Методы прогнозирования и регулирования эксплуатации искусственных газовых залежей ПХГ с единой водонапорной системой тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.17, кандидат наук Воронов, Святослав Андреевич

• Воронов, Святослав Андреевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Воронов, Святослав Андреевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ СОЗДАНИЯ И ЦИКЛИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИСКУССТВЕННЫХ ГАЗОВЫХ ЗАЛЕЖЕЙ ПХГ С ЕДИНОЙ ВОДОНАПОРНОЙ СИСТЕМОЙ

1.1 Выводы по разделу 1

2 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И РАЗРАБОТКА МОДИФИЦИРОВАННОЙ БАЛАНСОВОЙ МОДЕЛИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОВЫХ ЗАЛЕЖЕЙ ПХГ В МНОГОКУПОЛЬНОМ ВОДОНОСНОМ ПЛАСТЕ

2.1 Анализ методов расчета продвижения воды в залежь

2.2 Разработка модифицированной балансовой модели расчета взаимодействующих залежей ПХГ

2.3 Выводы по разделу 2

3 ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ СТРУКТУРНЫХ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МНОГОКУПОЛЬНОГО ВОДОНОСНОГО ПЛАСТА, РЕЖИМОВ ЗАКАЧКИ И ОТБОРА ГАЗА НА ОСНОВНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ МНОГОЗАЛЕЖНЫХ ПХГ С ЕДИНОЙ ВОДОНАПОРНОЙ СИСТЕМОЙ

3.1 Адаптация разработанной модифицированной балансовой

модели

3.2 Изучение влияния технологического режима работы многозалежных ПХГ с единой водонапорной системой на их основные технологические показатели

3.2.2 Влияние технологического режима отбора газа на основные технологические показатели циклической эксплуатации хранилища

3.3 Параметрические исследования влияния структурных и гидродинамических характеристик многокупольного водоносного пласта на основные технологические показатели многозалежных ПХГ с единой водонапорной системой

3.4 Выводы по разделу 3

4 РАЗРАБОТКА СПОСОБА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДИНАМИКИ ГАЗОВЫХ ОБЪЕМОВ В СТРУКТУРНЫХ ЛОВУШКАХ МНОГОКУПОЛЬНОГО ВОДОНОСНОГО ПЛАСТА

4.1 Исследования влияния систем размещения эксплуатационных скважин на распределение давления и газонасыщенности в однородном водоносном пласте

4.2 Исследование влияния систем размещения эксплуатационных скважин на распределение давления и газонасыщенности при зональном распределении ФЕС водоносного пласта

4.3 Выводы по разделу 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы прогнозирования и регулирования эксплуатации искусственных газовых залежей ПХГ с единой водонапорной системой»

ВВЕДЕНИЕ

В ряде случаев водоносные пласты-коллекторы (пласты), используемые для подземного хранения газа, осложнены несколькими структурными поднятиями (куполами). При сооружении многозалежных ПХГ в таких куполах происходит газогидродинамическое взаимодействие искусственных газовых залежей, которое оказывает существенное влияние на формирование и основные технологические показатели их циклической эксплуатации.

Существующие методы расчета однозалежных ПХГ не позволяют учесть особенности эксплуатации гидродинамически взаимосвязанных залежей в многокупольном водоносном пласте. В разработанных методах расчета многозалежных ПХГ учитывается только возможность газодинамического взаимодействия газовых залежей (межкупольные перетоки газа). Условия и характер гидродинамического взаимодействия газовых залежей по водоносной части пласта при их разновременном вводе в эксплуатацию и асинхронных закачках и отборах газа до настоящего времени не изучались.

Поэтому разработка методов прогнозирования и регулирования создания и циклической эксплуатации искусственных газовых залежей ПХГ с единой водонапорной системой является актуальной темой исследований.

Целью работы является разработка методов прогнозирования и регулирования процессов создания и циклической эксплуатации искусственных газовых залежей ПХГ с единой водонапорной системой для повышения эффективности его работы.

1. Изучение основных гидродинамических проблем создания и циклической эксплуатации искусственных газовых залежей ПХГ с единой водонапорной системой.

2. Анализ существующих методов и разработка модифицированной балансовой модели гидродинамического расчета основных технологических показателей создания и циклической эксплуатации взаимодействующих газовых залежей ПХГ в многокупольном водоносном пласте.

3. Параметрические исследования влияния структурных и гидродинамических характеристик многокупольного водоносного пласта, режимов закачки и отбора газа на основные технологические показатели многозалежных ПХГ с единой водонапорной системой.

4. Разработка способа регулирования динамики газовых объемов залежей в структурных ловушках водоносного пласта с учетом проведенных исследований влияния систем размещения эксплуатационных скважин на распределение давления и газонасыщенности в пласте.

