Диссертация (1173029), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Аналитическая модель линейного притока газа к горизонтальнойскважине с многостадийным ГРП с учетом стимулированных трещинамиобъемов пласта, включающая упрощенный расчет кажущейся проницаемости,которая является обобщающей моделью для ситуаций, когда в отдаленныхучасткахпластасуществуетлинейноетечениевнаправлении,перпендикулярном или параллельном стволу горизонтальной скважины, а такжедля комбинаций интенсивностей этих течений в зависимости от конфигурацииГРП и особенностей дренирования пласта.
Модель также позволяет учитыватьвозможное изменение кажущейся проницаемости матрицы, обусловленное недарсиевским течением, при условии изменения пластового давления внизкопроницаемых и сланцевых толщах.4. Сравнительная оценка степени влияния различных факторов напродуктивность горизонтальной газовой скважины с многостадийным ГРП внизкопроницаемых и сланцевых толщах, полученная с использованиемразработанных моделей.Апробация результатов исследованияМатериалы диссертации докладывались и обсуждались на:1. Научном семинаре факультета разработки нефтяных и газовыхместорождений РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М.
Губкина (г. Москва, 2018г.)132. 70-ой Международной молодежной научной конференции «Нефть и газ2016» (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, г. Москва, 18-20 апреля2016 г.)3.Двенадцатойвсероссийскойконференциимолодыхученых,специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности» (газ,нефть, энергетика) (РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, г.
Москва, 2427 октября 2017 г.)4. Ⅳ международной научно-практической конференции и выставке«Мировые ресурсы и запасы газа и перспективные технологии их освоения»(WGRR-2017) (ООО «Газпром ВНИИГАЗ», г. Москва, 8-10 ноября 2017 г.)ПубликацииПо результатам выполненных научных исследований опубликовано 9работ, в том числе 6 статьей в ведущих научных рецензируемых изданиях,рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ и входящих в международныереферативные базы данных и системы цитирования.Структура и объем работыДиссертационная работа состоит из введения, шести глав, основныхвыводов и рекомендаций, списка литературы из 184 наименования. Общийобъем диссертации составляет 191 страницу.
Текст диссертации содержит 103рисунка и 32 таблицы.БлагодарностиАвторвыражаетискреннююблагодарностьсвоемунаучномуруководителю д.г.-м.н., проф. Якушеву В.С. за поддержку, ценные советы иконструктивные замечания, оказанные в период подготовки диссертационнойработы. Автор также хочет выразить огромную благодарность и уважениезаведующему кафедрой, д.т.н., проф. Ермолаеву А.И., к.т.н., доц. Хайдиной М.П.и всем сотрудникам кафедры разработки и эксплуатации газовых игазоконденсатных месторождений за помощь, ценные советы и предложения входе подготовки диссертационной работы к защите.14ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКИ НИЗКОПРОНИЦАЕМЫХ ГАЗОВЫХКОЛЛЕКТОРОВ И СЛАНЦЕВЫХ ГАЗОНОСНЫХ ТОЛЩ ИОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ФИЛЬТРАЦИИ ГАЗА В НИХ1.1 Низкопроницаемые газовые коллекторыНизкопроницаемым газовым коллектором является газосодержащий пластс матричной проницаемостью меньше 0,1 мД.
Иногда, он определяется как tightgas reservoir в соответствии с определением федеральной комиссии порегулированию в области энергетики (США) [10]. По всему миру расположеноболее 70 газоносных бассейнов с низкопроницаемыми коллекторами. Мировыересурсы газа низкопроницаемых коллекторов оцениваются до 210 трлн.м3.Газовыеместорожденияснизкопроницаемымиколлекторамивмирерасполагаются в Азиатско-Тихоокеанском регионе (в частности, России и Китае),Северной Америке, Латинской Америке и других регионах [11].
