Диссертация (1173029), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

В соответствии с этимиданными, при допущении того, что давление забрасывания не меньше 0,5 МПа,и сланцевый газ полностью состоит из метана можно примерно определить, чточисло Кнудсена для течения газа в пласте-коллекторе сланцевого газа находитсяв диапазоне между 0,003 и 6,8, т.е. в основном возникает континуальный режимс граничными условиями проскальзывания и переходный режим. В связи с тем,что в целом радиус пор и поровых каналов низкопроницаемых коллекторовбольше радиуса пор и поровых каналов пород-коллекторов сланцевого газа, внизкопроницаемых коллекторах эффект не-дарсиевского течения являетсяменее значимым чем в коллекторах сланцевого газа.

Экспериментально32показано, что возникает не-дарсиевское течение газа в низкопроницаемыхколлекторах только когда пластовое давление ниже 1МПа [79].К настоящему времени разработаны выражения для коэффициентакоррекции, описывающего отклонение не-дарсиевского течения газа вкапилляре от континуального течения (течения, соответствующего закону Дарси)(далее кратко называемого коэффициентом коррекции) для различных режимов.В таблице 1.5 показаны выражения коэффициента коррекции для различныхрежимов. Здесь надо отметить, что для описания не-дарсиевского течения,которое нельзя представить с помощью уравнения Дарси (v=-k/µ×dp/dl), вкотором проницаемость пористой среды является константой, был введен такойэлемент,каккажущаясяпроницаемость,котораяпредставляетсобойсовокупность разных параметров в уравнении фильтрации для пористой средыкроме элемента градиента давления (dp/dl) и элемента вязкости (µ) (т.е.произведение коэффициента коррекции и абсолютной проницаемости). Послевведения кажущейся проницаемости формула фильтрации принимает формууравнения Дарси, что позволяет включить эффект не-дарсиевского течения визвестные модели притока газа к скважине в пласте.Таблица 1.5-Выражения коэффициента коррекции для различных режимовРежимтеченияВыражениекоэффициентакоррекцииКонтинуальныйрежим сграничнымиусловиямипроскальзывания [80]f ki  1  4 K nПереходный режим [81]Свободномолекулярный режим[82]12816 8RzT f ki 2153ri  M p4Kn tg 1  4 K n0,4  K n ] 1  1  Kn В таблице ri—радиус капилляра, м, fki—коэффициент коррекции,f ki  [1 описывающий отклонение не-дарсиевского течения газа в капилляре отконтинуального течения.33Следует отметить, что представленная формула для переходного режима втаблице 1.5 применима для всех режимов течения газа.Наряду с этим, как указано выше, в низкопроницаемых коллекторах исланцевых толщах с низким модулем Юнга, деформация пород-коллекторов спадением пластового давления может оказывать значительное влияние напористостьипроницаемостьпород-коллекторовпоэтомунапроцессфильтрации газа в таких коллекторах влияет и деформация пород-коллекторов идля описания фильтрации газа в таких коллекторах необходимо учитыватьизменение пористости и проницаемости при условии изменения пластовогодавления.

Более того, в сланцевых толщах на процесс фильтрации газа влияетпроцесс десорбции в связи с тем, что высвобождение слоя адсорбированногогаза при десорбции со снижением пластового давления приводит к увеличениюпоровогопространства,исоответственно,увеличениюпористостиипроницаемости пород-коллекторов, что также вызывает необходимостьвключения изменения пористости и проницаемости при условии измененияпластового давления при описании фильтрации газа в сланцевых толщах.Многимиисследованиямиподтвержденывлияниене-дарсиевскоготечения на дебит скважины и соответственно, необходимость включенияизменениякажущейсяпроницаемостиматрицы,обусловленногоне-дарсиевским течением, при условии изменения пластового давления длямоделирования разработки газоносных сланцевых толщ [83-85].

Отмечено, чтодаже для случая, когда в пласте имеется сеть природных трещин, такженеобходимоучитыватьне-дарсиевскоетечениегазавматрицедлямоделирования фильтрации газа в сланцевых толщах [85]. Более того,установлено, что несмотря на то, что эффект сужения пор действительнооказывает отрицательное влияние на кажущуюся проницаемость сланцевойматрицы, в связи с тем, что эффект сужения пор одновременно также вызываетуменьшение порового пространства сланцевой матрицы и соответственно,оказывает положительное влияние на вытеснение свободного газа из пор, он неоказывает влияние на дебит скважины в газоносных сланцевых толщах [85].34Всвязиснизкойвсем протяжении разработкипроницаемостью,низкопроницаемыхустановлено,исланцевыхчтонагазовыхместорождений доминирует неустановившийся режим фильтрации [ 86 , 87 ].Такжеотмечено,чтовотличиеоттрадиционныхколлекторов,внизкопроницаемых коллекторах и сланцевых толщах линейный режим течениягаза продолжается несколько лет при наличии в пласте трещин ГРП [87, 88].Как указано выше, чтобы получить промышленные притоки газа, дляразработки низкопроницаемых и сланцевых газовых месторождений широкоприменяют скважины с горизонтальным участком ствола и многостадийнымГРП.

