автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.06, диссертация на тему:Особенности фазового поведения газоконденсатных систем при разработке сероводородсодержащих месторождений

Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий (ВНИИгаз)

На правах рукописи

КРУГЛОВ ЮРИЙ ЮРЬЕВИЧ

УДК 622.279.1/23

ОСОБЕННОСТИ ФАЗОВОГО ПОВЕДЕНИЯ ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ СИСТЕМ ПРИ РАЗРАБОТКЕ СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Специальность 05.15.06 - Разработка и эксплуатация

нефтяных и газовых месторождений

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва -1996

Работа выполнена в Астраханском научно-исследовательском и проектном институте (АстраханьНИПИГаз)

Научный руководитель - академик АЕН РФ, доктор технических наук, профессор Р.М.Тер-Саркисов

Официальные оппоненты: - доктор технических наук Т.Д.Островская; - кандидат технических наук Долгушин Н.В.

Ведущая организация - Дочернее предприятие "Асграханьгазпром"

Защита диссертации состоится 1996г. в 13

час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 70.01.01. при Всероссийском научно-исследовательском институте природных газов и газовых технологий (ВНИИГаз) по адресу: 142717, Московская область, Ленинский р-он, пос.Развилка, ВНИИГаз.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИГаза. у л

Автореферат разослан ^¿-¿ХСС, 1996г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор геолого-минералогических наук

Н.Н.Соловьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

[. В последнее время открыт и

введен в разработку ряд месторождений, газоконденсатные системы которых характеризуются высокими термобарическими условиями и содержат сероводород и диоксид углерода. В ряде случаев их содержание в составе пластовой смеси достигает больших значений. Так, в составе газоконденсатной системы Астраханского газоконденсатного месторождения (АГКМ), содержание сероводорода колеблется в среднем от 24 до 30 %, а диоксида углерода от 12 до 16 %. Многими авторами показано, что эти компоненты влияют на поведение газоконденсатных систем при разработке месторождений.

По прогнозу ряда исследователей, число месторождений со сложным составом пластового газа и различными термобарическими условиями залегания, по мере освоения Прикаспийской впадины, будет возрастать. Пластовые смеси таких месторождений могут отличаться, как содержанием сероводорода и диоксида углерода, так и потенциальным содержанием конденсата. Разные термобарические условия и составы пластовых систем будут оказывать различное влияние на параметры фазовых превращений при разработке месторождений.

Дефицит экспериментального оборудования, вьшолнено-го в антикоррозионном исполнении, не позволял изучать влияние кислых компонентов в широком диапазоне их содержаний и термобарических параметров на фазовые процессы в газоконденсатных системах, в результате чего отсутствует более полная информация о закономерностях фазового поведения сложных пластовых систем. Наличие такой информации позволит более обосновано подойти к эффективному решению задач разработки таких месторождений.

влияния сероводорода и диоксида углерода на параметры фазовых превращений газоконденсатных систем сложного состава.

является выявление характера и степени

1. Выявление особенностей фазового поведения углеводородных систем в присутствии сероводорода и диоксида углерода.

2. Изучение влияния сероводорода и диоксида углерода в разных термобарических условиях на давление начала конденсации.

3. Изучение влияния сероводорода на величину извлечения конденсата из недр.

4. Изучение влияния состава пластовой смеси АГКМ на накопление жидких углеводородов в пласте.

Методы исслепования. Решение поставленных задач осуществлялось путем экспериментальных исследований фазового поведения модельных и пластовых систем, содержащих кислые компоненты, на установке РУТ, анализа и обработки экспериментального материала.

1. Качественные и количественные отличия фазового поведения газоконденсатных систем, содержащих кислые компоненты, от газоконденсатных систем без кислых компонентов в широком диапазоне изменения термобарических параметров.

2. Результаты экспериментальных исследований по влиянию концентраций сероводорода и диоксида углерода на давление начала конденсации и конденсатоизвлечение.

3. Результаты экспериментальных ииследований по влиянию состава сложных газоконденсатных систем на накопление ретроградного конденсата в пласте и призабойной зоне при снижении пластового давления.