Научная новизна

Разработан комплекс методов гидродинамического расчета создания и циклической эксплуатации искусственных газовых залежей ПХГ в многокупольном водоносном пласте, позволяющий учесть гидродинамическое взаимовлияние газовых залежей, созданных в единой водонапорной системе, переменную газонасыщенность по зонам газоносности пласта в районе каждого купола и разнодренируемые области залежей.

Впервые изучено влияние определяющих структурных и гидродинамических факторов: расстояния между куполами,

гидропроводности, размеров и граничных условий водоносного пласта, на технологические показатели работы многозалежных ПХГ с единой водонапорной системой. Результаты исследований позволяют совершенствовать методические основы технологического проектирования разведывательно-промышленной закачки и циклической эксплуатации многозалежных ПХГ с единой водонапорной системой.

Создана методика определения очередности и темпов заполнения ловушек газом многокупольного водоносного пласта с учетом геолого-технологических ограничений по максимально допустимому давлению разрыва покрышки, размерам газовых залежей в пределах ограниченных ловушек, условиям многолетней стабильной циклической эксплуатации залежей, позволяющая повышать эффективность сооружения и циклической эксплуатации многозалежных ПХГ.

Впервые проведены исследования влияния систем размещения эксплуатационных скважин и зонального распределения фильтрационно-емкостных свойств пласта (ФЕС) на динамику ГВК и пластового давления в газовых залежах многокупольного водоносного пласта ПХГ.

Разработан способ регулирования динамики газовых объемов в многокупольных водоносных пластах, позволяющий формировать компактные газовые залежи с максимальным коэффициентом газонасыщенности в пределах куполов, путем распределения объемов и изменения темпов закачки и отбора газа по группам эксплуатационных скважин расположенным в различных частях структурных ловушек, с учетом взаимовлияния залежей и зонального распределения ФЕС пласта.

1. Комплекс методов расчета создания и циклической эксплуатации гидродинамически взаимосвязанных газовых залежей ПХГ в многокупольном водоносном пласте.

2. Методика определения очередности и темпов заполнения структурных ловушек, а также технологических режимов закачки и отбора газа на многозалежных ПХГ с единой водонапорной системой.

3. Способ регулирования динамики газовых объемов в структурных ловушках водоносного пласта, заключающийся в распределении темпов и объемов закачки и отбора газа по группам эксплуатационных скважин, расположенным в различных частях структурных ловушек.

Практическая иенностъ

Созданные методы прогнозирования и регулирования создания и циклической эксплуатации искусственных газовых залежей ПХГ с единой водонапорной системой использованы при разработке технологических схем и проектов, составлении технологических режимов закачки и отбора газа на подземных хранилищах газа Российской Федерации (Карашурское, Невское, Гатчинское, Калужское, Краснодарское), Республики Беларусь (Прибугское, Осиповичское), Казахстана (Полторацкое), Голландии (Бергермеер).

Разработанные математические модели, составленные алгоритмы и компьютерные программы, позволяющие осуществлять достоверный гидродинамический прогноз и эффективное регулирование создания и циклической эксплуатации искусственных газовых залежей ПХГ в многокупольном водоносном пласте, использованы при составлении технологического проекта Удмуртского Резервирующего Комплекса ПХГ,

Результаты выполненных параметрических исследований влияния структурных и гидродинамических характеристик многокупольного водоносного пласта использованы при подготовке проекта Федеральных норм и правил «Правила безопасности на подземных хранилищах газа».

На основе результатов проведенных исследований влияния систем размещения эксплуатационных скважин с учетом зонального распределения фильтрационно-емкостных свойств пласта разработан способ регулирования движения ГВК и пластового давления в газовых залежах ПХГ.

Результаты диссертационной работы использованы при разработке СТО Газпром 2-3.5-442-2010 «Порядок создания подземных хранилищ газа», СТО Газпром 2-3.5-348-2009 «Порядок работ по авторскому надзору за созданием и эксплуатацией подземных хранилищ газа в пористых пластах», СТО Газпром 2-3.5-391-2011 «Технологическое проектирование подземных хранилищ газа. Исходные данные», СТО Газпром 056-2009 «Основные положения по расчету и управлению резервами газа на подземных хранилищах».

Апробация работы

Основные результаты выполненных исследований докладывались и обсуждались на отраслевых и международных конференциях, научных семинарах, производственных научно-технических советах, среди которых:

- Международная конференция «Экологическая безопасность в газовой промышленности» (Е8С1 2009), 2009, Москва;

Восьмая Всероссийская научно-техническая конференция, посвященная 80-летию РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2010, Москва;

- Вторая Международная научно-практическая конференция «Мировые ресурсы и запасы газа и перспективные технологии их освоения», 2010, Москва;

- Третья Международная научно-техническая конференция «ПХГ: Надежность и эффективность» (1108-2011), 2011, Москва;

- Девятая Всероссийская конференция молодых ученых, специалистов и студентов "Новые технологии в газовой промышленности" (газ, нефть, энергетика), 2011, Москва;

- Третья научно-практическая молодежная конференция «Новые технологии в газовой отрасли: опыт и преемственность», 2011, Москва;

- НТС молодых ученых и специалистов ООО «Газпром ВНИИГАЗ», 2012, 2013, Москва;

Пятая Международная молодежная научно-практическая конференция «Новые технологии в газовой отрасли: опыт и преемственность», 2013, Москва;

- Десятая Всероссийская конференция молодых ученых, специалистов и студентов "Новые технологии в газовой промышленности" (газ, нефть, энергетика), 2013, Москва.

