Теория и опыт разработки месторождений природных газов - Вяхирев Р.И.
Скачать (прямая ссылка):
Для расчетов забойного давления применялась видоизмененная формула Веймаута, широко применявшаяся в те годы для расчета газопроводов.
Вводится понятие абсолютно-свободного дебита, соответствующего потенциальному дебиту при давлении на забое, равном атмосферному, определяемого из формулы (1.1), а также понятие свободного дебита, соответствующего атмосферному давлению на устье.
дений.
(1.1)
22
Формула (1.1) при R = 1 соответствует закону Дарси, который для совершенных по степени и характеру вскрытия скважин представим в виде
- Рз2 = aQ, (1.2)
где а = -^Рат1п —; \х — вязкость газа; рат — атмосферное
давление; k — проницаемость; h — толщина продуктивной части пласта; Як, Яс — соответственно радиусы контура питания и скважины.
Формула (1.1) при R = 0,5 превращается в известный квадратичный закон Шези—Краснопольского. Основным недостатком формулы (1.1), как и всех других аналогичных степенных зависимостей, является то, что коэффициенты С и R могут быть приняты постоянными лишь в узком диапазоне изменения Q.
В процессе разработки залежи коэффициенты С и R являются переменными во времени, характер изменения которых при проектировании разработки неизвестен.
При установлении технологического режима работы скважин максимальный рабочий дебит не должен был превышать 20 % от Q,^
= C (рп\ - 0,10132 J
и требовал ежегодного уточнения путем проведения исследования скважин. Так как во времени уменьшается в связи с падением рпл, то, следовательно, и рабочий дебит во времени снижается, что, как показывала практика, обеспечивало большую надежность добычи газа.
Практика назначения технологического режима работы скважин в США по определенному проценту от Q^, наряду с другими причинами, привела к бурению огромного числа газовых скважин (около 300 тыс.). В то же время такой подход обеспечивает большой резерв в добыче газа, резкое снижение числа капитальных ремонтов скважин, а также, вероятно, и рост газоотдачи.
На заключительном этапе разработки месторождения при значительном падении давления скважины работают в газопровод без ограничения на Qa.с и, как правило, по закону
Дарси (1.2).
В нашей стране проектирование разработки месторождений, вступивших в разработку до 1950 г., проводилось на принципах, характерных для второго этапа. К таким место-
23
рождениям относились: Елшано-Курдюмское, группы месторождений Западной Украины, Оренбургской и Самарской областей.
Методика обработки результатов исследований согласно (1.1) подробно изложена в работе [2].
Т р е т и й э т а п характеризуется внедрением принципов проектирования, основанных на комплексном применении промысловой геологии, отраслевой экономики и подземной газогидродинамики. Начало этого этапа часто называют началом научно обоснованных методов разработки месторождений природных газов. Начало этого этапа положено работами, проводившимися под руководством проф. Б.Б. Лапука в 1947—1948 гг. в ПИБе МНИ им. И.М. Губкина. Исходя из указанных принципов, был выполнен проект разработки Султангуловского месторождения Самарской области. В нем было применено неравномерное расположение скважин вдоль главной оси структуры, в качестве уравнения притока применялся закон Дарси при газовом режиме работы залежи.
Первоначальные теоретические основы этого этапа изложены проф. Б.Б. Лапуком исходя из расчетов по закону Дарси [3]. При определенных геологических условиях рекомендовалось батарейное расположение скважин, для которых был предложен технологический режим постоянной скорости фильтрации на забое.
В 1949 г. был создан ВНИИГАЗ, которому было поручено проектирование разработки месторождений природного газа страны, а в дальнейшем и другим научно-исследовательским и проектным институтам отрасли, так как интенсивно росло число месторождений, вводимых в разработку.
Дальнейшее развитие третьего этапа осуществлялось в основном во ВНИИГАЗе, где выполняется конкретное проектирование разработки всех основных месторождений страны с 1950 г. по настоящее время. Во ВНИИГАЗе в теории и практике разработки газовых месторождений страны длительное время применялись принципы рациональной разработки газовых месторождений, сформулированные Е.М. Минским и А.Л. Козловым еще в 1953 г. [4], и их можно сегодня назвать традиционными. На основе этих принципов были созданы проекты разработки многих месторождений и наша страна превратилась в первую державу в мире по добыче газа.
В течение третьего этапа было предложено составление проектов опытно-промышленной эксплуатации как завершающего этапа разведки. Были разработаны различные модификации подсчета запасов газа по падению давления, в том
24
числе по удельным объемам дренажа каждой скважины. Предложена организация перетока газа для подсчета запасов газа.
Традиционно при проектировании разработки месторождения природного газа исходили из следующего:
практически газового режима для любой залежи;
целесообразности работы скважин при максимально допустимых высоких дебитах; ограничением являлось разрушение пласта или подтягивание пластовой воды к забою скважин, и тем самым разработка газовых месторождений осуществлялась минимально возможным числом скважин;