1. Установлено , что содержание сероводорода в системе 18-20 % мольн. является определяющим по влиянию температуры на характер изменения давления начала конденсации. При содержании сероводорода в системе ниже 18-20 % мольн. повышение температуры способствует снижению давления начала конденсации. При содержании сероводорода более 18-20 % мольн. наблюдается обратная картина.

2. Выявлена отличительная особенность сероводород-содержащих систем, заключающаяся в том, что при содержании сероводорода свыше 20 % мольн., и, при температуре до 400 °К, они с большей вероятностью находятся в критической области.

3. Впервые установлено, что при снижении давления ниже давления начала конденсации, в сероводородсодержащих газоконденсатных системах, образуется третья фаза, которая 4

сопутствует фазовым переходам до определенных значений давления. При больших содержаниях сероводорода интенсивность образования третьей фазы увеличивается. Вероятно, обнаруженное явление является причиной снижения величины извлечения конденсата из недр в процессе разработки залежи.

Результаты исследований позволяют составить представление о поведении пластовых систем с большим содержанием кислых компонентов при разработке месторождений и использовать их при выборе оптимальных вариантов разработки и методов воздействия на залежь.

Результаты исследований нашли отражение в проекте опытно-промышленной эксплуатации Астраханского ГКМ, а также в научно-исследовательских отчетах, заказчиком которых являются РАО "Газпром" и Министерство Геологии РФ.

- семинаре молодых специалистов газовой промышленности 1986 г., г.Астрахань;

- научно-технической конференции по проблемам безопасных технологий разведки, разработки и эксплуатации глубокозалегающих месторождений со сложным составом пластовой смеси 'Техноген -2" 1991 г., г.Астрахань;

- первом международном семинаре по разработке газо-конденсатных коллекторов, ВНИИГаз, 1995 г., г.Москва.

Работа состоит из четырех глав, выводов и приложений, содержит 107 страниц машинописного текста, 26 рисунков и 14 таблиц. Список используемой литературы представлен 56 наименованиями.

Автор выражает сердечную благодарность своему научному руководителю академику , д.т.н., профессору Р.М.Тер-Саркисову, д.т.н., профессору Соколовскому Э.В., к.т.н. Виноградову М.К. за многолетнее научное сотрудничество, постоянноен внимание к работе и помощь при ее выполнении на всех этапах, а также выражает признательность специалистам и сотрудникам -

ВНИИГаза: Юшкину В.В., Гриценко И.А.,;

ПО НВНИИГГ: Лапшину В.И., Желтову А.П.;

Института"АстраханьНИПИГаз": Цхаю В.А., Сайфееву Т.А., Масленникову А.И.;

ДП "Астраханьгазпром": Щугореву В.Д., Ильину А.Ф., Юдину В.Е. и другим за участие в промышленных и научно-исследовательских работах, материалы которых использованы в диссертации, полезные советы и помощь в анализе результатов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приводится анализ работ, выполненных в области исследований фазового поведения газоконденсатных систем, содержащих сероводород и диоксид углерода.

Обзор литературы показал, что, если по отношению к диоксиду углерода выполнен большой объем как теоретических, так и экспериментальных исследований, то по отношению к сероводороду исследования, в основном, носят теоретический характер.

Ряд отечественных и зарубежных авторов приводят теоретические исследования по выпадению серы в пласте и промысловом оборудовании, большое внимание уделяется вопросам борьбы с сернистыми отложениями. Фазовое поведение сложных углеводородных систем описывается с помощью уравнений состояния на ограниченном экспериментальном материале.

Большой вклад в развитие экспериментальных исследований систем, содержащих кислые компоненты, внес ВННИИГаз. В этом институте было изучено фазовое состояние и поведение пластовых смесей Карачаганакского, Оренбургского и Астраханского газоконденсатных месторождений.