Публикации

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 25 статьях, в том числе 6 статьях в изданиях, включенных в "Перечень..." ВАК Минобрнауки РФ. Соискателю выдано 3 свидетельства, зарегистрированные в установленном порядке на программы для ЭВМ.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованных источников из 60 наименований. Общий объем работы составляет 124 печатных страниц. Текст работы содержит 41 рисунок и 6 таблиц.

Автор выражает благодарность научному руководителю доктору технических наук А. А. Михайловскому и заведующему кафедрой разработки и эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина д.т.н., проф. А. И. Ермолаеву.

Автор посвящает свою работу светлой памяти своего учителя д.т.н.,

профессора [Бузинова Станислава Николаевича.

1 ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ СОЗДАНИЯ И ЦИКЛИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИСКУССТВЕННЫХ ГАЗОВЫХ ЗАЛЕЖЕЙ ПХГ С ЕДИНОЙ ВОДОНАПОРНОЙ СИСТЕМОЙ

Вопросами газогидродинамического взаимодействия залежей занимались многие Российские и зарубежные исследователи, так как изучение данного явления представляет собой важную задачу в теории и практике проектирования как разработки месторождений, так и создания ПХГ. Не смотря на многочисленные исследования в этой области достоверные методы расчета взаимодействующих газовых залежей ПХГ отсутствует.

До настоящего времени создан ряд методов расчета процесса разработки группы залежей при водонапорном режиме, газодинамически связанных и взаимодействующих между собой. Так как фильтрационные процессы при эксплуатации ПХГ и разработке залежей происходят по одним и тем же физическим законам, представляется целесообразным в диссертационной работе провести обзор работ, посвященных изучению явления взаимодействия залежей при их разработке на истощение, а так же дать краткий анализ существующих методов их расчета.

Впервые взаимодействие залежей было отмечено российским ученым Н.Т. Линдтропом который объяснил колебания дебита водяных источников Горячеводска влиянием разработки Х1-ХП, XVI, XXII пластов Октябрьского нефтяного месторождения [43, 44]. Расстояния между источниками и нефтепромыслами достигало 17-20 км. Несколько позже на этот факт взаимодействия указывали в работе [58] В.Н. Щелкачев и Г.В.Пыхачев.

За рубежом, в частности в США, впервые явление взаимодействия изучалось В.А. Бруком в 1944 году. Для выявления эффекта взаимодействия

между месторождениями Магнолия и Виллаж (штат Арканзас) на электроинтеграторе изучали известкостный пласт Смаковер, которому они приурочены. Как показали исследования, падение давления в месторождении Магнолиа оказалось значительно больше чем должно было быть при его разработке. Более высокие темпы снижения давления автор объясняет перемещением контурной воды в направлении месторождения Виллаж, где пластовое давление было значительно ниже. Расстояние между месторождениями составляло 21 км.

В последние годы изучение вопросов взаимодействия залежей и месторождений проводились одновременно в следующих основных направлениях решения проблемы:

1. Взаимодействие залежей изучалось как физическое явление, возникающее в результате перераспределения давления в пласте. Исследовались вопросы формирования взаимодействующих залежей, характер поведения взаимодействующих залежей при их разработке, формы и признаки проявления эффекта взаимодействия, определялись геологические особенности расположения таких залежей. Выше указанные вопросы освещены в работах И.Д. Амелина, A.J1. Козлова, Ю.П. Коротаева, Н. Кристеа, Е.М. Минского, Г.В. Рассохина, В.П. Савченко, И.М. Белякова, И.М. Бекетова, М.И. Белога, Ю.П. Гаттенбергера, Е.М. Загребайловой, И.К. Зерчанинова, В.Ф. Канащука, В.Г. Кафичева, И. А. Леонтьева, Р.П. Муравьева, В.И. Петренко, A.A. Плотникова, Е.В. Солацкого, Н. Бенериаха, И.С. Белла, С. Биргса, П.Р. Ведла, В.Л. Вела, Л.А. Гебеля, Л.Л. Муллиса и ряда других [3, 54, 7-9, 51, 20-22, 31, 32, 34-35,41, 26, 11].

