Введение к работе
Актуальность темы. Одним из наиболее перспективных регионов СССР, способным,обеспечить устойчивый рост добычи нефти, газа и конденсата, является Прикаспийская впадина, в пределах которой создается крупный нефтегазодобывающий комплекс страны. В результате проведенных здесь геологоразведочных работ в подсолевнх отложениях были открыты уникальные месторождения углеводородного (УВ) сырья: Астраханское, Тенгизское, Карачаганакское/ їїанажольское. Эти открытия подтвердили региональную промышленную нефтегазоносность подсолевых палеозойских отложений Прикаспийской впадины.
Для подсолевых месторождений Прикаспия характерны сложные геолого-гесфкзические условия, исключающие возможность незамедлительного применения отработанных технологий нефтегазодобычи Экстремальные термобарические параметры и околокритическое состояние флюидальных систем, большие этажи продуктивности (сотни метров ), сложные по типу коллектора,наличие в продукции больших количеств (до 50%) COg и Hg ОСЛОЖі няіот проблему выбора и применения адекватных пластовым условиям систем разработки.
Просчеты проектирования здесь могут иметь крайне негативные последствия как в плане полноты извлечения жидких УВ, так и в экологическом отношении. Поэтому надежность информа-ідаонной основы проектирования приобретает особую значимость. Прежде всего это относится к определению термодинамических характеристик и состава пластовых газожидкостных систем, которые существенно отличаются от всех известных ранее.
Особенность флюидальных систем, выражающаяся в высоком газосодержании, в том числе и неуглеводородных компонентов, создает затруднения уже в подсчете геологических запасов, поскольку исключает возможность пользования стандартными корреляциями для определения подсчетных параметров.
Круг задач, охваченных темой диссертации, порожден непосредственно практическими проблемами, прогнозирования состояния и свойств флюидальных систем на больших глубинах, подсчета балансовых запасов жидких и газообразных УВ с сопутст-
вувдиыи компонентами, выбора адекватных технологий разработки и технико-экономического обоснования коэффициентов извлечения. В силу уникальности пластових систем для их исследования было необходимо разработать новые лабораторные технологии оценки фазового состояния и параметров фаз.
Цель работы: Экспериментально изучить газожидкостные системы подсолевых залежей Прикаспия для подсчета запасов и оптимизации разработки с целью максимального использования ресурсов.
Основные задачи исследований. Основными задачами исследований соискателя по теме диссертации являются:
создание средств приборного, методического и метрологического обеспечения для исследования аномальных пластовых газожидкостных систем с высоким содержанием COg и HgS ;
исследование фазового состояния и измерение параметров натуральных флюидов, необходимых для подсчета запасов;
-. прогноз состояния углеводородных
флюидальных систем на больших глубинах (5-7 км);
исследование характеристик смесей, образующихся в пласте при применении газовой технологии разработки, с целью оценки коэффициентов извлечения жидких УВ;
разработка рекомендаїдай, направленных на соверщенст-вование процедуры подсчета геологических и оценки извлекаемых запасов жидких УВ по подсояевым объектам Прикаспийского региона.
Методика исследований. Эксперименты проведены на импортных установках РУТ в антикоррозионном исполнении: МИНИ-ЕУТ и "Альстом-Атлантик". В связи с отсутствием должного методического обеспечения работ на этих установках со средами, содержащими большое количество агрессивных и токсичных компонентов, были разработаны соответствующие правила и регламенты. При этом использовались рекомендации, представленные в следующих официальных руководствах': "Инструкция по комплексному исследованию газовых и газоконденсатных пластов и скважин" под редакцией Г.А.Зотова, З.С.Алиева, ВНИИГаз, М.,1980, "Методика исследования пластовой нефти с помощью жидкометаллического сплава" РД-39-9-І084-84 под редакцией В.Н.Мамуна,ВНИИ,М.,1984,
"Инструкция по определению комплекса физико-химических параметров пластовых нефтей с помощью установки "УПН-БашНИПИ-нефть", Уфа, 1980.
Научная новизна» В рамках выполненных исследований
по теме диссертации можно указать на следующие элементы новизны :
Разработано методическое обеспечение применительно к исследованию газожидкостных систем с высоким содержанием Н2^ и СО^ на установках "Альстом-Атлантик" при давлениях до ІИ0 МПа и температурах до + 180С.
Выявлены эмпирические зависимости потенциального содержания конденсата,коэффициента сверхсжимаемости пластового газа,давления начала конденсации от глубины для месторождения Карачаганак. Определены коэффициенты извлечения конденсата
в зависимости от потенциального содержания С^+ в пластовом газе.
Определены закономерности изменения изотерм конденсации и коэффициентов извлечения конденсата при разбавлении натурных пластовых систем газом сепарации, а также СО^ и /Vo (имитации сайклинг-процесса). Отмечена возможность резкого повышения давления начата конденсации при добавке к системе азота.. Однако, во всех рассмотренных случаях общий эффект от сайклинг-процесса оставался положительным.