Получены основные представления о влиянии кислых компонентов на фазовые процессы. Однако, отсутствие достаточного экспериментального материала, затрудняет описание фазовых процессов сложных углеводородных систем в широком интервале термобарических параметров и различных составов пластовых смесей.

Во второй главе приводится краткое описание экспериментальной установки и методика проведения исследований. Рассматривается влияние сероводорода и диоксида углерода на фазовое поведение газоконденсатных систем в широком интервале температур и давлений. 6

Для проведения экспериментальных исследований использовалась установка фирмы "Арнулен-Сермип-Франс", предназначенная для изучения фазового поведения углеводородных систем с большим содержанием кислых компонентов.

Разработана методика изучения фазовых превращений газоконденсатных систем в присутствии кислых компонентов с целью получения достоверных результатов исследования.

Сокращение срока работ и уменьшение погрешности измерений можно добиться за счет установления оптимального времени выпадения жидкой фазы из пластовых и модельных смесей. С этой целью были проведены исследования, в процессе которых изучена динамика выпадения жидкой фазы во времени. Эксперименеты проводились методом контактной конденсации на пластовых смесях Астраханского и Карачаганакского ГКМ и модельных смесях. При проведении экспериментов установлено, что в течении часа стабилизации конденсируется 65-85% от общего объема выпавшего конденсата на режиме исследования, что связано с выпадением, в первую очередь, наиболее тяжелых компонентов. В дальнейшем скорость выпадения конденсата быстро снижается. Прирост объема жидкости прекращается через 10.8х103-16х10 с после начала стабилизации, что является общим для всех исследованных режимов.

В результате исследований установлено, что наибольшее влияние на время стабилизации жидкой фазы наблюдается:

1. В зоне высоких давлений при разгазировании нефти;

2. В зоне высоких давлений при малом конденсато-газовом факторе (КГФ);

3. При малой плотности конденсата;

4. При большом содержании в смеси кислых компонентов;

5. На режимах низких температур.

На основании полученных даных рекомендуется устанавливать время стабилизации на режимах исследования:

- в зоне прямого испарения в пределах 7.2x103-16x103 с;

- в зоне ретроградной конденсации - 10.8x103-16x103 с.

Фазовые процессы проходящие в углеводородных системах, с изменением термобарических параметров наглядно описываются с помощью фазовых диаграмм в координатах "Р-Т". С

7

этих позиций были проведены исследования фазового поведения следующих систем:

- газоконденсатной системы;

- газоконденсатной системы, содержащей сероводород;

- газоконденсатной системы, содержащей диоксид угле- "

рода.

Для исследований использовался газ, содержащий 97% мольн. метана, в который добавляли сероводород, а затем диоксид углерода и конденсат плотностью 800 кг/м3. Исследования проводились при конденсатных факторах 500;750 и 1000 см 3/м3. Содержание диоксида углерода и сероводорода в исследуемых смесях составило 25 % мольн. Фазовое поведение модельных смесей рассматривалось в интервале температур 272-430 °К.

Сравнение и анализ фазовых диаграмм позволил установить некоторые особенности поведения смесей.

Так, для сероводородсодержащих систем (25 % мольн. сероводорода), повышение температуры приводит к увеличению давления однофазного состояния при всех рассмотренных конденсатных факторах и температурах. Для систем содержащих диоксид углерода (25 % мольн.) и газоконденсатных систем без кислых компонентов, при всех рассмотренных конденсатных факторах и температурах, повышение температуры приводит к снижению давления начала конденсации.

Явления, присущие подобным сероводородсодержащим системам, наблюдаются и для систем содержащих более 45-50 % мольн. диоксида углерода (по данным ВНИИГаза).

Рост критической температуры для сероводородсодержащих систем опережает рост критической температуры для систем, содержащих диоксид углерода и не содержащих кислые компоненты. Для сероводородсодержащих ( 25 % мольн. ) систем, при КГФ 500;750;1000 см3/м3 критические температуры имеют следующие значения: 243,293 и 323 °К ( получены как точки схождения изоплер).

