Файл: Ширковский, А. И. Добыча и подземное хранение газа учебное пособие.pdf

§ 24. Лабораторное оборудование и методы исследования газоконденсатных смесей

В лаборатории исследуют процессы фазовых превращений углеводородной смеси. При этом соблюдают термодинамическое

изотермическое (при пластовой температуре) снижение давления от начального пластового до атмосферного. Таким способом мо­ делируют фазовые превращения в пласте при разработке залежи на истощение.

Соотношения объемов газовой и жидкой фаз измеряют при контактной и дифференциальной конденсации. В первом случае состав газоконденсатной смеси остается постоянным, а давление снижают путем перемещения поршня в камере PVT, т. е. увели­ чением объема камеры. При дифференциальной конденсации газ выпускают из камеры PVT. Этот процесс имитирует отбор газа из месторождения. Состав пластовой смеси изменяется, а газовая фаза, отобранная из «пласта» (камеры PVT), направляется во второй сосуд высокого давления — сепаратор. В последнем дав­ ление и температуру поддерживают на уровне промысловых условий сепарации. Таким способом имитируют процесс промыс­ ловой обработки газа.

Соблюдение только термодинамического подобия, т. е. равен­ ства параметров р и Т в пласте и сепараторе их величинам в лабораторных условиях, позволяет получать приближенные ис­ ходные данные для перспективного планирования добычи и изме­ нения состава добываемых газа и конденсата. В современных лабораторных исследованиях не соблюдаются условия газогидро­ динамического подобия процессов фильтрации газоконденсатной смеси в пласте, не учитываются влияние пористой среды па фа­ зовые превращения и отклонение реальных процессов фазовых переходов от условий равновесия, а в сепараторе не соблюдается газодинамическое подобие промысловым процессам подготовки газа к транспорту. Эти отличия реальных процессов на место­ рождении от условий лабораторных исследований обусловили использование лабораторных результатов при расчетах разработ­ ки в основном по уравнениям материального баланса.

Сопоставление лабораторных и фактических данных по девя­ ти месторождениям Краснодарского края показало, что добыча конденсата по отдельным месторождениям на 30—40% ниже рас­ считанной по лабораторным данным. Несмотря на это, лабора­ торные исследования являются основным методом прогнозирова­ ния фазовых превращений при разработке и эксплуатации газо­ конденсатных месторождений, так как аналитические (расчет­ ные) методы их прогнозирования менее надежны.

Схема установки УФР-2 показана на рис. 18.

87

§25. Методы исследования газоконденсатных месторождений

ипромысловые установки для их проведения

Исследования газоконденсатных месторождений заключаются в определении фазового и углеводородного составов смеси до начала разработки месторождения, в прогнозировании и контро­ ле за их изменением в процессе разработки и эксплуатации ме­ сторождения в системе пласт — скважина — сепаратор — магист­ ральный газопровод. В Советском Союзе создание и внедрение методов исследований газоконденсатных месторождений отно­

сится к 1952 г.

В соответствии с назначением исследования можно классифи­ цировать следующим образом.

1. Первоначальные исследования разведочных и первых экс­ плуатационных скважин. Особым условием этих работ должно быть проведение полного комплекса исследований на всех без исключения скважинах. Это дает возможность изучить характер изменения газоконденсатной характеристики залежи или место­

88

рождения по площади и разрезу. По составу смеси, отобранной из первой разведочной скважины, уже можно судить о возмож­ ном наличии нефтяной оторочки.

II. Текущие исследования для уточнения запасов и потерь конденсата в пласте, получения исходных данных при ежегодном планировании и обоснования оптимального режима сепарации применительно к текущему составу газоконденсатной смеси.

III. Специальные исследования с целью изучения фазового и углеводородного составов газоконденсатной смеси в каждом эле­

стикой залежи:

фазовый и углеводородный составы газоконденсатной смеси в пластовых условиях до ввода залежи в разработку;

изотерма конденсации при пластовой температуре; содержание конденсата в добываемом газе и составы газа и

конденсата за весь период снижения пластового давления от на­ чального до остаточного;

изотермы сепарации устьевого газа (при t= —15-^20° С и дав­ лениях 20—100 кгс/см2);

физико-химические свойства и составы газа и конденсата, ото­ бранных на устье скважины или из сепаратора;'

фазовое состояние, составы и свойства газа и конденсата в элементах системы скважина — шлейф — сепаратор — газопровод.

Газоконденсатная характеристика используется для:

1 ) подсчета запасов конденсата и компонентов, составляющих газоконденсатную смесь;

2 ) технико-экономического обоснования способа разработки залежи (на истощение или с поддержанием давления) и направ­ ления использования конденсата;

3)проектирования разработки и обустройства промысла;

4)научного обоснования выбора режима сепарации или ре­ жима установок по переработке добываемой газоконденсатной

смеси; 5 ) контроля и наблюдения за разработкой и эксплуатацией

залежи.

Исследования на газоконденсатность проводят комплексно в промысловых и лабораторных условиях. При промысловых ис­ следованиях определяют изотермы сепарации и отбирают пробы газа и конденсата (сосуществующие фазы) на устье скважины,

ления состава и свойств газа и конденсата, состава газоконден­ сатной смеси до начала разработки залежи или добываемой смеси.

89

Рекомбинированием проб, т. е. объединением газа и конденса­ та в соотношении, при котором они отобраны на промысле при

мысловых стационарных сепараторов, передвижных блоков сепа­ раторов, сепараторов передвижных установок.

Представительные пробы отбирают из: неподвижного столба газа; фонтанной арматуры действующей скважины через пробо­ отборную трубку, установленную на оси потока; отборного уст­ ройства, установленного вертикально у устья скважины; горизон­ тального участка шлейфа; смесителя.

Из перечисленных методов наибольшее распространение по­ лучили: исследования при помощи промыслового оборудования; отборы представительной пробы из фонтанной арматуры или при

(рис. 19) впервые были проведены на месторождении Камбей в

1964 г. [29].

Поток газоконденсата, выходящий из скважины 1, проходит через ловушку жидкой фазы 2 с замерной емкостью. Далее через

«до себя» 12, поддерживающие заданные давления в сепарато­ рах. Перед сепаратором первой ступени при исследовании был дополнительно установлен измерительный сепаратор 5 с уровне­

при изменении давления и температуры. Газ с установки 13 по­ ступает для сжигания на факел 10.

Выделенный в сепараторах и в измерительной установке кон­ денсат поступает в измерительный сепаратор 8 (рр = 6 кгс/см2) и далее после редуцирования в замерную емкость 11, а выделенный из конденсата газ через измерительную диафрагму — для сжига­ ния на факел 9.

90