2. Разработка методов подсчета запасов нефти и газа взаимодействующих залежей и месторождений. Исследование взаимодействия приобрело уже форму расчетов, однако количественное

определение перетоков газа и воды еще носит оценочный характер. Этими вопросами занимались С.Н. Бузинов, С.Н. Закиров, A.J1. Козлов, Ю.П. Коротаев, В.М. Минский, В.Н. Беркун, П.А. Гереш, М.М. Кашпаров, В.И. Алексюк, Н.С. Ратушняк, Е.В. Солоцкий, С.М. Тверковкин, M.JI. Фиш, П.Д. Хвен, Б.Н. Храменков, Б.Я. Торников, М. Мортода, A.C. Одэ, Д. Хавлена и другие [12, 23, 24, 30, 36, 37, 42, 13, 26].

3. Разработка методов прогнозирования поведения взаимодействующих залежей в процессе их эксплуатации. Создаввались методы расчета рациональной разработки месторождений в условиях проявления водонапорного режима, проводились расчеты перетоков газа через слабопроницаемые перемычки, изучалась проблема управления процессом взаимодействия. Данное направление освещенном в работах М.Т. Абасова, И.Д. Амелина, Н.К. Байбакова, К.С. Басниева, С.С. Гацулаева, С.Н. Закирова, Б.Б. Лапука, В.П. Савченко, Ф.А. Требина, П.Т. Шмыгли, Я. Атаева, Н.К. Гиринского, И.И. Джабарова, Е.В. Евдокимовой, A.M. Кулиева, М.М. Максимова, Р.П. Муравьева, В.М. Соломахина, Н.Г. Степанова, П.К. Страдимова, Ю.М. Фримана, В.А. Брука, В.Л. Вела, К.Г. Коаца, Д.Л. Каца, М. Мортады, М. Робинсона, П.С. Румбля, М.П. Тека, Г.Г. Спэйна, Г.Е. Штамма и другие [1, 3, 42, 10, 14, 19, 22, 30, 13].

Работы В.П. Савченко [39] по Куйбышевско-Бугурусланскому району, А.П. Козлова [37] по другим газоносным районам показали, что в процессе формирования залежей при струйно-вертикальной миграции углеводородов по системе тектонических нарушений и трещин происходит дифференциальное (в зависимости от удельного веса) распределение углеводородов в пласте. Вследствие такого процесса при наличии благоприятных геологических условий может происходить образование многопластового месторождения нефти или газа. При дальнейшем

латеральной миграции уже по пласту углеводороды могут заполнить имеющиеся там структурные ловушки, что в конечном итоге приводит к образованию группы месторождений нефти и газа, приуроченных к одной водонапорной системе, как правило, гидродинамическое состояние такой системы характеризуется естественным фильтрационным потоком пластовых вод [52].

В зависимости от геологического строения пластов возможны следующие соотношения в расположении газовых залежей [37]:

1. Газовые залежи имеют общий газовый контакт, располагающийся несколько ниже прогиба, разделяющего две водоносные структуры;

2. ГВК в одной ловушке расположен на абсолютной отметке разделяющего прогиба, а в другой-несколько выше;

3. Данный случай отличается от второго лишь большей амплитудой прогиба и большим расстоянием между контактами;

4. Прогиб между залежами глубок, контакты далеко от прогиба.

В первом случае взаимодействие залежей будет осуществляться путем прямого перетока газа по имеющимся каналом между прогибом и ГВК, а так же путем подтока воды при самом незначительном снижении давления в любой залежи. По мере подъема ГВК переток газа будет уменьшаться, пока не прекратиться вовсе.

Во втором случае газа из нижней ловушке начнет перетекать уже при некотором небольшом снижении давления в верхней залежи, необходимом для преодоления капиллярных сил. Для перетока газа из верхней залежи требуется создание определенной депрессии.

В третьем случае переток газа из нижней ловушки в верхнюю осуществляется легко, а из верхней в нижнюю практически невозможен.

В четвертом случае перетока газа как токового не будет. Величина перетока газа находится в прямой зависимости от перепада давлений в залежах. Расстояния между ними, ФЕС пласта, конфигурации залежей, направлением притока пластовой воды в залежи. По данным Е.В. Солоцкого [53] величина перетока газа между Угерской и Бильче-Волицкой залежами за 12 лет составила около млрд.м .

В процессе разработки одной или нескольких залежей нефти или газа происходит образование депрессионной воронки сначала в ближайшей окрестности, а затем во все более удаленных областях пласта [59]. При этом понижение давления в них могут быть значительными и распространяться на большие области. В ряде работ на примере месторождения Ист-Техас (пласт Вудбайн, США) показано, что влияние от разработки одного месторождения может распространяться на расстояние, достигающие 100-130 км. Так как возникновение депрессионной воронки сопровождается движением жидкости, то разработка крупного нефтяного или газового месторождения может привести к перемещению больших объемов контурной или подошвенной воды. Отток воды в сторону областей пониженного напора сопровождается расширением не открытых и не разрабатываемых месторождений, причем увеличение газонасыщенного объема порового пространства может достигать значительных величин. Так, при разработке Угерской залежи, ГПО неразрабатываемой соседней Бильче-Волицкой увеличился на 5% [13].

