Режимы газовых залежей

Под режимом газовой залежи (режимом работы пласта) понимается проявление доминирующей формы пластовой энергии, вызывающей движение газа в пласте и обуславливающей приток газа к скважинам в процессе разработки залежи.

Режим работы залежи зависит от:

ü геологического строения залежи;

ü гидрогеологических условий, протяженности водонапорной системы,

ü физических свойств газовых коллекторов;

ü темпа отбора газа из залежи;

ü методов поддержания Р_пл (газоконденсатные месторождения).

В практике разработки газовых месторождений различают:

ü газовый режим (режим расширяющегося газа);

ü водонапорный режим.

Водонапорный режим подразделяется в свою очередь на:

ü упругий водонапорный;

ü жесткий водонапорный.

При газовом режиме или режиме расширяющегося газа единственной силой, определяющей движение газа в пласте, является энергия давления газа. Этот режим проявляется в том случае, если отсутствуют пластовые воды или если они не продвигаются в газовую залежь при снижении давления в процессе разработки.

Объем порового пространства газовой залежи (газонасыщенный объем) во времени разработки практически не меняется ( = const). Водонапорный режим - это смешанный режим, так как приток газа к скважинам происходит как за счет энергии расширяющегося газа, так и за счет продвижения пластовых вод в пределы газовой залежи. В этом случае за счет внедрения пластовых вод в газовую залежь происходит уменьшение газонасыщенного объема ( ≠ const).

При отборе одних и тех же количеств газа из залежи Р_пл при водонапорном режиме всегда будет выше, чем при газовом. Жесткий водонапорный режим связан с наличием активных пластовых вод и характеризуется тем, что при эксплуатации залежи не только уменьшается объем газонасыщенной части пласта, но и полностью восстанавливается начальное пластовое давление - Р_пл. Но это встречается очень редко.

Упруговодонапорный режим имеет место, когда газовая залежь находится в замкнутом водонапорном бассейне, то есть у бассейна отсутствует внешняя естественная " подпитка". При этом режиме вода внедряется в разрабатываемую газовую залежь за счет расширения пород водоносных горизонтов и самой воды при падении давления в залежи и в водонапорном бассейне. Главным условием проявления обоих видов водонапорного режима (жесткого и упругого) является хорошая гидродинамическая связь газонасыщенной части пласта с водоносной частью.

Продвижение воды в газовую залежь и подъем вследствие этого газоводяного контакта (ГВК) может привести к обводнению эксплуатаци­онных скважин. Поэтому в эксплуатационных скважинах нижняя часть эффективной мощности пласта (обычно 10-30 м) не вскрывается бурением или не перфорируется. Согласно статистике газовые месторождения в начальный период эксплуатации разрабатываются преимущественно на газовом режиме. Проявление водонапорного режима обычно начинается после отбора из залежи 20-50% запасов газа.

В отличие от нефтяных залежей по газовым месторождениям коэффициент газоотдачи значительно выше. Теоретически КГО может быть равен единице. Практически он составляет обычно 0, 9 - 0, 95, так как часть газа оказывается " запечатанной" в результате подъема ГВК. Кроме того, газовое месторождение никогда не разрабатывается (из-за нерентабельности) до Р_пл = 1 кгс/см², и часть газа остается в пласте неизвлеченной.

На практике встречаются месторождения, у которых водонапорный режим проявляется с момента начала разработки, а ее завершение проходит при высоком давлении в пласте (но газа уже нет, есть водоносные отложения с высоким пластовым давлением). До начала разработки газового месторождения можно только предполагать возможность проявления того или иного режима. Характер режима устанавливается по данным контроля за разработкой месторождения. Контроль за продвижением в залежь воды и обводнением скважин проводится различными способами, но, в основном, с помощью методов промысловой геофизики.

Режим работы газовой залежи определяют графическим построением зависимости средневзвешенного пластового давления газовой залежи Р_пл/z от суммарного отбора газа Q_доб(t) (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Зависимость пластового давления от отбора газа:

1-жесткий водонапорный режим; 2, 2а, 3 и 5 - разновидности водонапорного режима; 4 - газовый режим.

Коэффициент z существенно влияет на достоверность определения режима работы. Если z не учитывать, то можно получить ложное представление о водонапорном режиме, когда фактически имеется чисто газовый режим. Это видно на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Влияние коэффициента сверхсжимаемости на зависимость давления в залежи от отбора газа. 1 – Зависимость P/z от Q, 2 – зависимость P от Q.