Спосіб розробки газоконденсатного родовища

Реферат: Спосіб розробки газоконденсатного родовища включає відбір газу через видобувні свердловини й закачування газу рециркуляції через нагнітальні свердловини. Для підвищення UA 101577 C2 (12) UA 101577 C2 ефективності способу газ рециркуляції розбавляють низькокалорійним газом/азотом до товарної кондиції в залежності від об'ємів низькокалорійного газу/азоту та відсепарованого пластового газу рециркуляції, частки жирного газу в продукції видобувних свердловин та коефіцієнта розбавлення газу. Коефіцієнт розбавлення газу залежить від калорійності відсепарованого пластового газу рециркуляції, калорійності низькокалорійного газу та калорійності розбавленого газу. Об'єм товарного газу, що подають в газопровід, залежить від коефіцієнта розбавлення газу, коефіцієнтів надстисливості пластового газу рециркуляції та розбавленого газу, об'єму відсепарованого пластового газу рециркуляції та частки жирного газу в продукції видобувних свердловин. UA 101577 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до газовидобувної промисловості, зокрема, може бути використаний при розробці газоконденсатних покладів із високим вмістом конденсату в пластовому газі в умовах сайклінг-процесу. Відомий спосіб розробки газоконденсатного покладу, при якому рециркуляцію відсепарованого газу здійснюють не в повному об'ємі - частковий сайклінг-процес [див. Гуревич Г.Р., Соколов В.А., Шмигля П.Т. Разработка газоконденсатных месторождений с поддержанием пластового давления. - М.: Недра, 1976. - С. 184]. Недоліком відомого способу є зниження пластового тиску у зв'язку з неповним поверненням сухого газу в поклад, що призводить до конденсації важких вуглеводнів С5+ (конденсат) у вигляді залишкової конденсатонасиченості, та відповідно, до втрат конденсату в пласті. Відомий також спосіб розробки покладу з підтриманням пластового тиску (ППТ) шляхом поперемінного циклічного закачування легких газоподібних і рідких вуглеводнів до склепінної частини, а відбір здійснюють із нижньої (периферійної) частини покладу [див. авт. св. СРСР № 1006729, Е21В 43/18, опубл. 23.03.1983]. У цьому випадку підвищення ефективності вилучення вуглеводнів забезпечується за рахунок поперемінного циклічного закачування газоподібних і рідких легких вуглеводневих агентів і зміни напрямку фільтраційних потоків. Однак хоча основним показником, що характеризує ефективність застосування сайклінгпроцесу при розробці газоконденсатних покладів, за інших рівних умов, є досягнутий коефіцієнт охоплення витисненням "сирого" газу "сухим" питання про склад газу та його калорійність не розглядається і, відповідно, не розглядається ефективність розробки покладу з використанням низькокалорійних газоподібних наповнювачів. Відомий також спосіб розробки газоконденсатного покладу в активному водоносному пласті, що включає буріння видобувних і нагнітальних свердловин, їхню перфорацію, відбір газу через видобувні свердловини і часткове закачування сухого газу через нагнітальні свердловини [див. опис до патенту РФ № 2023141, Е21В 43/18, опубл. 15.11.1994]. При цьому об'єм закачування і відбору газу регулюють за допомогою відповідного розташування свердловин, інтервалів їх перфорації, а також дебітів видобувних і нагнітальних свердловин. Часткове закачування сухого газу здійснюють до різкого збільшення конденсатогазового фактора (КГФ), після чого здійснюють повний сайклінг-процес до різкого зменшення величини конденсатогазового фактора (КГФ). Описане вище технічне рішення дозволяє підвищити конденсатовіддачу за рахунок запобігання втратам конденсату в пласті й максимальному його видобутку при підвищеному пластовому тиску. Однак також як й у попередніх випадках ефективність розробки покладу знижується за рахунок консервації вуглеводневого газу на період його рециркуляції при сайклінг-процесі. Найбільш близьким