Вышеописанное поведение сероводородсодержащих систем характерно для критической области, когда значение пластовой температуры меньше значения температуры, соответствующей криконденбару, но больше критической. Для исследованных сероводородсодержащих систем температура, соответ-8

ствующая криконденбару, с ростом конденсатного фактора незначительно увеличивается и находится в интервале 393-407 °К.

В таблице приведены характеристики пластовых смесей,

Номер скважин Тпл., °К КГФ, 3 3 см /м Н23 %мольн. со2, % мольн. Ткриконд. °К

98 383 -498 27 11 390

85 - 500 24.3 14.3 379

108 - 495 29.4 12 391

201 - 500 25.1 12.2 385

74 - 495 30.4 14.5 395

модельн. 273-413 500 25 - 407

система

Сравнение результатов, полученных для модельных сероводородсодержаЩих и пластовых систем АГКМ, показало, что наличие в системе диоксида углерода несколько снижает температуру, соответствующую криконденбару.

На рис.1 приведены огибающие точек росы для пластовых смесей скважин 74 и 85. При снижении пластового давления до давления начала конденсации (37.6 Мпа) фазовых изменений в пластовом газе скважины 74 не происходит. На границе фазовых переходов повышение температуры приведет к повышению давления начала конденсации. Понижение температуры, наоборот, приведет к снижению давления начала конденсации.

В пластовой смеси скважины 85 температура криконден-бара ниже пластовой температуры. В этом случае, повышение температуры способствует снижению давления начала конденсации.

Анализ составов смесей этих скважин показал (таблица), что они отличаются соотношением кислых компонентов, что приводит к различному характеру процессов при изменении температурного режима.

Вышеуказанные особенности фазовых переходов следует учитывать при выборе методов воздействия на залежь, сопровождающихся теплообменом.

Рассмотрен вопрос влияния сероводорода и диоксида углерода на накопление жидких углеводородов влласте при сниже- _ нии давления.

Р, Ща

35.0 ' »_|_|_|_«

343 353 363 373 383 393 4иЗ Т,К

Рис. X I 0ГИБАЮ1Д!,'1Е ТОЧЕК РОСЫ да ПЛАСТОВЫХ СМЕСЕл СгША&Ш 74 .11 65

I ; 2 - давление и температура, соответствующие

криконденбару а - скважина, 85; б - скважина 74

Изменение объемного содержания жидкой фазы изучалось при конденсатных факторах 250; 500; 1000 см3/м3 и содержании сероводорода и диоксида углерода 25 % мольн. В процессе снижения давления замеряли объем жидкой и газовой фаз. С увеличением разности между давлением начала конденсации и текущим давлением возрастает разница в объемном содержании жидкой фазы для сероводородсодержащих систем и систем, содержащих диоксид углерода. Так, при КГФ 250 см3/м3 и ДР=5.0 МПа для системы, содержащей сероводород, объемное содержание жидкой фазы составляет 1.3 %, а для системы с диоксидом углерода - 0.5 % объемн. При ДР=10.0 МПа для системы с H2S, Уж.ф.=2.5%, а для системы с С02 - Уж.ф.=1% объемн.

При конденсатном факторе 500 см3/м3 и ДР=5.0 МПа:

- для системы с H2S - Уж.ф.=4.5%;

- для системы с С02 - Уж.ф.=1.2%;

- для системы без кислых компонентов - Уж.ф.=1.9%.

При ДР=10.0 МПа:

- для системы с H2S - Уж.ф.=9.4%;

- для системы с С02 - Уж.ф.=2.5%;

- для системы без кислых компонентов - Уж.ф.=3.6%.

Такая же тенденция наблюдается и при конденсатном

факторе 1000 см3/м3.

Исследовааниями установлено, что при всех прочих равных условиях, накопление ретроградного конденсата в поро-вом пространстве в сероводородсодержащих системах происходит интенсивнее в сравнении с системой содержащей диоксид углерода и системой без кислых компонентов.

