Разработка и проектирование месторождений природных газов: Методическое пособие к практическим занятиям, страница 7

К показателям разработки месторождений природных газов относится множество параметров, такие как динамика пластового и забойного давлений, среднего дебита скважин, потребного количества скважин и годового отбора газа.

Эти показатели можно определить в результате интегрирования дифференциального уравнения неустановившейся фильтрации газа при соответствующих краевых условиях.

Определять перечисленные показатели разработки газовых месторождений (при некоторых допущениях) можно методом последовательной смены стационарных состояний. Теоретическое обоснование данного метода применительно к проектированию разработки газовых месторождений дано Б.Б. Лапуком.

Введение в расчеты понятия об удельных объемах дренирования существенно их облегчает. Нейтральные линии (поверхности) принимаются как бы непроницаемыми, и каждая скважина дренирует "свой" участок пласта. Такой участок пласта и называют удельным объемом дренирования. Введение понятия об удельных объемах дренирования позволяет проводить расчеты на одну среднюю скважину и определять изменение во времени потребного числа средних скважин.

Распределение давления в пределах удельного  объема дренирования принимается таким, как при установившемся (стационарном) притоке газа к скважине. Важный момент эффективного использования метода последовательной смены стационарных состояний состоит в доказательстве положения о том, что при радиальной фильтрации газа к скважине средневзвешенное по газонасыщенному поровому пространству удельного объема дренирования пластовое давление ()мало отличается от Р_к  ( ≈ Р_к) на границе удельного объема дренирования радиусом R_K(см. рисунок 3). Расчеты показывают, что при расстоянии между скважинами от 600 м до 4400 м и забойном давлении до 0,1 пластового давления (в условиях стационарной фильтрации) давление в удельном объеме дренирования отличается от контурного на 0,5%. При расстоянии между скважинами до 1000 м и почти свободном дебите газовой скважины среднее давление в удельном объеме дренирования отличается  от контурного не более чем на 3%. Физически это объясняется значительной крутизной депрессионной воронки при притоке газа к скважине.

Рисунок 3 – Распределение давления в удельном объеме дренирования

Доказательство отмеченного положения позволило в уравнении притока к скважине неизвестное контурное давление (пластовое давление в районе данной скважины) в момент tзаменить средним давлением в удельном объеме дренирования, а при равномерном размещении скважин - приближенно средним давлением в залежи в тот же момент:.

Наибольшее распространение в последние годы получили расчетные формулы, использующие двучленную формулу притока газа к забою скважин, обоснованию применимости которой посвящены исследования Е.М. Минского.

Итак, дана зависимость изменения во времени годового отбора газа из месторождения Q = Q(t). Известны запасы газа, начальные пластовые давление и температура, состав газа, допустимый технологический режим эксплуатации средней скважины, уравнение притока газа к средней скважине.

Расчеты показателей разработки будем вести для отборов газа из месторождения и дебитов скважин, приведенных к стандартным условиям.

Требуется определить изменение во времени средневзвешенного пластового и забойного давлений, дебита и потребного числа скважин. Определение этих показателей разработки газового месторождения методом последовательной смены стационарных состояний сводится к решению системы уравнений:

•  материального баланса для газовой залежи (2);

•  технологического режима эксплуатации скважины (26);

•  притока газа к забою скважины (27);

•  связи потребного числа газовых скважин, отбора газа из месторождения Qи дебита газовой скважины (28).

Изменение во времени средневзвешенного пластового давления определяется по уравнению материального баланса для газовой залежи применительно к газовому режиму. Забойное давление и дебит скважины определяются исходя из совместного решения системы уравнений, описывающих технологический режим эксплуатации скважины и приток газа к забою скважины. Потребное количество скважин определяется по формуле (28). В нашем случае расчеты будем проводить для эксплуатации скважины с постоянной депрессией на пласт, а приток газа к забою скважины описывается двучленной формулой.