К оглавлению журнала

  

МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ КАРТЫ ОСТАТОЧНЫХ ОБЪЕМОВ ГАЗА

А.Н. Аввакумов, С.А. Демидова (ОАО "СевКавНИПИгаз"), Б.Г. Вобликов (ДЗАО "Ставропольнефтегаз-ГПЭ")

В существующей практике разведки газовых и газоконденсатных месторождений весьма мало внимания уделяется оценке остаточных запасов газа и особенно анализу их пространственного размещения. Инструкция по применению классификации запасов месторождений, перспективных и прогнозных ресурсов нефти и горючих газов [3] и Инструкция о содержании, оформлении и порядке представления в ГКЗ СССР материалов по подсчету запасов нефти и горючих газов [2] не упоминают об остаточных и извлекаемых запасах газа (в отличие от запасов нефти). В соответствии с указанными Инструкциями в "Государственном балансе запасов полезных ископаемых Российской Федерации. Горючие газы" отражаются лишь балансовые и текущие запасы газа.

По общепринятой на данный момент методике текущие балансовые запасы газа определяются как разница между балансовыми запасами и отбором газа из залежи.

Практика разработки газовых и газоконденсатных месторождений показывает, что коэффициенты извлечения газа законченных разработкой залежей колеблются от 0,5 до 0,9 в зависимости от режима работы залежи, ее размеров, технологических условий разработки и ряда других причин. Стопроцентного извлечения балансовых запасов газа не происходит. Разницу в 10-50 % рассматривают как пластовые потери. Последние могут слагаться из газа в свободной фазе, который не может быть извлечен из залежи по ряду причин. Во-первых, по техническим причинам: ограничение рабочим давлением в газопроводе, давление на приеме компрессорной станции, блокирование призабойной зоны конденсационной жидкостью (конденсат, конденсационная вода), которая не может быть удалена из скважин, и т.п. Во-вторых – это газ в порово-защемленном состоянии в зонах обводнения. В-третьих, нельзя исключать и наличия "целиков" свободного газа, который не извлечен существующей сетью эксплуатационных скважин.

На количественную оценку остаточных запасов газа большое влияние оказывает точность подсчета начальных балансовых запасов газа.

На стадии разведки и опытно-промышленной эксплуатации (ОПЭ) подсчет запасов газа проводится объемным методом, а при возможности по данным ОПЭ методом материального баланса. При этом начальные запасы газа промышленных категорий оцениваются с точностью от 30-40 % (категория C1) до 20-25 % (категория В) и 5-10 % (категория А) [1, 4].

Отборы газа из скважин и залежи в целом контролируются инструментально, обычно с точностью до 1 %. Таким образом, все ошибки подсчета начальных запасов газа после завершения разработки залежи фактически переносятся на величину остаточных запасов газа. Процент ошибки, естественно, может быть снижен в результате переоценки запасов газа в процессе эксплуатационного разбуривания месторождения за счет увеличения объема и качества информации. По материалам разработки может быть повышена категорийность запасов и тем самым – точность оценки запасов. Инструкция ГКЗ СССР требует повышения категорийности запасов газа в процессе доразведки и разработки залежей. Однако на практике категорийность запасов редко доводится до категории В. Наглядным примером служат крупные газовые и газоконденсатные месторождения Краснодарского края, где запасы газа оценены по категории С1, реже – В.

Рассмотрим влияние ошибки подсчета начальных запасов газа на величину остаточных запасов на примере Староминского месторождения, находящегося на завершающей стадии разработки.

Начальные уточненные запасы газа (объемным методом и методом падения давления) оценены в 27,5 млрд м3 по категории В. Таким образом, начальные запасы газа с учетом точности для категории В (±20 %) могут колебаться от 22 до 33 млрд м3.

