6.1. Метод понижения давления, используемый для вывоза притока газа из гидратногопласта
Наиболее экономичной технологией разработки гидратных месторождений с точки зрения энергетических затрат является понижение пластового давления ниже равновесного с последующим отбором свободного газа. Подобную схему разработки реализовали на Мессояхском газогазогидратном месторождении в Западной Сибири, где за счет отбора свободного газа, подстилающего гидратный пласт, понижалось давление и инициировалось разложение гидратов. Однако дальнейшие исследования показали, что геологические условия Мессояхского месторождения, при которых только часть продуктивного разреза находится в гидратном состоянии, а насыщенность гидратами невелика (20-40 %), уникальны. Открытые в последнее время крупнейшие газогидратные месторождения в Канаде и Японии характеризуются высокой степенью насыщенности пор гидратами (до 90 %) и отсутствием каких-либо значительных запасов подстилающего свободного газа, что затрудняет применение подобной схемы.
Отбор газа непосредственно из гидратонасыщенного интервала путем понижения давления возможен только для пластов, находящихся в равновесных условиях гидратообразования, при которых совместно существуют газ, гидрат и вода, насыщенность гидратами невелика, а газ или вода не потеряли свою подвижность. В этом случае за счет фильтрации газа и воды давление будет понижаться в значительной области. Но при эксплуатации таких пластов вследствие эффекта Джоуля - Томсона будет происходить техногенное образование гидратов в призабойной зоне, что потребует ввода ингибитора или спуска забойного нагревателя (рис. 6.2).
На рисунке отчетливо прослеживаются зоны незначительного разложения гидрата (/), зона вторичного гидратообразования (//) и фильтрации только газа (///), поскольку в этой зоне вся свободная вода перешла в гидрат. Следует отметить тот факт, что природный гидрат в пласте разлагается крайне медленно. Даже если не учитывать зону вторичного гидратообразования, предполагая, что была осуществлена закачка на забой метанола, то доля гидратного газа в общем дебите составит 0,5-1,5%.
Другой ограничивающий фактор при разработке гидратных месторождений методом понижения давления - падение температуры. При начальной температуре 10 °С и давлении 8 МПа коэффициент Джоуля - Томсона составляет 3-4 °С на 1 МПа депрессии. Таким образом, при депрессии 3-4 МПа забойная температура может достичь температуры замерзания воды, что не только снижает проницаемость призабойной зоны, но и приводит к более катастрофичным последствиям - смятию обсадных колон, разрушению коллектора. Поэтому вполне очевидно, что нулевая температура - тот самый разумный предел, до которого стоит разрабатывать месторождение методом падения давления.
Рис. 6.2. Распределение водо- и гидратонасыщенности (s) в призабойной зоне скважины, вскрывшей гидратосодержащий пласт на момент 30 сут при начальной гидратонасыщенности 40 %, водонасыщенности - 24 %, проницаемости - 0,01 мкм2, дебите - 3700 м3/сут, толщине пласта -10м. 1 – гидрат; 2 – вода.
Помимо призабойной зоны образование льда и техногенных гидратов возможно и в колонне НКТ, и на устье скважины. Поэтому необходимо скважинное оборудование дооснастить нагревательными устройствами и дополнительно закачивать метанол в ствол скважины, что значительно увеличит себестоимость добываемого газа.
Как показывают расчеты, при высокой насыщенности пор гидратами и низких пластовых температурах получать приемлемые дебиты газа из гидратов путем снижения забойного давления практически невозможно. Это связано с тем, что наличие гидрата в порах значительно сокращает проницаемость по газу, поэтому разложение гидратов будет происходить в узкой зоне и крайне медленно. Кроме того, при низкой начальной температуре может оказаться недостаточно аккумулированной энергии в пласте для инициирования разложения гидратов при положительных температурах (т. е. без образования льда).
- Газовые гидраты. Технологии воздействия на нетрадиционные углеводороды.