Проявление процессов прямого испарения с падением давления для сероводородсодержащих систем наблюдается раньше, чем для систем без кислых компонентов и систем, содержащих диоксид углерода. Так, при КГФ=250 см3/м3 для сероводородсодержащих систем, разность между давлением начала конденсации и максимальной конденсации составляет 22.0 МПа, для системы с диоксидом углерода эта разность составляет 34.0 МПа. При КГФ=1000 см3/м3 для системы с H2S - ДР=10.4 МПа, для системы без кислых компонентов ДР=12.0 МПа, для системы с С02 -ДР=12.4 МПа.

Установленный характер влияния сероводорода и диоксида углерода на конденсацию жидких углеводородов может свидетельствовать также о том, что наличие диоксида углерода в сероводородсодержащей системе способствует уменьшению количества сконденсированной жидкой фазы увеличивая конечную конденсатоотдачу.

сероводорода и диоксида углерода на давление начала конденсации, рассматриваются вопросы по влиянию сероводорода на извлечение конденсата.

Экспериментальные исследования проводились на смесях, содержащих 0;7;24% мольн. сероводорода, при конденсатных факторах 256;400 и 600 г/м3 при температурах 323; 353; и 383 °К.

В результате исследований были получены графические зависимости влияния различного содержания сероводорода в газоконденсатной системе, температуры и кйнденсатного фактора на давление начала конденсации.

Сравнение полученных результатов позволило выявить зоны различного влияния температуры на характер изменения давления начала конденсации. При вышеуказанных конденсатных факторах, и содержании сероводорода в системе до 18-20 % мольн., повышение температуры способствует снижению давления начала конеденсации. При содержаниях сероводорода в системе 18-20 % мольн., фактор температуры практически не оказывает влияния на давление начала конденсации. При более высоких концентрациях сероводорода в системе, увеличение температуры способствует повышению давления начала конденсации. Во второй главе показано, что такая особенность фазового поведения характерна для критической области. Таким образом, можно отметить, что содержание сероводорода в системе 18-20% мольн., является определяющим по влиянию температуры на характер изменения давления начала конденсации. Сравнение давления начала конденсации при разных КГФ, температурах и концентрациях сероводорода показало, что они по разному влияют на величину этого параметра. Так, при содержании сероводорода в системе 10% мольн. (зона, где с увеличением температуры уменьшается давление начала конденсации), при

Т=383 °К, Рн.к. для КГФ=256 г/м3 составляет 58.0 МПа, для КГФ=400 г/м3 - 57.5 МПа, для КГФ=600 г/м3 - 54.0 МПа. При 12

приводятся исследования по влиянию

том же содержании сероводорода температурный фактор оказывает следующее влияние:

- при КГФ=256 г/м3 и Т=383 °К - Рн.к.=58.0 МПа;

- при Т=353 °К - Рн.к.=61.0 МПа;

- при Т=323 °К - Рн.к.=64.0 МПа.

Повышение температуры на 60 °К снижает давление начала конденсации на 3.0 МПа. При увеличении конденсатного фактора на 344 г/м3 и тех же температурах давление начала конденсации изменяется на 1.0-1.5 МПа.

При тех же температурах и конденсатных факторах увеличение содержания сероводорода в системе от 10% до 1820% мольн. приводит к снижению давления начала конденсации на 10-14 МПа. При содержаниях сероводорода в системе выше этих значений, давление начала конденсации снижается более существенно при низких температурах, чем при высоких.

При Т=383 °К и конденсатном факторе 256 г/м3, что соответствует средним параметрам АГКМ, было изучено влияние различного содержания диоксида углерода на давление начала конденсации. Сравнение результатов, полученных для систем, содержащих кислые компоненты, показало, что степень влияния диоксида углерода на снижение Рн.к. ниже, чем для сероводорода. Причем, разница во влиянии существенно возрастает при содержании сероводорода в системе более 15% мольн.

Практический интерес представляет изучение влияния сероводорода на извлечение конденсата. С этой целью были проведены исследования с различным содержанием сероводорода в системе. Концентрация сероводорода в исследуемых смесях составила 0; 15; 24;30 % мольн. Для системы с нулевым содержанием сероводорода давление начала конденсации равно 62.0 МПа, что в среднем соответствует' пластовому давлению по АГКМ.