В результате взаимодействия залежей последние могут смещаться на десятки метров. Например, В.П. Савченко отмечает, что смещение Кирюшкинской газовой залежи в результате перепада давления в 0.3 МПа достигают 8-10 м. Величина смещения неразрабатываемой залежи будет

Перемещение контакта нефть-вода может достигать нескольких сотен метров. И.К. Зерчаниновым было подсчитано перемещение ВНК Гуселковской залежи в сторону ранее вступившей в разработку Соколовой горы [31].

При разработке многопластовых газовых месторождений взаимодействие залежей по вертикали осуществляется как правило в виде прямого перетока газа. Возникновение перетоков зависит от следующих факторов:

1. Литологического состава пород-покрышек и их мощности;

2. Величины перепада между пластами;

3. Наличии лито логических окон;

4. Герметичности технических и эксплуатационных колонн пробуренных скважин;

5. Начальной газонасыщенности разреза.

Разработка крупных газовых и нефтяных месторождений может происходить при истощении упругого запаса не только водоносной системы к которой они приурочены, но и упругого запаса нижележащих или вышележащих водоносных комплексов. Разработка газовых месторождений Предкарпатского прогиба в Западной Украине привела к снижению пластового давления на 0.5-1 МПа в ниже залегающем юрском водоносном бассейне [11].

Наиболее распространены и опасны перетоки газа в вышележащие горизонты. Кроме сокращения объема газа в хранилище, они могут привести к загрязнению вод питьевых горизонтов, распространению газа по площади и его выходу на дневную поверхность. Поэтому с момента начала

исследований взаимодействия как явления предпринимались попытки расчета газогидродинамических показателей работы месторождений с учетом их взаимодействия.

Прежде всего такие расчеты осуществлялись при подсчете запасов газа взаимодействующих залежей по данным разработки. Как правило, эти методы сводились к совместному решению уравнений материального баланса для каждой залежи с включением в них величины перетока газа или воды.

Анализ работы ПХГ в многокупольных пластах-коллекторах показал, что в процессе создания и циклической эксплуатации искусственных газовых залежей с единой водонапорной системой может наблюдаться их активное газогидродинамическое взаимодействие.

Это приводит к тому, что при синхронных закачках и отборах газа в залежах происходит интенсивное повышение и снижение пластового давления в соответствующих сезонах, а так же продвижение ГВК в направлении областей повышенного напора при отборах и пониженного при закачке газа.

Так, в созданной Карашурской залежи Удмуртского Резервирующего Комплекса ПХГ, при амплитуде изменения пластового давления порядка 4 МПа относительно начального гидростатического значения, амплитуда изменения давления в Горюновском куполе составляет порядка 2 МПа.

В работах С.Н. Закирова, Б.Б. Лапука и П.А. Гереш выявлен ряд признаков, позволяющий определять наличие газогидродинамической связи между залежами ПХГ:

тенденция к выравниванию пластовых давлений близкорасположенных залежей и одинаковый характер изменения

- изменение пластового давления по наблюдательным скважинам не эксплуатируемых залежей ПХГ;

- более интенсивное падение давления по залежам, или ее отдельным участкам, не соответствующее величинам отбора газа.

Активное взаимодействие газовых залежей, созданных в единой водонапорной системе, обуславливает следующие основные проблемы и риски сооружения и циклической эксплуатации ПХГ:

В процессе закачки газа

- необходимость повышения давления нагнетания газа;

- опасность увеличения пластового давления в зоне расположения эксплуатационных скважин выше максимально допустимой величины, исходя из прочностных свойств покрышки и нарушения её герметичности;

- всплывание и растекание газа по прикровельной части пласта в направлении областей пониженного напора, опасность его ухода за замыкающую изогипсу и пластовых потерь.

В процессе отбора газа

- усиление избирательного продвижения и темпа обводнения отдельных участков залежей, приводящее к росту водного фактора по эксплуатационным скважинам ПХГ;

- значительное снижение пластового давления, которое вызывает уменьшение производительности эксплуатационных скважин и хранилища в целом;

- для устойчивой работы системы сбора и подготовки скважинной продукции в жестких ограничениях по минимальному давлению на входе в систему магистральных газопроводов необходим компрессорный отбор газа;

Учет основных особенностей и проблем, возникающих при активном взаимодействии газовых залежей ПХГ, созданных в единой водонапорной системе, позволяет разрабатывать наиболее эффективные алгоритмы и методики для расчета прогнозирования и регулирования создания и циклической эксплуатации искусственных газовых залежей ПХГ с единой водонапорной системой.