- 1. Географо-генетическая классификация газогидратных залежей
- 2. Геология месторождений природных газогидратов
- Предисловие
- Введение
- 1. Географо-генетическая классификация газогидратных залежей
- 1.1. Субаквальные газогидратные залежи
- 1.2. Континентальные “стабильные” газогидратные залежи
- 1.3 Континентальные “метастабильные” гидратные залежи
- 2. Геология месторождений природных газогидратов
- 2.1. Геология месторождений газовых гидратов Охотского моря
- 2.2. Геология месторождений газовых гидратов озера Байкал
- 2.2.1. Анализ керна приповерхностных осадков Южного Байкала
- 2.2.2. Анализ главных ионов воды, образовавшийся при разложении байкальских газовых гидратов
- 3. Субаквальные газогидратные залежи
- 3.1. Типизация субаквальных газогидратных залежей
- 3.2. Возможные механизмы формирования химического состава катагенного гидратного газа
- 3.3. Субаквальные газогидратные залежи как индикатор более глубоких залежей нефти и газа
- 4. Газовые гидраты Охотского моря
- 4.1. Газовые гидраты Охотского моря: закономерности формирования и распространения
- 4.2. Термобарические параметры и запасы газовых гидратов Охотского моря
- 5. Газовые гидраты озера Байкал
- 5.1. Гидраты метана в поверхностном слое глубоководных осадков озера Байкал
- 5.2. Новые находки газовых гидратов в донных осадках озера Байкал
- 5.3. Метан бактериального и термогенного происхождения, полученный при разложении газовых гидратов
- 5.4. Определение теплопроводности гидратосодержащих осадков озера Байкал
- 6. Анализ возможных технологий разработки газогидратных залежей
- 6.1. Метод понижения давления, используемый для вывоза притока газа из гидратногопласта
- 6.2. Метод теплового воздействия на газогидратную залежь
- 6.2.1. Практика разработки Мессояхского месторождения газовых гидратов
- 6.2.2. Тепловое воздействие на газогидратную залежь через забой скважины
- 6.2.3. Тепловое воздействие на газогидратную залежь через подошву пласта
- 6.2.4. Совместная разработка залежи высоковязной нефти и гидратных отложений тепловым воздействием
- 6.3. Моделирование добычи газа из гидратов методами понижения давления, нагрева гидратосодержащих пород и комбинированным методом
- 6.4. Методика расчета показателей эксплуатации газогидратных залежей
- 7. Разработка технологий теплового воздействия на газовые гидраты месторождения Маллик (Канада)
- 7.1. Схема разработки месторождения вертикальными скважинами
- 7.2. Нетрадиционная термическая технология добычи трудноизвлекаемых тяжелых нефтей
- 7.3. Принципиальная схема термического метода разработки газогидратной залежи через скважину с веерными горизонтальными окончаниями
- 7.4. Физическая модель термической технологии разработки газогидратной залежи
- 8. Распределение температуры вдоль скважины при закачке горячего теплоносителя с целью теплового воздействия на газогидратную залежь
- 8.1. Приближенное аналитическое решение задачи определения температуры движущейся по скважине смеси и скорости разложения газовых гидратов
- 8.2. Численный расчет распределения температуры и давления вдоль скважины. Определение дебита метана
- 9. Методы добычи, подготовки и транспортировки гидратного газа из морских газогидратных залежей
- 9.1. Тепловой метод добычи газогидратов
- 9.2. Депрессионный метод добычи газогидратов
- 9.3. Ингибиторный метод добычи газогидратов
- 9.4. Технологические схемы подготовки и транспорта газогидратов газа
- 10. Образование техногенных газовых гидратов в системах трубопроводов в процессе разработки нефтяных и газовых месторождений, транспорте и хранении углеводородов
- 10.1. Методы предупреждения образования гидратов углеводородов
- 10.2. Контроль за воздействием на окружающую среду пхг в каменной соли
- Кинетика и морфология первичных кристаллов газовых гидратов
- 11.1. Первичное образование газогидратов
- 11.2. Форма монокристаллов при вторичном образовании газогидратов
- 11.3. О цвете первичных микрокристаллов газогидратов
- 11.4. К вопросу образования газовых пузырей
- 12. Исследование гидратообразования в пористой среде
- 12.1. Методика экспериментального определения условий образования гидратов
- 12.2. Анализ результатов исследования
- 13. Предупреждение гидратообразования в условиях нефтяных и газовых месторождений и хранения углеводородов
- 13.1 Предупреждение гидратообразования в системах сбора и промысловой подготовки газа Заполярного месторождения
- 13.2. Технологические потери метанола
- 13.3. Ингибиторосберегающие способы отбора пхг в каменной соли
- 14. Равновесное условие разложения газовых гидратов, диспергированных в мезопористых средах
- 14.1. Влияние размера пор среды на термодинамические условия разложения газовых гидратов
- 14.3.Анализ результатов образования кристаллов гидрата в пористом пространстве
- 15. Превентивные методы борьбы с гидратообразованием в трубопроводах
- 15.1. Определение интенсивности нарастания газогидратных отложений на стенках трубопровода
- 15.2. Расчет образования гидратных отложений
- 15.3. Способы устранения гидратообразований
- 16. Эффект самоконсервации газовых гидратов
- 16.1. Газогидратные технологии хранения и транспорта природного газа
- 17. Экономическая оценка рентабельности добычи газа из газовых гидратов
- Заключение
- Список литературы