На рисунке 1.1представлено распределение ресурсов газа низкопроницаемых коллекторов вмире. Видно из рисунка 1.1 ресурсы газа низкопроницаемых коллекторов вАзиатско-Тихоокеанском регионе, Северной Америке и Латинской Америкесоставляют более 60% общих ресурсов газа низкопроницаемых коллекторов вмире.Рисунок 1.1-Распределение ресурсов газа низкопроницаемых коллекторов вмире [11]Начиная с конца 70-х годов 20 века в США активно ведут разведку,разработку низкопроницаемых газовых месторождений и добыча газа15низкопроницаемых коллекторов в США постоянно быстрыми темпами растет. Впоследние годы газ низкопроницаемых коллекторов играет важную роль дляэнергообеспечения в США. По данным EIA, в 2010 году объем добычи газанизкопроницаемых коллекторов в США (175,4 млрд. м3) составлял 1/3 общегообъема добычи газа.
По прогнозу EIA, к 2020 году добыча газанизкопроницаемых коллекторов в США может достигнуть до 260 млрд. м3 [2,3].Помимо США, разработку газа низкопроницаемых коллекторов уже началитакже в Канаде, Австралии, Мексике, Венесуэле, Аргентине, Индонезии, Китае,России, Египте, Саудовской Аравии и других странах. В частности, в Канадеимеются низкопроницаемые газовые коллекторы площадью 6400 км2 сгеологическими запасами 42,5 трлн.м3.
В 1976 году в Канаде была пробуренапервая промышленная скважина и впоследствии открыли низкопроницаемыегазовые месторождения Хоадли, Елмвортч, Молочная река и т.д. Извлекаемыезапасы лишь месторождений Хоадли и Елмвортч достигают до 649~678 млрд.м3[3].ВнастоящеевремявКанадепроизводитсяпромышленнаяширокомасштабная добыча газа низкопроницаемых коллекторов.В Китаедоказанные запасы газа низкопроницаемых коллекторов оцениваются в 3,3трлн.м3, что составляет 39% от общих доказанных запасов газа [3].
В 2013 годугодовой объем добычи газа низкопроницаемых коллекторов в Китае достиг 34млрд. м3 и примерно составлял 1/3 общего объема добычи газа. Пооптимистическому прогнозу, в 2030 году годовой объем добычи газанизкопроницаемых коллекторов в Китае возрастет до 120 млрд. м3 [2].Как правило, при разработке низкопроницаемых газовых месторожденийпромышленные дебиты возможно получить только с применением технологиигидроразрыва пласта, горизонтальных скважин или многоствольных скважин.Опыт разработки низкопроницаемых газовых месторождений в СШАподтвердилэффективностьприменениягоризонтальныхскважинсмногостадийным ГРП [ 12]. Для низкопроницаемых газовых месторождений,расположенных в провинции Сычуань, Китая, также отмечено, что посравнению с вертикальной скважиной, путем применения горизонтальной16скважины возможно увеличение дебита скважины в 20 раз и более, а в результатегидроразрыва пласта дебит горизонтальной скважины еще повышается в 10~20раз [13].Из вышеизложенного следует, что имеется большой потенциал добычигаза из низкопроницаемых коллекторов, однако одновременно, наблюдаетсянеобходимостьпримененияобусловливаетвысокиесложныхтехнологийэксплуатационныедобычизатратыдлягаза,чторазработкинизкопроницаемых газовых месторождений.
В связи с этим, важной задачей припроектированииразработкинизкопроницаемыхгазовыхместорожденийстановится обеспечение экономической эффективности проекта разработки, воснове которого лежит точное прогнозирование дебита скважины путеммоделирования разработки месторождения. Поэтому актуальной являетсяразработка модели притока газа к горизонтальной скважине с многостадийнымГРП в низкопроницаемых коллекторах.Основойдлянизкопроницаемыхразработкимоделиколлекторахпритокаслужитгазаанализкскважиневхарактеристикнизкопроницаемых газовых коллекторов.Низкопроницаемыегазовыеместорождениясложеныплотнымипесчаными коллекторами, глубина залегания которых колеблется от менее1500м до более 4500м [14].