Еще в 1947 г. в России пробурили первые горизонтальные скважины наИшимбайском месторождении в Башкирии под руководством А.М. Григоряна иВ.А. Брагина [89], и в том же году первый в мире ГРП был произведен компаниейHalliburton в США [90]. Позже проводились ГРП и в СССР, и значительныйвклад в исследование теоретической основы ГРП и развитие ГРП в мире внеслиученые Христианович С.А., Желтов Ю.П., Perkins T.K., Kern L.R., EconomidesM.J. и др. [91] В последние десятилетия технологии горизонтального бурения иГРП развиваются быстрыми темпами.

К настоящему моменту для эффективнойразработки низкопроницаемых и сланцевых толщ предложена технологияобъемного ГРП. Отличие технологии объемного ГРП от традиционнойтехнологии ГРП в основном заключено в следующем: перфорационныеотверстия сформированы группами (кластерами) и для гидроразрыва пластаобычно используются расклинивающие материалы с малым размером зерен ижидкость разрыва с малой вязкостью [92]. После проведения объемного ГРП, всвязи с тем, что открываются имеющиеся природные трещины, соединяютсяимеющиеся природные трещины с трещинами ГРП [93] или образуются новыемикротрещины и разветвленно образуются трещины ГРП [ 94 ], в пластесоздается сложная сеть трещин вокруг каждой трещины ГРП и в результатефильтрационно-емкостные свойства части пласта рядом с трещинами ГРПулучшаются [95] (т.е.

создаются стимулированные трещинами объемы пласта).Как представлено на рисунке 1.3, наличие стимулированных трещинами35объемов пласта в низкопроницаемых коллекторах и сланцевых толщахустановлено изображениями трещин полученными путем микросейсмическогокартирования [95, 96 ]. Также указано, что в одном блоке газосланцевогоместорождения Барнетт в районе горизонтальной скважины с многостадийнымГРП создается 3,398×106~5,38×107м3 стимулированного трещинами объемапласта и накопленная добыча газа положительно зависит от стимулированныхтрещинами объемов пласта [97]. Здесь стоит отметить, что в основе успешногоосуществления объемного ГРП лежат наличие природных трещин в пласте ивысокая хрупкость пород-коллекторов [ 98 ].

В связи с этим, в практике дляразработки низкопроницаемых и сланцевых газовых месторождений применяюти традиционную технологию ГРП и технологию объемного ГРП в зависимостиот петрофизических и геомеханических характеристик пород-коллекторов. Вобоих случаях одновременное наличие горизонтального участка скважины итрещин ГРП в пласте осложняет моделирование фильтрации газа, а наличиестимулированных трещинами объемов пласта в последнем случае дальшеосложняет моделирование фильтрации газа.Еще следует отметить, что в связи со сравнительно маленьким дебитом ивысоким перепадом давления, допущение того, что ствол горизонтальнойскважины имеет бесконечную проводимость является целесообразным длянизкопроницаемых и сланцевых газовых месторождений [99].36Рисунок 1.3-Изображения трещин, полученные путем микросейсмическогокартирования в низкопроницаемом коллекторе (слева) и в сланцевых толщах(справа и внизу)Из вышеизложенного следует, что по сравнению с традиционнымигазовыми месторождениями моделирование разработки низкопроницаемых исланцевых газовых месторождений является более сложным в связи с недарсиевским течением, эффектом сужения пор и влиянием десорбции нафильтрацию газа и одновременным наличием горизонтального ствола скважиныи трещин ГРП и возможным наличием стимулированных трещинами объемовпласта.

Поэтому разработка модели притока газа к скважине с учетомвышеуказанных особенностей фильтрации газа и сложности конфигурации зоныдренирования скважины в низкопроницаемых коллекторах и сланцевых толщахявляется актуальной.1.4 Выводы к главе 11. Рассмотрены характеристики низкопроницаемых газовых коллекторов исланцевых газоносных толщ. Низкопроницаемые коллекторы и сланцевыетолщи характеризуются низкой пористостью и низкой проницаемостью. В нихнередко образованы природные трещины и на пористость и проницаемость37пласта может оказывать влияние деформация пород-коллекторов.

Более того, вотличие от традиционных коллекторов, в сланцевых толщах к основным формамприсутствия природного газа относятся свободная и адсорбированная.2. Рассмотрена сложность конфигурации зоны дренирования скважины внизкопроницаемых и сланцевых толщах. Для эффективной разработкинизкопроницаемых и сланцевых толщ широко применяют технологиигоризонтального бурения и многостадийного ГРП. К настоящему моменту дляколлекторов, обладающих высокой хрупкостью также предложена технологияобъемногоГРП,стимулированныепослепроведениятрещинамиобъемыкоторогопласта.впластеОдновременноесоздаютсяналичиегоризонтального участка скважины и трещин ГРП и возможное наличиестимулированных трещинами объемов пласта осложняют моделированиефильтрации газа.3. Рассмотрены особенности фильтрации газа в низкопроницаемых и сланцевыхтолщах.

Характеристики

Список файлов диссертации