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

=63юбрагц [ l + e; + ^ ]

При достижении R значения RK при равномерном размещении скважин на площади газоносности

первая фаза неустановившейся фильтрации кончается, начинается вторая фаза равномерно-неустановившейся фильтрации, при кото­ рой вместо рк подставляем значение р

(185>

т. е. считаем, что давление на контуре удельной площади повы­ шения давления рк равно средневзвешенному по объему дрениро­ вания ря, которое, в свою очередь, равно средневзвешенному по объему порового пространства хранилища р

Необходимое число компрессоров для закачки газа в храни­ лище находим, полагая, что компрессорная станция расположена вблизи нагнетательных скважин и потери давления газа на пути компрессорная станция — скважина малы

(<7к — расход закачиваемого газа в пласт одним компрессором из­ вестного типа).

Пример 18. Определить максимальный объем газа в хранилище, максималь­ ное забойное и устьевое давление в конце периода закачки, необходимое число поршневых компрессоров для закачки газа при следующих исходных данных:

141

начальное давление в хранилище рк = 36 кгс/см2; объем норового пространства хранилища П=10-10° м3; коэффициент проницаемости й=0,5 Д; коэффициент пористости т=0,2; динамический коэффициент вязкости газа |Хо=0,012 сПз; мощность пласта /г=10 м; радиус гидродинамически совершенной по степени и

циент гидравлического сопротивления труб Л=0,02; относительный вес закачи­

геометрический объем, описываемый поршнями компрессора Уц=26650 м3/сут; объем вредного пространства цилиндров компрессора С=0,1; показатель поли­ тропы сжатия газа в цилиндрах компрессора т!=1,2; для упрощения расчетов примем коэффициент сжимаемости газа z= 1; размещение скважин на площади газоносности равномерное, коэффициент фильтрационного сопротивления В = 0.

Максимальный объем газа, который можно закачать в хранилище

Q3 = 10-106 (70 — 36) = 340-10° м3.

Время закачки газа в хранилище

340-1О6 — 680 сут.

0,5-10®

Общий объем газа в хранилище

Qx = 10-106-36 340-106 = 700-10° м3.

Соотношение объемов активного и буферного газов

_Qa_ = ,3 4 ( М < Р _ = 0 9 4 5

Давление на забое скважины в конце периода закачки определим по фор­ муле (170) При ря—Pmaxi R = R к, |l= 0 , §2 = 0

Давление на устье нагнетательной скважины в конце периода закачки газа

142

§ 40. Отбор газа при эксплуатации подземного хранилища

При эксплуатации подземного хранилища отбор газа опреде­ ляется графиком газопотребления. Хранилище, как правило, нахо­ дится на некотором расстоянии от района газопотребления. Из подземного хранилища газ поступает к потребителям под собст­ венным давлением или перекачивается компрессорами. В первом случае давление газа на устье скважин должно равняться давле­ нию на выкиде компрессора плюс потери давления на пути сква­ жина— компрессорная станция, во втором — давлению в прием­ ном коллекторе компрессора плюс потери давления на том же пути.

Необходимое число эксплуатационных скважин при отборе газа определяется среднесуточным отбором газа из хранилища, типом подземного хранилища, крепостью пород газонасыщенного коллек­ тора, технологическим режимом эксплуатации скважин, размеще­ нием скважин на площади газоносности.

Необходимое число скважин и компрессоров рассчитывают для двух наиболее трудных периодов работы подземного хранилища:

пикового периода отбора газа (декабрь или январь); конечного периода отбора газа из хранилища (март — апрель).

В первом случае максимальный отбор газа осуществляется при высоком давлении, во втором случае расход отбираемого газа из хранилища меньше и давление газа в хранилище в этот период минимально.

Изменение средневзвешенного по объему порового пространст­ ва хранилища давления при отборе газа

Условия отбора газа на скважине в случае слабо сцементиро­ ванных песчаников примем в виде постоянства градиента давле­ ния на поверхности забоя скважины

где ср и ф для гидродинамически совершенных скважин опреде­ ляются по уравнениям:

Уравнение притока газа к забою скважины при нелинейном законе фильтрации

143

Путем совместного решения уравнений (190) — (193) можно определить необходимое число эксплуатационных скважин для двух периодов, давления на забое и устье скважин, необходимое число компрессоров.

Пример 19. Определить необходимое число эксплуатационных скважин, число компрессоров для двух наиболее трудных условий работы подземного хранилища в условиях газового режима эксплуатации при исходных данных, взятых для примера 16. Суммарный отбор газа из хранилища по месяцам в % от общего объема отбираемого газа из хранилища: октябрь— 10, ноябрь — 25, декабрь—43, январь — 57, февраль — 75, март — 90, апрель— 100; давление на выкиде ком­ прессора р(=45 кгс/см2, общий объем отбираемого газа Qa=100 106 м3. Расход отбираемого газа в декабре А10=0,6 ■106 м3/сут, в апреле — 0,33 ■10е м3/сут. При постоянном градиенте давления на поверхности забоя скважины при линейном законе фильтрации (В= 0; ф = 0).

Дебит скважины находим по уравнению

§ 41. Исследование нагнетательно-эксплуатационных скважин в процессе подземного хранения газа

При создании и во время циклической эксплуатации подземных хранилищ газа проводят индивидуальные и групповые исследова­ ния скважин.

Исследования индивидуальных скважин на установившихся и неустановившихся режимах во время отбора газа из подземных хранилищ по методике исследований, применяемым приборам и оборудованию не отличаются от аналогичных исследований сква­ жин на газовых месторождениях. Обработка результатов исследо­ ваний проводится по инструкции. Исследования часто сопровож­ даются потерями газа в атмосферу, требуют определенного соот­

144:

ношения давлений до и после штуцера при испытании скважин с подачей газа в газопровод.

Опыт показывает, что во многих случаях возможно исследо­ вание скважин в процессе закачки газа в пласт при постоянных расходах закачиваемого газа:

а) при небольшом изменении средневзвешенного по объему порового пространства пласта давления во времени;

б) при сравнительно постоянных объемных газонасыщенности пласта и газонасыщенной мощности за время исследований. Такие условия могут быть через некоторое время после начала закачки газа в пласт (1,5—2 мес).

В скважину закачивают постоянные, но разные расходы газа. Для каждого расхода газа измеряют образцовыми манометрами затрубпое и буферное давления и температуру газа при установив­ шемся режиме. Кроме того, по наблюдательной скважине (про­ стаивающей), находящейся вдали от скважин, через которые за­ качивают газ, определяют давление в пласте по замерам статиче­ ских давлений на устье скважины.

После работы скважины в течение 15—20 мин на установив­ шемся режиме записывают показания и измеряют расход закачи­ ваемого газа. Расход газа измеряется диафрагменным расходоме­ ром ДП-430. По результатам исследований строят графики, по которым определяют коэффициенты фильтрационного сопротивле­ ния А к В.

В качестве примера в табл. 28 приведены данные исследова­

*.РН—давление в подземном хранилище в начале исследования скважины путем закачки га­

за .

145