Для систем с содержанием 15;24; и 30 % мольн. сероводорода давления начала конденсации соответственно равны 53.0; 45.0 и 36 МПа. Исследования проводились при конденсатном факторе 256 г/м3 и температуре 383 °К. Во всех случаях дифференциальная конденсация осуществлялась от давления 62.0 до 0.1 МПа. Конечная конденсатоотдача определялась как сумма конденсатоотдач (Лобщ^+ЛгХ

где г|[. - конденсатоотдача от Р=62.0 МПа до давления начала конденсации;

г|2 - конденсатоотдача от Рн.к. до 0.1 МПа.

На рис.2 приведены зависимости конденсатоотдачи от содержания сероводорода в системе.

С увеличением содержания сероводорода в системе, давление начала конденсации снижается, в результате чего возрастает степень недонасыщенности пластовой системы. Возрастание степени недонасыщенности системы приводит к возрастанию составляющей по конденсатоотдаче -11!.

Исследования показали, что вторая составляющая по конденсатоотдаче - т|2, с увеличением содержания сероводорода в системе уменьшается (зависимость 2).

Анализ объема конденсата за период недонасыщенности и за период, которому сопутствуют фазовые переходы показал, что составляющая Г|1 превышает г|2, в результате чего суммарная конденсатоотдача возрастает (зависимость 1).

При проведении экспериментов были отмечены характерные явления, сопутствующие фазовым переходам. При снижении давления до давления начала конденсации, выпуск газовой фазы сопровождался без качественного изменения фазового поведения пластовой системы. При дальнейшем снижении давления газовая фаза и выпавший конденсат приобретали совершенно черную окраску. При отстое масса темного цвета осаждалась вниз и конденсат приобретал свою обычную окраску. Просветление газовой фазы наблюдалось в течении 7.2х103-10.8х103 с . С увеличением содержания сероводорода это явление становилось более отчетливым и сопровождалось до давлений 33.0 - 30.0 МПа. Физико-химическая природа осадка не изучалась.

По данным ряда исследователей, изучавших вопросы образования сернистых соединений в условиях пласта, это могут быть как полисульфиды, углеводородные соединения, так и элементарная сера. Характерным является и то, что образование третьей фазы начиналось одновременно с конденсацией жидких углеводородов и сопутствовало процессу истощения в обасти до давлений максимальной конденсации.

Проведенные исследования показывают, что положительной стороной влияния сероводорода на фазовые процессы является увеличение степени недонасыщенности пластовой сис-14

0.75

0.50

0.25

10

20

30 Содержание сероводорода,/?

Рис.й 2. аАШОиСХЛЪ ОТ ¿(ЩйРдДШл ОЕРОВОДОРОМ

I - суммарное извлечение; 2 - извлечение конденсата при снижении

давления от Рнк до 0.1 ;<И1а.

I

темы. Отрицательной стороной является образование серу-содержащих соединений при снижении пластового давления ниже давления начала конденсации, что в итоге отрицательно влияет на составляющую по конденсатоотдаче - г|2, а также на более полное извлечение конденсата из пласта за весь период разработки.

В четвертой главе приводится краткая характеристика пластовой смеси АГКМ и неравномерность распределения компонентов пластового газа по площади месторождения. Рассмотрено влияние состава пластового газа на накопление жидких углеводородов в пласте. Приводится аналитическое выражение для определения давления начала конденсации пластовой системы АГКМ в зависимости от соотношения кислых компонентов.

Одной из причин ухудшения фильтрационных характеристик пласта является накопление ретроградного конденсата в пласте и призабойной зоне скважин. Изучение данного вопроса является важным, поскольку от этого зависит установление режима работы скважин и эффективность воздействия на приза-бойную зону.

В исследовании находились пластовые смеси скважин, отличающиеся соотношением кислых компонентов и конденсат-ными факторами.