Во многих случаях низкопроницаемый коллекторимеет аномально-высокое пластовое давление или аномально-низкое пластовоедавление [15]. Насыщенность коллектора связанной водой обычно достигает40%~50% [ 16 ] и при этом, во многих случаях начальная насыщенностьколлектора водой не превышает насыщенности коллектора связанной водой [17].Пористость в среднем составляет 4%~12%. В коллекторах поры в основномотносятся к вторичным и в большинстве случаев радиус поровых каналовменьше 0,5 мкм, радиус пор колеблется от 10-2 до 100 мкм. В связи с высокойпрочностью пород, в коллекторах (особенно в глубокозалегающих коллекторах)нередко образуются микротрещины в результате тектоногенеза, включаятектонические микротрещины, трещины спайности и трещины слоистости.17Трещины спайности обычно находятся в полевошпатовых зернах.
Ширинатрещин составляет 1~100 мкм, длина трещин составляет 10 -2~10 м [ 18 ]. Сувеличением содержания глинистого материала в плотных песчаниках(низкопроницаемых коллекторах), степень трещиноватости пород-коллекторовснижается. Трещины отмечаются чаще всего в мелкозернистых и маломощныхпропластках со сравнительной высокой пористостью. В пропластках толщинойболее 3 м, как правило, трещины не образуются [ 19 , 20 ]. Исследованиямиустановлено, что плотный песчаник состоит из терригенных обломочных зерен,глинистых минералов и аутигенных неглинистых минералов. В частности,терригенные обломочные зерна в основном состоят из кварца, полевого шпата идетрита.
К аутигенным неглинистым минералам относится пирит и др. [21]Низкопроницаемый коллектор содержит больше глинистых минералов чемтрадиционный коллектор [18], в том числе, хлорит, каолинит, иллит и др.Наличие глинистых минералов в большой степени снижает проницаемостьколлектора [18]. Более того, содержание минералов также влияет на хрупкостьгорных пород и соответственно, на технологическую эффективность проведенияГРП в низкопроницаемых коллекторах. Установлено, что кварц и карбонатявляются главными хрупкими минералами и увеличение содержания кварца икарбонатаспособствуетобразованиюсложнойсетитрещинвнизкопроницаемых коллекторах после проведения ГРП [ 22 ], а наличиеглинистых минералов в плотном песчанике снижает его хрупкость [23]. Такжеизвестно, что хрупкость положительно влияет на образование природныхтрещин в низкопроницаемых коллекторах: природные трещины имеются впропластках с относительно высокой хрупкостью, а в пропластках с низкойхрупкостью встречаются редко [24].
В таблице 1.1 обобщены характеристикиосновных известных в мире низкопроницаемых газовых месторождений [25].18Таблица 1.1-Характеристики основных низкопроницаемых газовыхместорожденийМесторождение Бланко Елмвортч ХоадлиСШАКанадаКанадаПлощадь (км2)34675000400097МолочнаярекаКанада17500Угол падения(⸰)Толщина (м)0~610,52<0,1<0,1<1122~274152~183853~128061~9123~4531Мощность (м)0~4961~91340,8~4889,13~155~10Пористость (%)4~14сред.9,50,3~108~128~1410~26сред. 148~128,50,01~1<1макс.2500,005~0,050,4~3630~5020~30макс.376~15макс.258~14макс.200,5~10макс.20025~404450~7548131841566~9346209Проницаемость(мД)Насыщенностьпластовойводой (%)Техническиеизвлекаемыересурсы (108м3)10~70сред.2948130,5~5000ИонаСША30~476543114ВаттенбергСШАСулигэКитай260037850Газ низкопроницаемых коллекторов состоит в основном из алканов (С1-С4)(96,23%~99,59%), в частности, 84,38%~96,04% метана.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
