Вычисленные зависимости (8) для каждого месторождения за­ даются в качестве граничных условий на контурах газоносности.

347

При этом используется отмеченный уже принцип «развязывания» [3]. В результате решения уравнения (1) при описанных краевых

условиях получаются зависимости р = р (t) по разрабатываемым месторождениям.

Сопоставление фактических зависимостей р = р (t) с расчетными и дает ответ о степени соответствия заданных в расчетах и действи­ тельных значений параметров пласта вблизи эксплуатируемых месторождений. Подбирая величины приконтурных фильтрационных сопротивлений, можно достигнуть удовлетворительного совпадения

фактических и расчетных зависимостей р = р (t). Уточненные таким путем параметры пласта можно затем использовать при проведении прогнозных расчетов.

При наличии системы пьезометрических скважин сопоставление по ним фактических и расчетных величин давления может использо­ ваться как критерий получения достоверной эквивалентной модели пластовой водонапорной системы. Вместе с тем данные по пьезо­ метрическим скважинам могут помочь уточнению параметров пласта в отдельных областях.

Таким образом, с применением рассмотренной методики уточ­ няются параметры водоносного пласта лишь вблизи разрабатываемых месторождений, так как до ее применения уточнение параметров пласта в региональном масштабе должно быть проведено при помощи карты гидроизопьез. Необходимость же уточнения параметров пласта вблизи месторождений связывается с процессом воздействия на водонапорную систему и с особенностями проявления водонапор­ ного режима. Кроме того, при ее применении учитывается специ­ фичность задачи — невозможность (в общем случае) создания экви­ валентной модели пласта, однородного по коллекторским свойствам, которая позволяла бы получить совпадение фактических и расчетных показателей разработки одновременно по всем эксплуатируемым месторождениям.

По данным сравнительно непродолжительной разработки Ленин­ градского, Челбасского и Каневского месторождений были уточнены фильтрационные сопротивления вблизи этих месторождений [3]. В результате пришлось существенно «ухудшить» фильтрационные параметры вблизи отмеченных месторождений. При объяснении этого факта тогда же было высказано предположение об избирательном продвижении воды по отдельным пропласткам. А вскоре процесс разработки данных и других месторождений Краснодарского края значительно осложнился в связи с преждевременным избирательным обводнением эксплуатационных скважин.

§ 8. Уточнение параметров водоносного пласта по данным разработки газового месторождения

Параметры водоносного пласта определяют степень активности продвижения контурных или подошвенных вод в газовую залежь. Количество воды, поступающей в газовую залежь, влияет на темпы

348

падения среднего пластового давления, дебиты газовых скважин, потребное число скважин и их обводнение и на другие технико-эко­ номические показатели разработки месторождений природных газов.

Суммарное продвижение воды в газовую залежь (при прочих равных условиях) определяется: 1) средним коэффициентом пьезо­ проводности водоносного пласта х; 2) средней величиной параметра проводимости kh/[i водоносного пласта и 3) изменением во времени среднего (по периметру) контурного давления рк в газовой залежи. Применяемое в настоящее время неравномерное размещение скважин (в центральной части залежи) приводит к неравномерному дрениро­ ванию залежи, к различию в величинах среднего пластового и среднего контурного давлений (вдоль подвижной границы раздела газ—вода). Это различие в давлении по разрабатываемым месторожде­ ниям составляет от нескольких атмосфер (Газлинское, Северо-Ставро­ польское месторождения) до десятков атмосфер (Коробковское, Шебелинское месторождения). В связи с этим при анализе или определении перспектив доразработки месторождений природных газов необходимо расчеты количества воды, поступающей в газовую залежь, проводить с использованием соответственно фактических или прогнозных данных об изменении во времени среднего контур­ ного давления.

I. По данным разработки газового месторождения при водонапор­ ном режиме уточнить параметр проводимости водоносного пласта, если известен коэффициент пьезопроводности, можно следующим образом.

Здесь и в дальнейшем предполагается, что дренируется вся залежь и не происходит неравномерного обводнения ее по площади и мощ­ ности. Согласно теории упругого режима, количество воды, посту­ пившей в газовую залежь на момент времени t, определяется сле­

Из уравнения материального баланса для случая водонапорного режима с использованием данных об изменении во времени среднего пластового давления и добытого количества газа определяется зави­ симость изменения во времени суммарного количества воды, посту­ пившей в газовую залежь. Подставляя в правую часть формулы (1) значения суммарного количества поступающей в залежь воды на раз­ ные моменты времени, находят соответствующие значения параметра проводимости пласта kh/\i. Осредняя значения параметра проводи­ мости по данным расчетов на разные моменты времени, находим эквивалентное значение данного параметра для водоносного пласта. Для исключения субъективного фактора при осреднении параметра

349

проводимости можно воспользоваться методом наименьших квад­ ратов.

Если среднее знамение эффективной мощности в области водонос­ ности оценить можно, то из соотношения kh/\i определяется коэффи­ циент проницаемости и затем уточняется коэффициент пьезопровод­ ности водоносного пласта (исходя из его структуры). При последую­ щих приближениях можно использовать уточненную величину коэффициента пьезопроводности. В любом случае речь идет о создании эквивалентной модели по отношению к реальному водоносному пла­ сту. В этой связи полезно отметить следующее. Из структуры фор­ мулы (1) получается, что погрешность в знании среднего значения коэффициента пьезопроводности в некоторой мере (так как к еще входит в параметр fo) компенсируется за счет определяемого пара­ метра проводимости. Например, завышение коэффициентах приводит к получению заниженного против истинного среднего значения параметра kh/\i.

Из рассмотрения описываемой методики видна область ее пред­ почтительного применения. Предполагается, что начальный участок

зависимости plz (р) = / (QR0б (t)) позволяет определять начальные запасы газа в пласте. В дальнейшем проявление водонапорного режима должно приводить к достаточно ощутимым поступлениям воды в залежь (результаты расчетов будут надежными, если суммар­ ное поступление воды в залежь будет составлять 10—15% и более от начального газонасыщенного объема залежи).

С использованием изложенной методики проведены расчеты по уточнению параметров водоносного пласта на примере Северо-Ставропольского место­ рождения.

Для наблюдения за процессами распределения давления в области водо­ носности на Северо-Ставропольском месторождении пробурено 11 пьезометри­ ческих скважин, из которых восемь расположены достаточно равномерно по периметру месторождения на расстоянии не более 2 км от внешнего газоводя-

Т а б л и ц а 30

Падение уровней в пьезометрических скважинах

350