Теория и опыт разработки месторождений природных газов - Вяхирев Р.И.
Скачать (прямая ссылка):
Особое значение имеет учет капиллярной пропитки в случае пластов малой толщины и зональной неоднородности пород по коллекторским свойствам.
В работе [11] рассмотрено влияние гидрофобных зон на процессы обводнения газовой залежи по совокупности пластов. Была проведена серия численных экспериментов на профильной модели газовой залежи, представляющей трехслойный пласт с взаимодействующими пропластками различной проницаемости. Задача состояла в изучении влияния на динамику обводнения капиллярно-гравитационных эффектов, в том числе при чередовании гидрофобных и гидрофильных участков пласта по направлению вытеснения газа водой.
Первоначально расчеты были проведены для горизонтального пласта с наклонным криволинейным начальным контуром ГВК. ^ рис. 8.3 этот контур изображен линией AB, которая аппроксимируется в расчетной модели ломаной.
^ рис. 8.4 приведены профили водонасыщенности в каждом из пропластков на момент отбора 70 % начальных запасов газа, отборы газа из пропластков распределяются про-порционально kh.
Как видно (см. рис. 8.4, а), капиллярные силы выравнивают фронт вытеснения. Интересно отметить характер вытес-
358
а б в
S_ S S
Рис. 8.4. Кривые распределения водонасыщенности в слоистом пласте. Про-
пласток:
1 — верхний; 2 — средний; 3 — нижний
нения газа водой в верхнем пропластке. Вода, вторгаясь в высокопроницаемый средний пропласток, начинает впитываться в верхний, образуя в нем три зоны: AB — зону вытеснения с максимальной водонасыщенностью 80 %; BC — зону защемленного газа с максимальной водонасыщенностью 30 %; CD — зону капиллярной пропитки с водонасыщенностью 60 %. Зона защемленного газа BC замедляет дальнейшее распространение зоны вытеснения AB, в результате чего может оказаться, что по скважинам, попавшим в зону CD, во-допроявление начнется раньше, чем по скважинам в зоне BC, расположенным ближе к начальному контуру газоносности.
Данная ситуация еще в большей степени будет характерна для пластов, в которых чередуются гидрофильные и гидрофобные участки. На рис. 8.4, б показана динамика обводнения верхнего пропластка, в котором имеется участок OA гидрофобной среды.
Результаты расчетов показывают, что пластовая вода в среднем пласте, минуя гидрофобный участок в верхнем про-пластке, начинает впитываться в него на значительном расстоянии от границы залежи, и, таким образом, обводнение скважин, находящихся в указанной зоне и дренирующих верхний пласт, будет происходить не за счет подъема подошвенной воды, а за счет избирательного продвижения воды по высокопроницаемым прослоям и последующей капиллярной пропитки ("вторичное" обводнение). Данный механизм водопроявлений может иметь место на Оренбургском месторождении, где встречаются чередующиеся участки гидрофильных и гидрофобных пород.
Расчеты проводились при значении коэффициента межфазного натяжения о cos 6 = 75-10—3 Н/м, при котором параметр ? = (о cos 6/р0) ліш / k , являющийся отношением ха-
359
рактерного капиллярного давления к характерному гидродинамическому, принят равным 7,5-10 — 3. Пористость m = 0,127, начальное пластовое давление р0 = 20,4 МПа.
Уменьшение параметра ? до 7,5-10—4 приводит к снижению водосодержания в зоне пропитки до 44 %, что является следствием ослабления действия капиллярных эффектов по сравнению с гравитационными (рис. 8.4, в).
Таким образом, в обводняющихся пластах со слоистой неоднородностью возможно образование защемленных целиков газа. Наличие таких целиков может значительно усложнить картину обводнения, так как они будут играть роль своеобразных буферов на пути продвижения воды и замедлять ее продвижение. Вода будет обтекать газонасыщенные зоны с повышенным давлением (целик первого типа) и гидрофобные зоны (целик второго типа), текущая граница газ — вода в плане может приобрести сложную форму. Такой характер текущего контура газоносности может привести в итоге к макрозащемлению значительных объемов газа. Более вероятным представляется макрозащемление целиков второго типа, связанных с гидрофобными участками.
Методический подход к прогнозу обводнения на месторождениях типа ОГКМ заключается в "расщеплении" эксплуатационных объектов на отдельные пласты или их группы на основе детального анализа по этим пластам геолого-геофизических и промысловых данных, воспроизведения фактической истории разработки и дальнейшего прогноза обводнения на основе разработанной и описанной математической модели. Полученные текущие контуры газоносности по отдельным пластам накладываются друг на друга для получения общей картины обводнения в целом по объекту и разработки мероприятий по регулированию продвижения воды по площади и разрезу.
Показана возможность создания условий для обратного движения текущего контура газоносности ("осушение пласта") при обеспечении достаточных темпов отбора воды из скважин в пределах обводненной зоны.
Для утилизации отобранной пластовой воды необходимо предусматривать нагнетательные скважины непосредственно в зонах УКПГ для закачки воды в глубокие пласты. Рекомендации по форсированному отбору пластовой воды из обводняющихся скважин и бурению специальных нагнетательных скважин были реализованы на ряде УКПГ Оренбургского месторождения.
