Влияние образования газогидратов на снижение продуктивности скважин

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6

Большая часть газовых и газоконденсатных месторождений Западной Сибири находится в районах Крайнего Севера. Например, северная половина Уренгойского месторождения находится за Полярным кругом, а несколько южнее его проходит граница распространения мерзлых пород, а точнее ММП [35]. Наибольшая глубина залегания подошвы толщ горных пород с отрицательной температурой на широте Полярного круга на р. Енисей равна 370 м, в верховьях р. Мессояхи - 400 м. Зимой температура воздуха в этих широтах снижается до минус 60 °С. В этих условиях разработка газовых месторождений осложняется образованием газовых гидратов в стволах скважин и газопроводах. При температуре до 295 ºК (23 °С) и давлении до 25,0 МПа в земной коре могут образовываться залежи природных газов в твердом газогидратном состоянии [36, 37]. Так, по данным [38], средняя глубина нижней границы зоны гидратообразования на Уренгойском месторождении для чистого метана равна 570 м, а для природного газа – 820 м.

Критическая температура (Т) образования гидратов из чистого метана составляет 6 °С при давлении 5 МПа (Р). Для получения данных, необходимых для определения условий начала образования гидратов, используется графический метод [36-40]. Вместе с тем, для технологического проектирования следует использовать более точную эмпирическую зависимость, полученную непосредственно для скв. 8 Уренгойского месторождения (для температур от 0 до +20 °С), которая имеет вид [37]:

, (1.4)

Газ сеноманских залежей месторождений Западной Сибири преимущественно метанового состава, в котором содержание СН₄ доходит до 96-99 %. Концентрация негорючих компонентов незначительна и составляет – 1-2 %, в том числе углекислого газа – 0,1-0,6 %. Текущие пластовые давления в сеноманской залежи Уренгойского месторождения изменяются от 8,80 МПа (скв. 15374) до 5,48 МПа (скв. 612), устьевые давления от 8,04 МПа до 5,04 МПа. Рабочие дебиты сеноманских скважин колеблются от 200 тыс. м³/сут до 1500 тыс. м³/сут, средняя пластовая температура 31 °С, температура газа на устье скважин 12-19 °С.

Термобарические условия в эксплуатационных скважинах отвечают условиям равновесного существования жидкой и паровой фаз диоксида углерода, определяемым с помощью фазовой диаграммы - зависимости давления от температуры. Парциальное давление углекислого газа в смеси пластовых газов сеноманской залежи, составляющее 0,016-0,026 МПа, ниже давления насыщения паров диоксида углерода в диапазоне существующих в скважинах температур. При этом содержание углекислого газа в смеси пластовых газов значительно ниже (0,3 %), то переход его в жидкую фазу при данных условиях невозможен [38].

Вместе с тем, на Уренгойском месторождении все скважины, находящиеся в консервации, характеризуются потенциальным гидратным режимом ствола [39, 41].

Газогидраты в верхней части стволов скважин могут образовываться в точках дросселирования газа при его перетоке через неплотности в муфтовых соединениях, а также в полости стволов длительно простаивающих скважин.

Опыт промысловых работ на Уренгойском месторождении показывает, что интервал образования газогидратных пробок в стволах скважин возможен в пределах от устья до 800 м [2].

В табл. 1.3 приведены сведения об объемах работ по ликвидации газогидратных пробок и интервалах их возникновения в отдельных скважинах Уренгойского ГКМ [37, 38].

Таблица 1.3

Интервалы образования газогидратных пробок

в скважинах и виды ремонтных работ

№ скв.	Интервал образования газогидратной пробки, м	Проведенные работы по капитальному ремонту скважин
1	2	3
46-П	0-600	Ликвидация пробки
20374	300-600	Ликвидация пробки долотом и горячим конденсатом
20451	300-600	Растепление пробки
6467	300-480	Ликвидация пробки горячим конденсатом, глушение метанольной водой
6444	70-560	Тепловая обработка нефтью
20372	100-580	Растепление пробки горячим конденсатом
6472	480-670	Ликвидация пробки горячим конденсатом
6321	10	Тепловая обработка, пробка не ликвидирована
6263	350-800	Ликвидация пробки долотом и нефтью
6822	175-800	Ликвидация пробки горячим конденсатом
6223	180-360	Ликвидация пробки горячим конденсатом
20361	140-570	Растепление пробки

При разработке месторождений природных газов Крайнего Севера [39] наблюдаются случаи, когда при определенных термодинамических условиях гидраты образуются в ПЗП и могут в ней накапливаться, уменьшая средний радиус поровых каналов, эффективную пористость и проницаемость. При этом в пористой среде продуктивных пластов с неравномерным распределением пор обычно изменяются локальные участки, имеющие поры с большим радиусом капилляров. Эти зоны могут стать центрами начала образования гидратов, от которых зона гидратообразования распространяется дальше.

Начало образования гидратов характеризуется резким увеличением электросопротивления зоны их формирования и резким падением в ней давления. Разложение гидратов, наоборот, сопровождается ростом давления, т.к. в одном объеме гидрата может содержаться от 70 до 300 объемов газа. Удельный объем газа, при переходе в гидратное состояние, уменьшается на несколько порядков (141,5 м³ свободного метана занимает в гидратном состоянии объем в 0,142 м³). Например, давление метана при термическом расширении в замкнуом объеме не превышает 60 МПа при температуре 140 °С, в то же время при разложении гидрата метана в замкнутом объеме и повышении его температуры до 140 °С давление газа может возрастать на 2-3 МПа. Таким образом, как при образовании, так и разложении гидратов, отмечается скачок температуры за счет выделения различного количества тепла [39].

Следовательно, изменение электросопротивления, давления и температуры должны использоваться как контрольные методы обнаружения гидратов в призабойной зоне.

Следует учитывать цикличность образования и разрушения гидратов в призабойной зоне пласта при соответствующих условиях. Обусловленные этим циклические изменения давления способствуют разупрочнению пород пласта и тампонажного камня за колонной и, как следствие, увеличению выноса механических примесей и образованию глинисто - песчаных пробок в перфорированной части ствола.

Кроме того, резкое увеличение давления при разложении газогидратов в призабойной части скважины, может передаваться по пласту в другие скважины куста. В них, в свою очередь, возможен подъем ГВК, гидратообразование, прорыв конуса подошвенных вод.

Следовательно, подъем ГВК, гидратообразование, образование песчаных пробок в призабойной зоне являются процессами взаимосвязанными и их следует рассматривать как единую систему [42].

Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 346; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 56

Мы поможем в написании ваших работ!