Определение термобарических параметров газа

7.   ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕРМОБАРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГАЗА

Все технологические процессы, рассматриваемые проектом разработки газовых и газонефтяных месторождений связаны с термобарическими параметрами газа в системе «пласт-магистральный газопровод». В эту систему входят: пласт, ствол скважины, система сбора, промысловая подготовка газа, ДКС и т.д. С термобарическими параметрами связаны запасы газа, конденсата, нефти, изменение состава и фазового состояния смеси, вторжения воды в залежь, парциальные давления компонентов, способ эксплуатации скважин, параметры пласта и другие факторы, входящие в  качестве исходных данных в проект разработки и показателя прогнозируемого при проектировании.

От точности определения термобарических параметров зависит и точности прогнозируемых показателей разработки. Точность определения термобарических параметров зависит от требуемой точности прогнозируемого показателя.

В целом каждый из термобарических параметров может быть определен приближенными аналитическими методами, численно с использованием вычислительной техники и экспериментально, путем непосредственного измерения. Естественно, что наиболее удобным методом определения термобарических параметров является простые, но достаточно точные аналитические методы. Ниже предлагаются приближенные аналитические методы, дающие приемлемо точные значения термобарических параметров для прогнозирования показателей разработки. Менее точные методы определения термобарических параметров при проектировании не допустимо.

7.1. Методы определения давления

Давление газа в пласте, забое, на устье, в системе сбора и подготовке газа является практически самым главным параметром. В проекте разработки используется значения давления на отдельных точках и распределения давления на участках (в пласте, стволе и т.д.). Эти значения, как правило, определяются расчетным путем и проверяются с помощью измерительных комплексов. Если в наземных условиях практически всегда используют метод измерения, то в пластовых условиях и в стволе основным способом опред0еления давления должен быть расчетный метод.

7.1.1. Определение пластового давления

I.   С достаточно высокой точностью пластовое давление может быть, определено расчетным путем с помощью барометрической формулы, имеющий вид:

Р_пл = Р_ст ×e^S                                                                 (1.7)

где Р_пл — пластовое давление на глубине середины этажа газоносности, а если этаж газоносности большой (несколько сот метров), то на глубине, выбранной проектировщиком; Р_ст — статическое давление на устье скважины; s — безразмерный параметр,  определяемый по формуле:

                                                s = 0,03415,                                              (2.7)

— относительная плотность; L— глубина, на которое рассчитывается пластовое давление; Т_ср — средняя температура газа в интервале между глубиной L и нейтральным слоем.

                                                Т_ср = ,                                       (3.7)

Т_L— температура газа на глубине L, ⁰К. При определении пластового давления в наклонных скважинах вместо общей длины следует использовать вертикальную глубину, т.е.

                                                L_в = L×cosa,                                                                (4.7)

Т_нс — температура нейтрального слоя, не зависящая от температуры атмосферы;

z_ср — средний коэффициент сверхсжимаемости, определяемый для условий:

                                                z_ср = .                                                    (5.7)

Р_ср — среднее давление, определяемое по формуле:

                                                Р_ср = (Р_пл -Р_ст  )/2.                                                       (6.7)

Так как искомое Р_пл по формуле (1.7) зависит от z_ср, а z_ср зависит от Р_пл, используют метод последовательных приближений. Опыт показывает, что для абсолютного большинства месторождений для определения Р_пл достаточно двух приближений.

Т_пк, Р_пк — псевдокритические температура и давления газа известного состава.

Для определения z_ср следует использовать один  из методов,  предложенный в пункте 5.1.4. в зависимости от состава газа и точности, требуемой от величины Р_пл.

При существенном изменении z от глубины в условиях фазовых переходов по стволу величину Р_пл следует определить по формуле:

Р_пл = Р_ст.   (7.7)

где М — молекулярная масса газа; D— задаваемое приращение на один шаг итерации; n — номер итерации; n=L/D;  g  — ускорение силы тяжести,   g = 9,80665 м²/с, R — газовая постоянная, R =8; Т₁, Т₂ ...Т_n— температура газа для соответствующих n.

II. Точность определения пластового давления путем непосредственного измерения давления глубинными манометром или комплексом, зависит от точности измерительного прибора. В случае отсутствия столба жидкости в стволе для определения пластового давления нет необходимости использования глубинных приборов. Эта рекомендация особенно важна для газов, содержащих сероводород. В очень редких случаях, когда по техническим причинам нет возможности определить Р_пл либо барометрической формулой; либо путем измерения, то величину Р_пл можно вычислить по КВД или по результатам исследования скважин методом, установившихся отборов. Оба эти метода изложены в работе [25] и должны быть использованы