рішенням за призначенням, технічною суттю та результатом, що досягають, при використанні способу, що заявляють, є спосіб розробки газоконденсатного родовища, який включає буріння видобувних і нагнітальних свердловин, їх перфорацію, відбір газу через видобувні свердловини й закачування сухого газу через нагнітальні свердловини, регулювання об'єму закачування і відбору газу, використання як газу рециркуляції суміші сухого вуглеводневого, газу з наповнювачем, який отримують шляхом змішування сухого вуглеводневого газу, отриманого після попередньої промислової його підготовки, з наповнювачем, за який використовують низькокалорійний газ або азот, суміш компримують і закачують у пласт при одночасному контролі складу газу, що закачують та видобувають, визначають момент прориву газу, що закачують у видобувні свердловини, та оцінюють ступінь охоплення пластів витисненням [див. опис до патенту України на корисну модель № 46936, Е21В 23/18, опубл. 11.01.2010]. Описаний вище спосіб дозволяє реалізувати сайклінг-процес з одночасною реалізацією значних об'ємів товарного вуглеводневого газу. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу розробки газоконденсатного родовища з використанням сайклінг-процесу, у якому внаслідок розбавляння газу рециркуляції низькокалорійним газом/азотом до товарної кондиції із співвідношенням QНГ=kТГ•Qp•R, де QHГ, Qp - об'єм низькокалорійного газу/азоту та відсепарованого пластового газу рециркуляції, 3 відповідно, млн. м /добу, R - частка жирного газу в продукції видобувних свердловин, kр коефіцієнт розбавлення газу, який встановлюють за формулою kp  K p / K рг  1 KНГ / K рг  1 , де Kр - калорійність газу рециркуляції, ккал, KНГ - калорійність низькокалорійного газу, ккал, 1 UA 101577 C2 Kрг - калорійність розбавленого газу, ккал, та подачі товарного газу, об'єм якого визначають із співвідношення QТГ  k ТГ  Qp  R 5 10 15 20 25 , де kТГ=1+kp-Zp/Zрг 3 QTГ - об'єм видобутку товарного газу, млн. м ; Zp, Zpг - коефіцієнти надстисливості пластового газу рециркуляції та розбавленого газу відповідно, забезпечується новий технічний результат. Він полягає в тому, що газ рециркуляції розбавляють низькокалорійним газом або азотом до товарної кондиції, а надлишковий (товарний) об'єм розбавленого газу подають в газопровід. Поставлену задачу вирішують тим, що у відомому способі розробки газоконденсатного родовища, який включає буріння видобувних і нагнітальних свердловин, їх перфорацію, відбір газу через видобувні свердловини й закачування сухого газу через нагнітальні свердловини, регулювання об'єму закачування і відбору газу, використання як газу рециркуляції суміші "сухого" вуглеводневого газу з наповнювачем, який отримують шляхом змішування сухого вуглеводневого газу, отриманого після попередньої промислової його підготовки, з наповнювачем, в за який використовують низькокалорійний газ або азот, суміш компримують і закачують у пласт при одночасному контролі складу газу, що закачують та видобувають, визначають момент прориву газу, що закачують у видобувні свердловини, та оцінюють ступінь охоплення пластів витисненням, відповідно до винаходу, відсепарований газ рециркуляції розбавляють низькокалорійним газом/азотом до товарної кондиції, виходячи із співвідношення QНГ=kТГ•Qp•R, де QHГ, Qp - об'єм низькокалорійного газу/азоту та відсепарованого пластового 3 газу рециркуляції, відповідно, млн. м /добу, R - частка жирного газу в продукції видобувних свердловин, kтг - коефіцієнт розбавлення газу, який встановлюють за формулою K p / K рг  1 kp  K НГ / K рг  1 , де Kр - калорійність відсепарованого газу рециркуляції, ккал, KНГ - калорійність низькокалорійного газу, ккал, Kрг - калорійність розбавленого газу, ккал, а надлишковий об'єм розбавленого газу в об'ємі, який визначають із співвідношення Q ТГ  k ТГ  Qp  R 30 35 40 45 50 55 , де kTГ=1+kp-Zp/Zpг 3 QTГ - об'єм видобутку товарного газу, млн.