Работа выполняется в порядке, определенном заданием.

Л А Б О Р А Т О Р Н А Я Р А Б О Т А №2

Подсчет остаточных запасов свободного газа в газовой залежи

методом падения пластового давления

Порядок выполнения работы:

1. Рассчитать накопленную добычу, средние текущие давления и коэффициенты сжимаемости реального газа на указанные даты.

2. Установить режим работы газовой залежи.

3. Рассчитать остаточное конечное пластовое давление в залежи Р_ост при давлении на устье, разном 0, 1 МПа.

4. Определить остаточные запасы свободного газа в залежи.

Исходные данные:

1. Состав пластового газа, %

Таблица 2.1

2. Сведения о добыче газа:

Таблица 2.2

Плотность газа по воздуху - 0, 661.

Температура пласта 64°С,

Начальное пластовое давление 16, 3 МПа.

Залежь пластовая сводовая.

Выполнение лабораторной работы:

Работа выполняется в порядке, определенном заданием.

Метод подсчета запасов свободного газа по падению давления применяют для пластов, в которых первоначальный объем пор, занятый газом, не меняет своей величины в процессе эксплуатации. Этот подсчет запасов основан на использовании зависимости между количеством газа, отбираемого в определенные периоды, и падением пластового давления в залежи.

1. Знание величиннакопленной добычи Q₁, Q₂, Q₃, на конец 1, 2, и 3 полугодий, средних текущих пластовых давлений Р₁, Р₂, Р₃ и коэффициентов сверхсжимаемости реальных газов Z₁, Z₂, Z₃ на разные даты необходимо для расчета на соответствующие периоды разработки объемов газа (q₁ и q₂), приходящихся на 0, 1 МПа снижения пластового давления.

q₁ = Q₂ / (Р₁ ∙ a₁ – Р₂∙ a₂), млн м³ /МПа, (2.1)

q₂ = Q₃ / (Р₂ ∙ a₂ – Р₃ ∙ a₃), млн м³ /МПа, (2.2)

Отсюда

Q₂ = 59, 1 + 68, 7+ 84, 1 + 116, 3 + 94, 9 + 103, 9 + 127, 1 + 135, 6 = 789, 7 млн м³,

Q₃ = 50, 5 + 56, 1 + 72, 2 + 106, 1 + 83, 0 + 91, 3 + 117, 4 + 126, 9 = 703, 5 млн м³,

где Р₁, Р₂, Р₃ - соответственно средние по залежи пластовые давления на те же даты.

(2.3)

где Р_м – манометрическое давление, измеренное на устье скважин на даты расчеты, МПа;

е – основание натурального логарифма, равное 2, 71;

Н_нц – средняя глубина залегания продуктивного пласта на уровне центра тяжести залежи, см;

r_г – плотность газа по воздуху.

По исходным данным (табл. 2.2.) найти значения Н_нц, Р_изб.1, Р_изб.2, Р_изб.3 и по формуле (2.3) рассчитать величины пластовых давлений.

Н _цт рассчитывается по формуле:

, (2.4)

где Н_нц – средняя глубина залегания продуктивного пласта на уровне центра тяжести залежи, см;

Н_гл –средняя глубина залегания кровли пласта, см;

h_эф – средняя эффективная толщина пласта, см;

n – число скважин.

Н_цт = (1256 + 1288 + 1294 + 1336 + 1338 + 1328 + 1339 + 1344) / 8 +

+ 1 / 2 × (14 + 18 + 16 + 24 + 22 + 16 + 18 + 20) / 8 = 1315, 375 + 9, 25 = 1324, 625 м = 132462, 5 см

Р_изб.1 = (13, 1 + 13, 2 + 13, 4 + 13, 8 + 13, 4 + 13, 6 + 13, 7 + 13, 9) / 8 = 13, 512 МПа;

Р_изб.2 = (12, 9 + 13, 0 + 13, 2 + 13, 6 + 13, 3 + 13, 4 + 13, 6 + 13, 7) / 8 = 13, 337 МПа;

Р_изб.3 = (12, 6 + 12, 9 + 13, 0 +13, 4 + 13, 2 + 13, 2 + 13, 5 +13, 6) / 8 = 13, 175 МПа;

Р₁ = Р_изб.1 × 1, 11987 = 15, 131 МПа;

Р₂ = Р_изб.2 × 1, 11987 = 14, 935 МПа;

Р₃ = Р_изб.3 × 1, 11987 = 14, 754 МПа.

Величины поправок на отклонение реальных газов от закона Бойля – Мариотта определяются соотношением

a = 1 / Z, (2.5)

где Z – коэффициент сверхсжимаемости газа.

