Збільшення коефіцієнта газо вилучення
Більшість родовищ природних газів пов’язана із пластовими водонапірними системами і розробляється в умовах прояву водонапірного режиму. За промисловими даними, коефіцієнт кінцевого газовилучення родовищ в умовах водонапірного режиму є порівняно невисоким (70-85%), що пов’язано з мікрозащемленням газу водою в неоднорідному пористому середовищі, макрозащемленням газу в окремих ділянках пласта з прчатуковою газонасиченістю, які вода обійшла, та обводненням свердловин. Згідно з фізичною суттю процесів розробки родовищ природних газів в умовах водонапірного режиму для отримання високих значень коефіцієнта газовилучення потрібно сповільнити надходження води в родовище та забезпечити рівномірне просування контуру газоносності. Для цього слід відповідним чином розмістити видобувні свердловини по площі газоносності, вибрати певні інтервали розкриття в них газоносних пластів, черговість введення свердловин в експлуатацію і технологічні режими роботи. У зв’язку з тим, що на стадії підготовки проектних документів щодо розробки родовища відсутня достовірна інформація про його геологічну будову і не завжди дотримуються проектних рішень, у реальних умовах переважно відбувається нерівномірне переміщення пластових вод по площі газоносності та продуктивному розрізу. Тому в процесі відбору газу застосовують додаткові заходи з регулювання процесу обводнення родовищ.
Відомі методи боротьби з обводненням пластів і свердловин, що ґрунтуються на перехопленні за контурної води за допомогою спеціальних розвантажувальних свердловин, пробурених на початковому контурів газоносності, на створенні вздовж периметра газового родовища чи на окремих ділянках всередині родовища непроникних екранів для води, на ізоляції у свердловинах обводнених пластів та перерозподілі відбору газу зі свердловин, розташованих у різних частинах родовища. Ці методи економічно не вигідні і не забезпечують регулювання просування контуру газоносності.
Нова технологія збільшення газовилучення з родовищ в умовах водонапірного режиму розроблена ІФНТУНГ за результатами досліджень на лабораторних моделях незцементованих і штучно зцементованих пластів. Під час дослідів створювалась насиченість пористого середовища зв’язаною водою і здійснювалося витіснення газу водою за постійного тиску чи в умовах зниження тиску у певному темпі. Після появи води на виході моделі визначали коефіцієнти витіснення газу водою, залишкової газонасиченості і вимірювали фазову проникність для води. Потім тиск у моделі плавно знижували на певну величину. На кожному ступені зниження тиску модель досить довго промивали водою (до припинення винесення пухирців газу) та визначали значення наведених вище величин. У ході інших експериментів досліджувалося безперервне зниження тиску в обводненій моделі пласта з різними темпами. Для оцінки можливого видобутку макрозащемленого газу із зон пласта з початковою газонасиченістю з використанням обводнених свердловин досліджувався рух вільного газу в обводненій моделі пласта із защемленим газом.
Згідно із результатами досліджень у початковий період зниження тиску в обводнених моделях пласта защемлений газ в основному розширюється, залишаючись майже нерухомим. Після зниження тиску в моделі пласта на 23-37% порівняно з тиском обводнення насиченість пористого середовища нерухомим газом досягає критичного значення (34-35%), а з моделі вилучається не більше 5% защемленого газу. Під час подальшого зниження тиску весь защемлений газ, що розширюється, стає рухомим і може бути вилучений із обводненого пористого середовища. Защемлення газу водою в пористому середовищі, його розширення та подальший рух призводить до істотного зниження фазової проникності для води – від 24 до 100 разів і більше. Результати досліджень показують, що вільний газ практично без втрат проходить через обводнене пористе середовище із защемленим газом, а в деяких випадках навіть захоплює частину раніше защемленого газу.
Наведені особливості поведінки защемленого газу в обводнених пластах під час зниження тиску і руху вільного газу через обводнене пористе середовище із защемленим газом використано для створення нових технологій видобування газу та конденсату з родовищ природних газів в умовах водонапірного режиму. Згідно із запропонованою технологією активного впливу на водонапірний режим для регулювання просування в родовище пластових вод пропонується використовувати защемлений га, створивши відповідні умови для його розширення і руху. Для цього необхідно знизити тиск в обводнених об’ємах пласта порівняно з тиском защемлення газу водою, що досягається експлуатацією обводнених свердловин, розташованих на водонебезпечних напрямах. Навколо кожної обводненої свердловини під час відбору з неї газу з водою створюється зона пониженого тиску. Це призводить до розширення защемленого газу і відповідно до зниження фазової проникності пористого середовища для води. В результаті сповільнюється просування пластових вод у зоні розташування свердловин, що сприяє вирівнюванню контура газоносності. З обводненої зони одночасно видобувається частина мікро защемленого газу як за рахунок відбору його разом із водою з обводнених видобувних свердловин, так і за умови надходження в газонасичену частину пласта. Відбувається повніше вироблення газонасичених пропластків у продуктивному розрізі обводнених свердловин і попереджається передчасне обводнення сусідніх видобувних свердловин. Під час зниження тиску в зоні розташування обводнених свердловин залучається також у розробку макрозащемлений газ із ділянок пласта, що вода обійшла, за рахунок створення перепаду тиску між цими ділянками і зоною відбору газу з водою.
Складовими елементами запропонованої технології розробки родовищ природних газів шляхом активного впливу на водонапірний режим є операції за принципом «навпаки» порівняно з відомою технологією, що в основному орієнтована на проведення водоізоляційних робіт і ліквідацію обводнених свердловин після припинення природного фонтанування. Тоді негативний прояв водонапірного режиму – защемлення газу водою – використовують для регулювання просування в родовище пластових вод. Наведений спосіб видобування газу в умовах водонапірного режиму захищений авторським свідоцтвом на винахід [9]. Аналогічний спосіб, що охоплює значно вужчий діапазон, запатентовано