м ; Zp, Zрг - коефіцієнти надстисливості пластового газу рециркуляції та розбавленого газу, відповідно, б/р. Відповідно до винаходу як наповнювач використовують низькокалорійний газ або азот. Як видно з викладення суті технічного рішення, що заявляють, воно відрізняється від прототипу, і відповідно є новим. Технічне рішення, що заявляють, має винахідницький рівень. Відоме використання сайклінгпроцесу як способу підвищення конденсатовіддачі газоконденсатних покладів з високим вмістом вуглеводнів С5+ (конденсату) в пластовому газі. Його недолік полягає в консервації вуглеводневого газу в процесі його рециркуляції при сайклінг-процесі [Гуревич Г.Р., Соколов В.А., Шмигля П.Т. Разработка газоконденсатных месторождений с поддержанием пластового давления. - М.: Недра, 1976. - С. 184]. Використання саме азоту для підтримання пластового тиску після його прориву у видобувні свердловини призводить до різкого зниження калорійності газу, що видобувають, і відповідно, до додаткових витрат на його підготовку у зв'язку з відділенням надлишку азоту для забезпечення товарної кондиції (калорійності - 7600 ккал) газу, що видобувають. У запропонованому технічному рішенні використання азоту або низькокалорійного газу при сайклінг-процесі принципово відрізняється від відомого раніше. Азот сам по собі не використовують для підтримання пластового тиску, а тільки в суміші з підготовленим вуглеводневим газом після вилучення з нього важких вуглеводнів (конденсату, пропан-бутану), що дозволяє частину його подати споживачеві в якості товарного. При цьому частка наповнювача може регулюватися залежно від технічних і кон'юнктурних задач (товарні кондиції калорійності газу та, відповідно, його об'єми та таке інше). Технічне рішення, що заявляють, є промислово придатним, оскільки може бути реалізовано наявними на родовищах технічними засобами та необхідним додатковим обладнанням, що випускається промисловістю. Запропоноване технічне рішення може бути реалізоване так. 2 UA 101577 C2 5 При здійсненні сайклінг-процесу відбувається буріння видобувних і нагнітальних свердловин, їх перфорація, відбір газу через видобувні свердловини з нафтогазоконденсатного родовища. Газ, що видобувають, подають до установки комплексної підготовки газу й конденсату, після чого "сухий" відсепарований підготовлений вуглеводневий газ, наприклад 3 3 склад якого наведений в табл. 1, в об'ємі 2,2 млн. м /добу змішують з 0,251 млн. м /добу отриманого в азотній установці азоту (N2). k ТГ  10 15 K p / K рг  1 K НГ / K рг  1  8468 / 7600  1  0,1142, 0 / 7600  1 при R=1: 2,2 млн. м 0,1142=0,251 млн. м . 3 Частину цієї суміші в об'ємі 0,367 млн. м /добу як товарний газ подають в газопровід 3 3 (kтг=1+0,1142-0,939/0,991=0,167; QTГ=0,167×2,2 млн. м =0,367 млн. м ), а решту розбавленого до 3 3 товарної кондиції (7600 ккал) газу в об'ємі 1,833 млн. м (2,2-0,367=1,833 млн. м ) компримують до тиску 5,0-5,5 МПа, потім до тиску 10,0-12,0 МПа і далі до 31,0-33,0 МПа та закачують в пласт. Одночасно здійснюють контроль якості газу, що видобувається та закачується в пласт, за допомогою хроматографа. Враховуючи те, що калорійність розбавленого газу відповідає товарній кондиції (7600 ккал), калорійність видобувного газу завжди буде вище товарної кондиції. Це спрощує технологічний процес контролю розбавлення видобувного газу низькокалорійним / азотом. 3 3 Таблиця 1 Склад та параметри розбавленого азотом "сухого" (відсепарованого) газу та пластового газу рециркуляції Метан Етан Пропан Бутан Пентан Гексани N2 CО2 склад "сухого" (відсепарованого) газу 91,08 3,55 0,319 0,063 0,032 0,084 3,61 1,254 100,00 Калорійність, ккал 8558 15231 21800 28345 34900 44000 Склад розбавленого азотом газу 84,81 3,304 0,297 0,059 0,030 0,078 10,253 1,167 100,00 Склад пластового газу 82,20 5,22 2,13 1,0 5,10 2,98 1,37 100,00 kp=8468,135 сеп.  0,606 рг  0,631 р  0,8349 zсеп. = 1,04 Рпл. = 30,68 МПа Тпл. = 385 R zр = 0,991 zр = 0,939  - відносна густина по повітрю 20 25 30 Однак, контроль все ж таки необхідний, так як частка R жирного газу в продукції визначається розрахунковим способом за методикою Стендинга [Гуревич Г.