При определении коэффициента сверхсжимаемости газа Z для нефтяных газов, состоящих из смеси компонентов, имеющих различные критические давления и температуры, их псевдокритические давления и температуры Р_п.кр и Т_п.кр определяются по фракционному составу из следующих выражений:

Р_п.кр = S (Р _{кр i} × х_i) / 100, (2.6)

Т_п.кр = S (Т _{кр i} × х_i) / 100, (2.7)

где Р_{кр i} и Т_{кр i} – критические давления и температуры отдельных компонентов газа (табл. 2.1);

х_i – содержание отдельных компонентов в газе, % (табл. 2.1).

Р_п.кр = Р_{кр i} × х_i) / 100, (2.8)

Т_п.кр = S (Т_{кр i} × х_i) / 100 (2.9)

В результате расчетов, приведенных в таблице 2.3, получаем:

Р_{п.кр СН4} = 0, 855 × 4, 58 = 3, 916 МПа

Т_{п.кр СН4} = 0, 855 × 190, 5 = 162, 877 К

Р_п.кр = 3, 916 + 0, 289 + 0, 126 + 0, 075 +0, 364 + 1, 005 = 5, 775 МПа;

Т_п.кр = 162, 877 + 18, 317 + 11, 093 + 8, 500 + 1, 209 = 201, 996 К.

Таблица 2.3

Коэффициент сверхсжимаемости газа Z определяется по графику Г.Брауна (рис 2.1), представляющему собой зависимость коэффициента сверхсжимаемости газа Z от приведенного псевдокритического давления Р_п.кр^прив при различных приведенных псевдокритических температурах Т_п.кр^прив:

Р_п.кр^прив = Р_абс / Р_{п.к р}, (2.10)

Т_п.кр^прив = (Т + t_пл) / Т_п.кр, (2.11)

где Р_абс = Р_пл + 0, 1;

Т = 273 К;

t_пл – температура пласта, ^о С.

Рис. 2.1. Графики зависимости коэффициента сверхсжимаемости Z углеводородного газа от приведенных псевдокритических давления Р_пр и температуры Т_пр (по Г. Брауну).

Шифр кривых – значения Т_пр.

Выполнить расчеты:

Р_абс.1 = 15, 131 + 0, 1 = 15, 231 МПа;

Р_абс.2 = 14, 935 + 0, 1 = 15, 035 МПа;

Р_абс.3 = 14, 754 + 0, 1 = 14, 854 МПа;

Р_п.кр^прив.1 = 15, 231 / 5, 775 = 2, 64;

Р_п.кр^прив.2 = 15, 035 / 5, 775 = 2, 60;

Р_п.кр^прив.3 = 14, 854 / 5, 775 = 2, 57;

Т_п.кр^прив = (273 + 64) / 201, 996 = 1, 67.

По графику (рис 2.1) определить коэффициент сверхсжимаемости Z:

Z₁ = 0, 872;

Z₂ = 0, 875;

Z₃ = 0, 878.

Отсюда найти поправки a:

a₁ = 1, 147;

a₂ = 1, 143;

a₃ = 1, 139.

Рассчитать и сравнить величины q₁ и q₂:

q₁ = 789, 7 / (15, 131 ^. 1, 147 – 14, 935 ^. 1, 143) = 2991, 29 млн м ³ / МПа,

q₂ = 703, 5 / (14, 935 ^. 1, 143 – 14, 754 ^. 1, 139) = 2644, 74 млн м ³ / МПа.

2. Полученные близкие значения q₁ и q₂ позволяют сделать вывод о наличии в залежи газового режима. Поэтому данные о q₃ можно экстраполировать на весь оставшийся период разработки залежи.

3. Подсчитать величину остаточных запасов свободного газа при эксплуатации месторождения до величины конечного пластового давления, при котором давление на устье составит 0, 1 МПа. Для этого необходимо определить величину конечного пластового давления в залежи:

Р_к = 0, 1 ^. = 0, 1 ^. 1, 11987 = 0, 111987 МПа,

Р_п.кр^прив = (0, 111987 + 0, 1) / 5, 775 = 0, 038;

Т_п.кр^прив = 1, 67.

Z_к = 0, 986;

a_к = 1, 014.

Предполагая, что добыча газа происходит только за счет расширения газа, подсчитать остаточные запасы свободного газа можно по формуле (2.12):

V_г.ост = [Q₃ ∙ (Р₃ ∙ a ₃ – Р_к ∙ a_к)] / (Р₂ ∙ a₂ – Р₃ ∙ a₃). (2.12)

V_г.ост = [703, 5 ^. (14, 754 ^. 1, 139 – 0, 111987 ^. 1, 014)] /

/ (14935 ^. 1, 143 – 14, 754 ^. 1, 139) = 703, 5 ^. 16, 691 / 0, 266 = 44143, 3 млн м³.

V_г.ост = 44143, 3 млн м³.