1.1 Выводы по разделу 1

1. Анализ работы ПХГ в многокупольных пластах-коллекторах показал, что в процессе создания и циклической эксплуатации искусственных газовых залежей с единой водонапорной системой может наблюдаться их активное газогидродинамическое взаимодействие.

2. Выявлены основные признаки, позволяющие определять наличие газогидродинамической связи между залежами в многокупольном водоносном пласте ПХГ.

3. Установлены основные проблемы сооружения и циклической эксплуатации многозалежных ПХГ в процессе закачки и отбора газа.

2 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ И РАЗРАБОТКА МОДИФИЦИРОВАННОЙ БАЛАНСОВОЙ МОДЕЛИ

ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ОСНОВНЫХ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОВЫХ ЗАЛЕЖЕЙ ПХГ В МНОГОКУПОЛЬНОМ ВОДОНОСНОМ ПЛАСТЕ

Открытие в РФ и за рубежом нефтяных и газовых месторождений, приуроченных к единой водонапорной системе, привело к необходимости создания методов прогнозирования поведения таких объектов с учетом ранее описанных особенностей. Сложность разработки этих методов состоит в том, что количество поступающей воды в залежь зависит не только от перепада давления между водоносной и газовой частями пласта, но и влиянии на ее работу соседних залежей. В то же время падение давления в газовой залежи зависит от темпов отбора газа, а так же от количества поступаемой в нее воды. Поэтому создание методов расчета взаимодействующих залежей ПХГ и месторождений тесно связано с решением задачи о продвижении в них пластовой воды.

2.1 Анализ методов расчета продвижения воды в залежь

Решение задач разработки взаимодействующих залежей ПХГ и месторождений при активном проявлении водонапорного режима возможно в результате решения задач на сеточных моделях различной степени сложности. Однако для этого требуется значительный объем исходной информации об изменении параметров пласта.

Подобному классу задач сравнительно небольшое число исследований ( М.Т. Абасов, Э.Б. Адигамов, К.Н. Джалилов, В.А. Карпычев, Ж. Дюво).

В зависимости от постановки решаемой задачи, способа моделирования пластовой системы и происходящих в ней фильтрационных

процессов широкое применение при изучении взаимодействующих залежей нашли: численные и аналитические методы. Различаются они способом схематизации пласта и течения пластовых флюидов, описанием явления взаимодействия и т.д. Общим для них является применение уравнения материального баланса по газа для каждой залежи.

Сущность численного метода сводится к тому, что исходное дифференциальное уравнение, описывающие фильтрацию жидкости в водоносной части пласта и которое является уравнением в частных производных, апроксимируется в конечно-разностной форме. При этом производные от искомой функции по времени и пространственным координатам заменяются разностями значений функции в соседних узловых точках.

Задача заключается в совместном решении этого уравнения и уравнения материального баланса при соблюдении соответствующих начальных и граничных условий. При этом находится такое распределении ФЕС паста, которое наиболее адекватно соответствует реальному процессу разработки.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Воронов, Святослав Андреевич, 2013 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абасов М.Т., Кулиев A.M., Атаев Я. Газогидродинамические методы регулирования разработки многопластового газоконденсатного месторождения при упруговодонапорном режиме// Труды ИПГНГМАН Азерб. ССР, 1972.

2. Азиз X., Сеттари Э. Математическое моделирование пластовых систем: пер. с англ. - М.: Недра, 1982. - 407 с.

3. Амелин И.Д. Методика расчета взаимодействия газовых залежей, приуроченных к одной водоносной системе// Труды Коми филиал ВНИИГАЗа, 1964, выпуск XIV. - С. 83-99.

4. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. - М.: Недра, 1984. - 208 с.

5. Басниев К.С., Кочина И. Н., Максимов В.М. Подземная гидромеханика: Учебник. - М.: Недра, 1993. - 416 с.

6. Басниев К.С., Дмитриев Н.М., Каневская Р.Д., Максимов В.М. Подземная гидромеханика. - М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2006. - 488 с.

7. Бекетов И.М. О взаимодействии Североставропольского и Казинского месторождений//Реф. сб. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. - М.: ВНИИЭГазпром, 1970, выпуск X,- С. 8-10.

8. Беликов И.М., Головатая М.Ф., Кузьмин А.Н. Взаимодействие залежей Урицкого и Радионовского месторождений Саратовской области// Газовая промышленность, 1970, №7. - С. 7-11.

9. Беликов И.М., Муравьев Р.П., Бутузов Е.П. Учет перетоков газа при уточнении запасов, коэффициентов газоотдачи и геологического

строения Степновского месторождения// Труды ВНИИЭГазпрома Техника и технология добычи газа и эксплуатации подземных газовых хранилищ. - М.: ВНИИЭГазпром, 1977, вып. 1/5. - С. 41-45.

10. Бузинов С. Н., Быков И.Н., Умрихин И.Д. Определение мест перетока между пластами по данным исследований// Газовая промышленность, 1961, №9.