К настоящему времени из залежи отобрано 21,8 млрд м3 газа. Остаточные запасы газа могут составить от 0,2 до 11,2 млрд м3, или в среднем 5,7 млрд м3. Достигнутый коэффициент газоотдачи колеблется от 0,99 до 0,66, в среднем 0,79. При таких колебаниях коэффициента газоотдачи оценить степень выработанности месторождения, величину пластовых потерь газа, объем возможных "целиков" газа и их пространственное размещение весьма затруднительно.

Отсюда весьма актуален вопрос об анализе характера пространственного размещения остаточных объемов газа. Авторами предлагается способ решения этой задачи путем построения карт остаточных запасов в изолиниях.

Рассмотрим предлагаемую методику на примере гипотетической залежи (рис. 1).

Залежь приурочена к складке размером 7x3 км и высотой 200 м. Коллектором является песчаный пласт толщиной более 200 м. Залежь находится в резервуаре массивного типа. Пористость пласта изменяется по площади от 0,10 до 0,18 %. Пластовое давление 9,8 МПа. Пластовая температура 80 °С, поправка на сверхсжимаемость газа 0,91.

Для построения карты остаточных запасов в изолиниях в первую очередь необходимо построить карту начальных запасов газа в изолиниях.

Начальные запасы газа Q0 (млн м3) определяются объемным методом по известной формуле:

Q0 = S h kп kг P f a,

где S– площадь газоносности, км2; h – средневзвешенная величина эффективной газонасыщенной толщины, м; kn, kr – коэффициенты соответственно пористости и газонасыщенности; Р– начальное пластовое давление, МПа; f– поправка на температуру; a – поправка на сверхсжимаемость газа, для приведения объема газа к стандартным условиям.

Для определения средних значений параметров строятся карты: эффективных газонасыщенных толщин, пористости, газонасыщенности (см. рис. 1).

Для построения карты начальных запасов газа в изолиниях площадь газоносности разделяется на квадраты площадью 1 км2 каждый (рис. 2,А). В центре каждого квадрата подсчетные параметры определяются по картам изопахит, пористости и газонасыщенности путем экстраполяции. Значения Р, a и f постоянны для всей залежи.

По формуле h kп kr P f a рассчитываются "линейные" запасы газа, измеряемые в метрах в центре каждого квадрата. Далее путем экстраполяции этих значений строится карта начальных запасов газа в изолиниях (см. рис. 2,А). Обсчет этой карты дает величину начальных запасов газа, как по всей залежи, так и по любому конкретному участку.

Поскольку все расчеты "линейных" запасов газа проводились для элементарных участков площадью 1 км2, то, умножив "линейные" запасы газа на 1 км2, получаем запасы газа для каждого элементарного объема в метрах кубических по формуле

q1 = S kп kг P f a.

Зная объемные запасы газа в каждом элементарном объеме, можно определить остаточные (или текущие) запасы газа в этом объеме путем вычитания отбора газа по скважинам, находящимся в этом квадрате. Поскольку на первом этапе расчета мы условно допускаем, что отбор газа из скважин, находящихся в одном квадрате, происходит лишь из объема запасов этого квадрата площадью 1 км2, то величины остаточных запасов и отборов газа могут рассматриваться и как объемные (м3), и как линейные (м), графически отнесенные к середине квадрата.

По линейным значениям остаточных запасов газа путем интерполяции можно построить карту остаточных запасов газа в изолиниях (см. рис. 2,В). Обсчитывая эту карту, можно определить остаточные запасы газа как в целом по залежи, так и на отдельном участке.

В таблице приведены результаты расчетов начальных и остаточных запасов газа рассматриваемой гипотетической залежи как объемным методом, так и по картам запасов газа в изолиниях.

Как следует из таблицы, величины начальных, остаточных запасов газа и отборов газа, определенные разными методами, довольно близки друг другу, что свидетельствует о достоверности расчетов.

По карте остаточных запасов газа можно построить карту изобар путем пересчета текущих пластовых давлений, допуская пропорциональное снижение отборов газа и пластового давления, т.е. при газовом режиме (рис. 3).