При одинаковых конденсатных факторах 260 г/м3 и концентрации диоксида углерода 12 % мольн., содержание сероводорода в смеси скважины 108 составляет 29.4 % мольн., а в смеси скважины 201 - 25 % мольн. При исследовании пластовых смесей, отобранных из этих скважин, установлено, что накопление жидких углеводородов при снижении давления ниже давления начала конденсации по скважине 108 будет превышать накопление жидкой фазы по скважине 201. Так, снижение давления ниже Рн.к. на 5.0 МПа, насыщенность порового пространства жидкими углеводородами в призабойной зоне скважины 108 на 2 % будет превышать насыщенность в зоне скважины 201. Максимальная насыщенность жидкими углеводородами по скважине 108 достигается при ДР=15.0 МПа, а по скважине 201 при ДР=17.0 МПа.

Пластовые смеси скважин 26 и 82 отличаются как конденсатными факторами, так и содержанием сероводорода. Конденсатогазовый фактор по скважине 26 составляет 320 г/м3, а по скважине 82 - 281 г/м3. Содержание сероводорода в смеси 16

скважины 82 превышает его содержание в смеси скважины 26 на 4.5 %.

Исследования показали, что объем жидкой фазы в приза-бойной зоне скважины 82 будет превышать насыщенность в зоне скважины 26, т.е. по отношению к конденсатному фактору сероводород оказывает более сильное влияние на конденсацию жидких углеводородов.

При проведении исследований наблюдались явления, описанные в третьей главе, т.е. образование третьей фазы при снижении давления ниже давления начала конденсации. Процессы осадконакопления наблюдались до давлений максимальной конденсации.

Полученные результаты позволяют отметить, что неоднородность пластового состава по площади АГКМ и сложность его влияния на процессы, протекающие в пласте, очевидно, требует группировки скважин по характерным признакам с целью выбора режима эксплуатации и воздействия на призабойную зону.

Для пластовой системы АГКМ, методом регрессивного анализа, было получено аналитическое выражение позволяющее оценивать давление начала конденсации на основе физико-химических параметров пластовой смеси.

Рн.к.=6.5 3 К10'2-9.44К210~5-0.241 тсо -9.43т2С0 Ю"3-0.141 шн 5-2.24т2н 510"2+0.526рконд -377.42

Где: К - конденсатный фактор, г/м ;

С02-мольное содержание диоксида углерода в

смеси,%;

Н28 - мольное содержание сероводорода в смеси,%;

Рконд." плотность стабильного конденсата, кг/м3.

Погрешность между расчетными и экспериментальными значениями при содержании сероводорода до 30% мольн. не превышает 5%., при содержаниях сероводорода более 30% мольн. погрешность возрастает.

Следует отметить, что полученное выражение не претендует на универсальность, поскольку сложность составов как газовой, так и жидкой фаз требует большого объема дополнительных исследований.

выводы

1. На основании экспериментальных исследований, выполненных в широком диапазоне термобарических условий и составов газоконденсатных систем, установлено, что фазовое поведение пластовых смесей, содержащих кислые компоненты, носит сложный характер и отличается как качественно, так и количественно от фазового поведения "классических" газоконденсатных систем.

2. Сероводород и диоксид углерода однонаправленно влияют на давление начала конденсации при разных конденсатных факторах и температурах, но степень влияния сероводорода на снижение давления начала конденсации более существенна, чем для диоксида углерода.

3. На основании результатов исследований установлено, что присутствие в газоконденсатной системе сероводорода , в отличии от диоксида углерода, увеличивает интенсивность конденсации жидких углеводородов, как при больших, так и при малых конденсатных факторах. Процессы прямого испарения в сероводородсодержащих системах проявляются при относительно высоких давлениях, чем в системах, содержащих диоксид углерода.

4. Изучение влияния сероводорода на конденсатоотдачу позволило установить, что с увеличением содержания последнего в системе, извлечение конденсата незначительно возрастает за счет увеличения степени недонасыщенности.

Характерной особенностью является то, что процессам конденсации жидких углеводородов непрерывно сопутствуют процессы образования третьей фазы.