И. Бузинов С.Н., Войцицкий И.В., Аулова В.Н. Технико-экономические соображения о создании подземного хранилища газа на месторождении Газли. - М.: ВНИИГАЗ, 1987. - 26 с.

12. Бузинов С.Н., Войцицкий И.В. Прогнозирование показателей эксплуатации двух взаимодействующих газохранилищ с учетом проявления водонапорной системы //Нефтяная и газовая промышленность. - Киев: 1987, вып. 3. - С. 45-47.

13. Бузинов С.Н., Войцицкий И.В., Войцицкий В.П. Предложения по развитию Билче-Волицко-Угерского ПХГ. - М.: ВНИИГАЗ, УкрНИИГаз, 1987.-28 с.

14. Бузинов С.Н., Воронов С.А. Управление работой пласта при создании и эксплуатации ПХГ. Газовая промышленность, Спецвыпуск, 2012. -№684/2012. - С.76-79.

15. Бузинов С.Н., Гусев Э.Л., Сухарев М.Г. Расчет движения границы газоводяного контакта при создании подземных хранилищ газа//Газовая промышленность, 1970, № 1. - С. 44.

16. Бузинов С.Н., Умрихин И.Д. Исследование нефтяных и газовых скважин и пластов. - М.: Недра, 1984. - 269 с.

17. Васильев Ю.Н., Гереш Г.М., Пасько Д.А. Методы прогнозирования обводнения газовых залежей в условиях функционирования АСУ

18. Васюков В.Н., Рощина И.В., Зайцев A.B. Оценка баланса газа Касимовского ПХГ методом гистерезисных диаграмм и на основе геолого-технологической модели//Газовая промышленность, 2009, № 3.

- С. 50-54.

19. Войцицкий И.В. Прогнозирование динамики обводенения подземного хранилища газа с учетом его взаимодействия с вышезалегающими газохранилищами//Экс. Инф.: Транспорт и подземное хранение газа. -М.: ВИИЭГазпром, 1986, вып. 8. - С.8-11.

20. Гаттенбергер Ю.П. Смещение и переформирование залежей нефти и газа под влиянием разработки месторождений//Труды ВНИИ. Нефтепромысловая геология, 1974, вып. IX/59. - С. 96-111.

21. Гаттенбергер Ю.П., Березаев А.Н. Перемещение нефти из залежей под влиянием разработки соседних месторождений // Сб.: Новости нефтяной и газовой техники. ГОСИНТИ. Сер. Нефтепромысловое дело, 1961, №2.-С. 22-25.

22. Гацулаев С.С. Взаимодействие группы газовых месторождений одного пласта в процессе разработки // Труды ВНИИГАЗ. - М.: ВНИИГАЗ, 1963, вып. 1. - С.74-83.

23. Гереш П.А. Определение начальных запасов газа взаимодействующих эксплуатационных объектов // Реф. сб.: Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. - М.: ВНИИЭГазпром, 1979, № 9. - С. 1-7.

24. Гереш П.А., Закиров С.Н., Олексюк В.И. К определению начальных запасов газа взаимодействующих горизонтов// Газовое дело, 1973, №3.

- С.7-10.

26. Закиров С.Н., Васильев В.И., Гутников А.И. Прогнозирование и регулирование разработки газовых месторождений. - М.: Недра, 1984. -295 с.

27. Закиров С.Н., Сомов Б.Е., Гордон В.Я. Многомерная и многокомпонентная фильтрация. -М.: Недра, 1988.

28. Закиров С.Н., Коротаев Ю.П., Кондрат P.M. Теория водонапорного режима газовых месторождений. - М.: Недра, 1976. - 240 с.

29. Закиров С.Н., Колбиков C.B., Палатник Б.М. Комплексные адаптирующиеся геологопромысловые математические модели разработки газовых месторождений. МИНХ и ГП им. И.М.Губкина. -М.: Недра, 1989. - Вып. 214.

30. Закиров С.Н., Лапук Б.Б. Проектирование и разработка газовых месторождений. - М.: Недра, 1974. - 376 с.

31. Зерчанинов И.К. Взаимодействие залежей нефти в процессе разработки// Газовая промышленность, 1958, № 3. - С .10-22.

32. Канащук В.Ф., Гацулаев С.С., Славицкая O.A. Опыт проектирования разработки газового месторождения, осложненного двумя куполами, с учетом их взаимодействия // Газовое дело, 1965, №12. - С. 10-14.

33. Каневская Р.Д. Математическое моделирование гидродинамических процессов разработки месторождений углеводородов. - М., Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. - 128 с.

34. Кафичев В.Г. О смещении контура нефтяных залежей под влиянием законтурного заводнения// Геология нефти и газа, 1966, №11. - С.44-45.

35. Кашавцев В.Г., Опурин Н.В. Выявление межпластовых перетоков нефти в процессе разработки продуктивных горизонтов// Нефтепромысловое дело, 1970, №1. - С.13-17.