Сопоставляя карты изобар, полученные расчетным путем и фактическую, т.е. по данным реально разрабатываемой залежи, можно оценить достоверность построенной карты. При расхождении расчетных и фактических давлений карта остаточных запасов газа корректируется путем объединения двух и более квадратов с соответствующими им величинами запасов и отборов.

Таким образом, предложенный способ построения карт начальных и остаточных (или текущих) запасов газа, который можно назвать методикой сетевого моделирования начальных и текущих запасов газа, позволяет моделировать динамику объемов газа в процессе разработки с адресным указанием, откуда и сколько отобрано, где и сколько осталось, и оценить полноту дренирования залежи в целом или в любой ее части.

Подробный анализ динамики баланса газа по залежи можно осуществлять на любом этапе ее разработки. После проведения ОПЭ можно решить вопрос о степени дренирования залежи скважинами, участвующими в ОПЭ, что позволит уточнить систему расположения скважин при подготовке проекта разработки, определить необходимость целенаправленной доразведки залежи в том или ином направлении путем бурения эксплуатационных или разведочных скважин.

К примеру, карта начальных запасов газа позволит при проектировании ориентировать систему размещения скважин не по площадному принципу, а пропорционально начальным запасам газа в отдельных зонах.

В процессе разработки залежи можно уточнить также равномерность и полноту отбора газа из всего объема залежи или ее участка, принять целенаправленное изменение фильтров эксплуатационных скважин в определенных подобным анализом местах.

Литература

  1. Вопросы разведки нефтяных и газовых месторождений и методика обоснования объемов бурения и исследований // Рекомендации семинара, состоявшегося в Пятигорске 18- 20 ноября 1965 г. Ставропольское правление НТО нефтяной и газовой промышленности, НТО ВНИИ, СКНИЛ ВНИИгаза, СФ ГрозНИИ. – Ставрополь, 1966.
  2. Инструкция о содержании, оформлении и порядке представления в Государственную комиссию по запасам полезных ископаемых при Совете Министров СССР (ГКЗ СССР) материалов по подсчету за пасов нефти и горючих газов (ГКЗ СССР). - М., 1984.
  3. Инструкция по применению классификации запасов месторождений, перспективных и прогнозных ресурсов нефти и горючих газов. Государственная комиссия по зпасам полезных ископаемых при Совете Министров СССР (ГКЗ СССР). - М., 1984.
  4. Фролов Н.Е., Баркалая О.Г. Методика оценки точности подсчета запасов нефти и газа. – М.: Недра, 1965.

Сопоставление начальных и остаточных запасов газа гипотетической залежи, подсчитанных по обычной методике и по картам этих значений в изолиниях

Способ подсчета

Начальные запасы газа, млн м3

Отбор газа, млн м3

Остаточные запасы газа, млн м3

Объемный метод

11497

4500

6997

По картам запасов в изолиниях

11465

4517

6955

Рис. 1. ГИПОТЕТИЧЕСКАЯ ЗАЛЕЖЬ ГАЗА

А – продольный геологический разрез продуктивного пласта; 6 – карта эффективных газонасыщенных толщин, м; В – карта пористости, доли ед.; Г – карта газонасыщенности, %; часть пласта: 1 – газонасыщенная, 2 – водонасыщенная; цифры в квадратах – среднее значение данного параметра

Рис. 2. МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ В ИЗОЛИНИЯХ КАРТ НАЧАЛЬНЫХ И ОСТАТОЧНЫХ ЗАПАСОВ

A – карта начальных запасов газа, млн м ; Б – карта отборов газа, млн м ; В – карта остаточных запасов газа, млн м3 ; 1 – эксплуатационная скважина

Рис. 3. РАСЧЕТНАЯ КАРТА ИЗОБАР, МПа

Сайт создан в системе uCoz