Особенности прогнозирования PVT-свойств в процессе разработки газоконденсатных залежей

Тюменский ГНГУ, г. Тюмень, Россия

Прогнозирование термодинамических свойств в процессе разработки газоконденсатной залежи моделируется на установках фазовых равновесий. К определяемым параметрам газоконденсатной смеси относятся следующие:

– компонентный состав пластового газа;

– выход насыщенного конденсата из пластового газа (конденсатогазовый фактор);

– давление начала конденсации;

• –    термодинамическое состояние газоконденсатной смеси в пласте;

• –    давление максимальной конденсации;

• –    потенциальное содержание конденсата в пластовом газе;

• –    потери насыщенного конденсата в залежи;

• –    выход конденсата на различных этапах разработки месторождения;

• –    коэффициент усадки конденсата;

• –    молекулярная масса стабильного конденсата;

• –    групповой и фракционный состав конденсата;

• –    плотность и вязкость конденсата в пластовых и поверхностных условиях;

• –    влагосодержание конденсата;

• –    содержание не углеводородных соединений в конденсате;

• –    коэффициент извлечения конденсата в залежи и др.

Совершенствование подходов к описанию термодинамических и физико-химических свойств пластовых флюидов является актуальной задачей для инженерно-технического персонала нефтегазовой промышленности. Важным является подготовка и формирование показателей для получения параметров зависимостей от давления свойств многокомпонентной газоконденсатной смеси при моделировании процессов разработки месторождения. На основе обобщения экспериментальных и теоретических исследований фазового поведения газоконденсатных систем формируются PVT - данные для гидродинамических моделей. Применяется несколько расчетных моделей, отличающихся формированием PVT- свойств. Одни модели используют при прогнозировании разработки залежей на естественном режиме истощения, другие варианты моделей многокомпонентной фильтрации применяют в основном при необходимости прогнозирования показателей разработки с использованием методов воздействия, которые характеризуются при изотермическом процессе интенсивным межфазным массообменном. Для создания PVT- моделей с целью прогнозирования разработки месторождения требуется формирование достоверного представления о компонентном составе и физико-химических свойствах пластовых флюидов усредненных для каждого пласта. Важным является равномерная по площади изученность его представительными газоконденсатными пробами. В практике исследования конденсата, в основном, используют рекомбинацию представительных проб газа сепарации и насыщенного конденсата. Для анализа PVT- свойств должно быть отобрано не менее трех проб сырого конденсата. Давление в жидкостном контейнере должно быть таким, чтобы исследуемая смесь находилась в однофазном состоянии, а в баллоне газ сепарации не имел жидкой фазы. Экспериментальные исследования проводят на рекомбинированном образце газа и конденсата, полученных при сепарации добываемой газоконденсатной смеси. При рекомбинировании используется замеренная на промысле величина конденсатогазового фактора (КГФ). Если после приведения ре-комбинованной пробы к пластовым термобарическим условиям в системе присутствует нерастворенная жидкая фаза, то проба является непредставительной. Одной из причин непредставительности пробы может быть неправильно рассчитанный режим работы сепаратора. Блок исходных параметров о свойствах газоконденсатной системы, применяемый при прогнозировании, включает зависимости от снижения давления изменение содержания конденсата в пластовом газе и динамической вязкости, а также данные о растворимости компонента в паровой фазе. Структура исходных данных о свойствах парогазовой фазы зависит от применяемой модификации модели. В моделях для расчета PVT- свойств газоконденсатных смесей широко используются кубические уравнения состояния. Наибольшее распространение получило уравнение состояния Пенга-Робинсона, которое при описании плотности жидкой фазы приводит к погрешности. В настоящее время при прогнозировании используют подход, основанный на расчете фазового равновесия и уточнения плотностей фаз, с поправкой к рассчитанному по уравнению состояния молярному объему фазы. Данная поправка оставляет неизменным результат моделирования составов равновесных фаз, т.е. уточняет значения молярных объемов фаз. Важной задачей при моделировании процесса разработки залежи является точное воспроизведение принятых подсчетных параметров в требуемых данных. Также необходимо совпадение с экспериментальными данными значения давления начала конденсации пластовой смеси и динамической вязкости при начальном пластовом давлении. Для этого производится последовательная настройка моделируемых параметров.

Таким образом, при прогнозировании разработки месторождений и в их проекте прямо или косвенно используются все выше перечисленные параметры. Поэтому необходимо знать, с какой точностью (погрешностью) определен каждый из перечисленных параметров, какие из них неопределенны непосредственно экспериментально и по какой причине, а также каким методом могут быть определены эти неизученные параметры. Для получения исходных данных о газоконденсатной характеристике лабораторными методами исследованиями возникают трудности, связанные с количественным содержанием конденсата в пластовом газе, технической характеристикой используемой установки фазовых превращений и т.д. Необходимо знать, что для тощих газоконденсатных смесей, когда содержание конденсата в пластовом газе ниже 30 г/м3, определение экспериментальным способом на установке PVT – свойств, коэффициента извлечения и пластовых потерь конденсата в залежи вызывает определенные трудности, что связано с методикой определения и технологическими недостатками отечественных установок. В таких случаях КИК и пластовые потери конденсата определяются расчетным методом или графическим методом. Точность определяемого параметра этими методами будет не очень высокой.

Так при отсутствии параметров определенных экспериментальным методом приходиться использовать в проекте разработки месторождения не очень точные исходные данные. В указанном перечне практически нет второстепенного параметра, и каждый из них имеет существенное значение для правильного прогнозирования показателей эксплуатации месторождения и значительно влияет на показатели разработки.