Р., Соколов В.А., Шмигля П.Т. Разработка газоконденсатных месторождений с поддержанием пластового давления. - М.: Недра, 1976. - С. 184] та фактичне її значення може дещо відхилятись від розрахункового її значення. Відомо, що річні об'єми рециркуляції газу можуть досягати 3-7 % запасів газу, що при 3 3 запасах 10-20 млрд. м може скласти 300-1400 млн. м /рік. Консервація таких об'ємів вуглеводневого газу на 10-14 років (період сайклінг-процесу) різко знижує ефективність розробки родовищ. Реалізація споживачеві частини цих об'ємів істотно підвищить ефективність їх розробки з одночасним підтриманням пластового тиску. Запропонований спосіб у період сайклінг-процесу дозволяє реалізовувати товарний газ в об'ємах, які визначаються в залежності від складу пластового та "сухого" (відсепарованого) газу, який в свою чергу залежить від існуючої технології підготовки газу на УКПГ. Як видно з викладення опису технічного рішення і прикладу його здійснення запропонований спосіб має істотну очевидну новизну з високою ефективністю, відрізняється простотою і може 3 UA 101577 C2 5 бути віднесений до особливо важливих, тому що дозволяє реалізовувати сайклінг-процес з одночасною реалізацією значних об'ємів вуглеводневого газу товарної кондиції без зменшення видобутку конденсату. 3 Так, випереджаючий товарний видобуток в об'ємі 0,367 млн. м /добу забезпечить річні рівні 3 видобутку в об'ємі близько 114-134 млн. м /рік в залежності від коефіцієнта експлуатації (0,851,0), що за 10 років розробки при додаткових капіталовкладеннях в розмірі 104 млн. грн. на 3 облаштування родовища азотною станцією продуктивністю 400 тис. м /добу забезпечить додатковий економічний ефект на рівні 290 млн. грн. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 1. Спосіб розробки газоконденсатного родовища, який включає буріння видобувних і нагнітальних свердловин, їх перфорацію, відбір газу через видобувні свердловини й закачування "сухого" газу через нагнітальні свердловини, регулювання об'єму закачування і відбору газу, використання як газу рециркуляції суміші сухого вуглеводневого газу з наповнювачем, який отримують шляхом змішування сухого вуглеводневого газу, отриманого після попередньої промислової його підготовки, з наповнювачем, за який використовують низькокалорійний газ або азот, суміш компримують і закачують у пласт при одночасному контролі складу газу, що закачують та видобувають, визначають момент прориву газу, що закачують у видобувні свердловини, та оцінюють ступінь охоплення пластів витисненням, який відрізняється тим, що газ рециркуляції розбавляють низькокалорійним газом/азотом до товарної кондиції, виходячи з співвідношення: QНГ=kp•Qp•R, де QHГ, Qp - об'єм низькокаорійного газу/азоту та відсепарованого пластового газу рециркуляції 3 відповідно, млн. м /добу, R - частка жирного газу в продукції видобувних свердловин, kр - коефіцієнт розбавлення газу, який встановлюють за формулою: kp  30 35 K p / K рг  1 K НГ / K рг  1 , де Kр - калорійність відсепарованого пластового газу рециркуляції, ккал, Kнг - калорійність низькокалорійного газу, ккал, Kрг - калорійність розбавленого газу, ккал, та подають в газопровід товарний газ, об'єм якого визначають із співвідношення QТГ  kТГ  Q p  R , де kтг=1+kp-Zp/Zpг, 3 QТГ - об'єм видобутку товарного газу, млн. м , Zp, Zpг - коефіцієнти надстисливості пластового газу рециркуляції та розбавленого газу, відповідно. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як наповнювач використовують низькокалорійний газ або азот. 40 Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4