36. Козлов А.П., Бузинов С.Н., Гереш П.А. Определение начальных запасов газа взаимодействующих эксплуатационных объектов Шебелинского месторождения//Труды ВНИИГАЗ. Разработка месторождений, промысловая и заводская обработка газа. - М.: ВНИИГАЗ, 1974, вып.1. - С.50-59.

37. Козлов А.П., Минский Е.М. Взаимодействие газовых месторождений в процессе их эксплуатации//Газовая промышленность, 1958, № 3. - С.1-9.

38. Кристеа Н. Подземная гидравлика. - М.: Гостоптехиздат, 1961, Т.1. -343 с.

39. Кричлоу Г.Б. Современная разработка нефтяных месторождений -проблемы моделирования: пер с англ. - М.: Недра, 1979. - 303 с.

40. Коротаев Ю.П., Зотов Г.А., Кичиев К.Д.. Методика проектирования разработки газовых и газоконденсатных месторождений. - М.: Недра, 1966.- 130 с.

41. Лапук Б.Е., Байбаков Н.К., Требин Ф.А. Комплексное решение проблемы разработки группы газовых и газоконденсатных месторождений. - М.: Недра, 1970. - 287 с.

42. Лапук Б.Е., Байбаков Н.К., Требин Ф.А. Комплексное решение проблемы разработки группы газовых (газоконденсатных) месторождений как единого целого на примере месторождений Краснодарского края// Газовая промышленность, 1965, № 6. - С.30-37.

43. Лейбензон Л.С. Нефтепромысловая механика, Ч 2. Подземная гидравлика воды, нефти и газа. - М.: ОНТИ, 1934.

45. Максимов В.М. Основы гидротермодинамики пластовых систем. - М.: Недра, 1994. - 202 с.

46. Методические рекомендации по расчету формы контакта газ-вода при создании подземных хранилищ газа в водоносных пластах. - М.: ВНИИГАЗ, 1981.-78 с.

47. Михайловский A.A. Математическое моделирование подземных хранилищ газа: доклад на Международной конференции «ВНИИГАЗ на рубеже веков - наука о газе и газовые технологии». - М.: ВНИИГАЗ, 2003.-С. 14-19.

48. Михайловский A.A., Трегуб С.И., Григорьев A.B. Мониторинг аккумулируемых и дренируемых объемов газа при его подземном хранении с использованием математических фильтрационных моделей// Наука и техника в газовой промышленности, 2004, № 3-4. -С. 29-33.

49. Михайловский A.A., Хан С.А. Математическое моделирование ПХГ в малоамплитудной структуре с подошвенной водой. Отделение подземного хранения газа. - М.: ВНИИГАЗ, 1995. - С. 118-120.

50. Мясников Ю.А. Обзор методов гидродинамического расчета подземных хранилищ природного газа, создаваемых в водоносных пластах. Труды Союзбургаза «Геология и перспективы нефтегазоносности некоторых районов СССР». - М.: Недра, 1968, вып.

51. Рассохин Г.В., Леонтьев Е.А., Петренко В.И. Влияние обводнения многопластовых газовых и газоконденсатных месторождений на их разработку. - М.: Недра, 1973. - 262 с.

52. Ратушняк Н.С. О межпластовых перетоках на Майкопском газоконденсатном месторождении// Газовое дело, 1968, № 12. - С.6-10.

53. Смирнов A.C., Ширковский А.И. Добыча и транспорт газа. - М.: Гостоптехиздат, 1957.

54. Соболев В.И., Загребайлова Е.М., Пецюха P.A. Анализ причин снижения пластового давления в массивной газовой залежи Коробковского месторождения// Труды ВНИИГАЗ. - Волгоград: 1964, выпуск IV. - с. 61-71.

55. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. - М.: Недра, 1983. - 464 с.

56. Страдымов П.В., Смирнов Н.К. Неустановившееся движение краевых и подошвенных вод при создании и эксплуатации подземных хранилищ газа в водоносных пластах при упругом режиме// Изв. вузов «Нефть и газ», 1961, № 12.-С. 65-71.

57. Шеберстов Е.В. Методика расчета процесса создания и циклической эксплуатации подземного хранилища газаЛ Сборник трудов ВНИИГАЗа «Повышение надежности газотранспортных систем» . - М., 1979.-С. 61-67.

58. Щелкачев В.Н. Разработка нефтеносных пластов при упругом режиме. - М.: Гостоптехиздат, 1959. - 472 с.

59. Щелкачев В.Н. Основы подземной нефтяной гидравлики. - М.: Гостоптехиздат, 1945. - 159 с.

60. V.Everdingen A.F., Hurst W. The application of the Laplace Transformation to flow problems in reservoirs. - JPT, vol. 1, № 12, 1949. pp. 305-323.