Установлено, что при разгазировании легких нефтей вместе с "попутным газом" выносится значительное количество (до 15%) жидких компонент, что необходимо учитывать при подсчёте запасов и оценке нефтеотдачи пластов,истощаемых при режиме раствореі-ного газа.
Предложена формула для подсчёта запасов на компонентном уровне,основанная на экспериментальном определении распределения плотности и состава флюида по вертикали.
- б -
Защищаемые положения. I. Отработанная технология подготовки представительных проб газожидкостных смесей и исследования их на РУГ-установках типа "Альегоы-Атлантик" и МИНИ-РУТ, обеспечивают достаточно надежную индентификацию пластовых систем, содержащих значительное количество СО^ и Hg к. Общие закономерности изменения состава и свойств пластовых флюидов по глубине, на основании чего выполнен прогноз фазового состояния и параметров флюидов на глубинах 5-7 см в северной прибортовой зоне Брикаспия.
3. Экспериментальные данные, свидетельствующие о том,
что при разбавлении натуральной газоконденсатной системы соб
ственным газоы сепарации снижается давление точки росы и про
исходит уплощение кривой изотермы конденсации,что способст
вует увеличению коэффициента извлечения жидких УВ. Допусти
мо использование неуглеводородных вытесняющих агентов (СО^,
), хотя при этом возможно повышение давления точки росы. Предпочтительно использование углекислоты.
-
Экспериментальные данные о- выносе жидких УВ в газовой фазе, выделяющейся при разгазировании летучих нефтей,который может достичь ISfo от исходной массы С^+ в пластовой нефти. Игнорирование этого обстоятельства ведет к' существенным ошибкам при подсчете балансовых запасов нефти и оценке нефтеотдачи применительно к режиму растворенного газа.
-
Альтернативная схема объемного метода подсчета геологических запасов жидких УВ на компонентной основе, в которой учитывается реальное распределение по вертикали плотности и состава пластовых флюидов.
Практическая значимость и реализация результатов исследований. Все направления экспериментальных исследований по теме диссертации были продиктованы производственными потребностями геологических объединений "Уральскнефтегазгеология" и "Актюбнефтегвзгеология".
Результаты исследования флюидальных систем нефтяных и
газоконденсатних месторождений Шанажол, Урихтау, Карачаганак) использованы при подсчете балансовых и извлекаемых запасов жидких УВ и защите их в ГКЗ СССР.
В частности, при подсчете запасов конденсата по место-
„ использовано его
рождению Карачаганак, полученное автором распределение потенциального содержания по разрезу продуктивной толщи
П = -547,9 + 0,253.Н , где Н - абсолютная отметка, м
При дифференцированной оценке плотности запасов газа по интервалам продуктивного разреза месторождения реализована эмпирическая зависимость сверхсжимаемости пластового газа от пластового давления
Z = 0,0141 Рш + 0,3941
Поскольку определенные экспериментально коэффициенты извлечения конденсата по газоконденсатним объектам месторождения Карачаганак оказались слишком низкими (0,29-0,41), для его разработки предусматривается применение сайклинг-процее-са (обратная закачка газа сепарации). В соответствии с этим при составлении ТЭО извлекаемых запасов были использованы данные термодинамических исследований разбавленных газоконденсатних смесей, дающие возможность прогнозировать объемы добычи жидких углеводородов С+ на всех этапах разработки.
Апробация работы. Экспериментальные данные, полученные автором, использованы в отчетах по подсчету запасов жидких и газообразных УВ по месторождениям Карачаганак (1985г, 1988г), Жанажол (198бг), Урихтау (1988г) и успешно прошли экспертизу в ГКЗ СССР.
Основные результаты исследований доложены на Всесоюзных научно-технических конференциях молодых ученых и; специалистов (Москва, 1987,1988) и изложены в 3 опубликованных работах, а также в научно-тематических отчетах КазНИГРИ, ВНИГНИ и НВ НИИГГ.
Фактический материал. В основу работы положены материалы исследований, проведенных автором с 1985 по І99Ігг в КазНИГРИ. Дополнительно для сопоставления были привлечены экспериментальные данные, полученные специалистами ВНИИГаза ' и НВ НИИГГ (г.Саратов).
Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, изложенных на./44 листах машинописного текста и иллюстрирована І& рисунками и 26 таблицами. Библиография включает кЬ наименований.
Работа выполнена под научным руководством доктора технических наук В.Н.Мартоса, которому автор выражает самую искреннюю признательность. Автор выражает глубокую благодарность кандидату химических наук К.К.Дюсенгалиеву, кандидатам геолого-минералогических наук С.У.Утегалиеву, В.П.Поплевину, А.И.Шаховому, Г.П.Былинкину и кандидату технических наук И.Ш.Кувандыкову за советы и доброжелательную критику,' а также, кто способствовал работе автора над настоящей диссертацией.