5. На основании исследований, проведенных на пластовых смесях Астраханского ГКМ установлено, что накопление жидких углеводородов в пласте определяется сумарным влиянием кислых компонентов и конденсатного фактора. В зонах разработки с повышенным содержанием сероводорода и конденсата в пластовой смеси следует ожидать более высокой насыщенности поро-вого пространства жидкой фазой.

Получено аналитическое выражение, позволяющее экс-пертно оценивать давление начала конденсации пластовой смеси

на основе данных физико-химических исследований добываемой углеводородной продукции.

6. Создана методика, позволяющая учитывать влияние давления, температуры, плотности конденсата и содержания кислых компонентов в смеси на время стабилизации жидкой фазы при проведении экспериментальных исследований.

в_следующих работах;

1. Лапшин В.И., Круглов Ю.Ю., Желтов А.П. Определение оптимального времени выпадения конденсата при проведении исследования пластовых смесей на установке фазовых равновесий. ВНИИЭГазпром,Э.И.Сер.:'Теология,бурение и разработка газовых и морских нефтяных месторождений," - М., 1986, Л 4.

2. Лапшин В.И., Лактюшина В.Ф., Зенюков В.В., Круглов Ю.Ю. Оценка давления начала конденсации для пластовой смеси АГКМ по промысловым данным. ВНИИЭГазпром,Э.И.Сер.: "Геология, бурение и разработка газовых и морских нефтяных месторождений," - М., 1986, &9.

3. Лапшин В.И., Круглов Ю.Ю., Желтов А.П. Экспериментальные исследования фазового состояния пластовой смеси АГКМ. "Геология нефти и газа", - М., 1987, К2.

4. Лапшин В.И., Круглов Ю.Ю., Желтов А.П. Методика проведения исследований фазового состояния пластовой смеси на установке "Магра-РУТ". ВНИИЭГазпром,Э.И.,Сер.:'Теология, бурение и разработка газовых и морских нефтяных месторождений", - М., 1987, й 5.

5. Лапшин В.И., Гуревич Г.Р., Брусиловский А.И., Круглов Ю.Ю. и др. Астраханское месторождение: исследование фазового состояния пластовых смесей. Газовая промышленность, - М„ 1987, Я10.

6. Лапшин В.И., Круглов Ю.Ю., Желтов А.П. Экспериментальное определение коэффициента сверхсжимаемости газовых смесей с высоким содержанием Н2Б и С02. ВНИИЭГазпром, Э.И.,Сер.:"Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений", - М., 1988,Л 1.

7. Лапшин В.И., Круглов Ю.Ю., Желтов А.П. Результаты исследований фазовых превращений в бинарных и многокомпонентных углеводородных системах. "Проблемы экологически безопасных технологий разведки, разработки и эксплуатации глубокопогруженных месторождений со сложным составом пластовой смеси".Тез.докл.науч.-техн.конф. ТЕХНОГЕН - 2, - Астрахань, октябрь 1991.

8. Лапшин В.И., Круглов Ю.Ю., Желтов А.П., Ширяев C.B. Экологически безопасное оборудование ртутной лаборатории для исследования фазовых равновесий нефтегазоконден-сатной системы. "Проблемы экологически безопасных технологий разведки, разработки и эксплуатации глубокопогруженных месторождений со сложным составом пластовой смеси". Тез.докл.науч.-техн.конф. ТЕХНОГЕН - 2, - Астрахань, октябрь

9. Сайфеев Т.А., Виноградов М.К., Круглов Ю.Ю. Влияние сероводорода на фазовое поведение пластовой системы Астраханского ГКМ. Газовая промышленность, - М., 1995, 5.

10. Виноградов М.К., Сайфеев Т.А., Круглов Ю.Ю. Экспериментальные исследования по извлечению компонентов в процессе разработки отложений содержащих Н23. Тез.докл. Первого международного семинара по разработке газоконденсат-ных коллекторов, - М., октябрь 1995.

1991.

Соискатель

Ю.Ю.Круглов