Введение к работе
Актуальность темы. Общеизвестно, что объемы свободных газов составляют незначительную долю от общих объемов водорастворенных газов (ВРГ) литосферы. Только в Западно-Сибирском нефтегазоносном мегабассейне общее количество ВРГ в пластовых водах превышает 1000 трлн. м . Несмотря на это, вопрос о роли ВРГ в формировании и в разработке газовых месторождений до настоящего времени остается дискуссионным. Слабо изучены особенности состава ВРГ в различных нефтегазоносных бассейнах, степень и механизмы их участия в формировании нефтяных и газовых залежей, масштабы дегазационных процессов в пластовых водах при изменении термобарических условий и воздействии сейсмических факторов. Применительно к этапу эксплуатации газовых месторождений обсуждаются вопросы влияния дегазации подземных вод при снижении давления ниже давления насыщения на режимы разработки и подпитку дренированных запасов углеводородов. Таким образом, исследование дегазационных процессов в подземной гидросфере, происходящих в природных и техногенных условиях на газовых месторождениях, несомненно, является актуальной научно-практической проблемой.
Цель настоящей работы - оценка роли дегазации подземных вод в слоистых коллекторах в формировании и процессах разработки газовых месторождений (на примере месторождения Медвежье).
Правомочность подобной постановки исследования определяется тем, что механизмы разгазирования подземных вод на всех этапах «жизненного цикла» газовых месторождений физически идентичны.
Объект исследования. Месторождение Медвежье выбрано в качестве объекта исследований по двум причинам.
Газонасыщенность подземных вод на Медвежьем значительно выше, чем на многих других месторождениях севера Западной Сибири, поэтому дегазационные процессы здесь протекали как при формировании месторождения, так и в период его разработки.
Характерной особенностью геологического разреза месторождения Медвежье является литологическая слоистость: тонкое чередование глинистых и песчаных пропластков. Подобное строение разреза накладывает свой отпечаток на характер дегазации подземных вод.
Задачи исследования:
Анализ влияния геологических факторов на дегазационные процессы в водонапорной системе месторождения Медвежье.
Обоснование роли газов, выделившихся из водорастворенного состояния, в формировании месторождения Медвежье.
Экспериментальная оценка подвижности газов, выделившихся в пористой среде из подземных вод при снижении давления ниже давления насыщения.
Оценка доли газов, выделившихся из пластовых вод, в объеме остаточных газов в процессе разработки газовых месторождений.
Объекты исследования: а) физическая система "ВРГ - защемленный газ - свободный газ"; б) геологический объект - сеноманская газовая залежь месторождения Медвежье.
Материалы исследования были собраны по литературным и фондовым источникам, а также получены в результате экспериментального моделирования.
Методы исследования: традиционные методы анализа геологической информации; методы экспериментального моделирования; компьютерная обработка материалов в современных программных пакетах («Petrel», «DV-Geo»).
Научная новизна:
Доказано, что главная роль дегазации пластовых вод в тонкослоистых коллекторах месторождения Медвежье состоит в усилении изолирующих свойств его периферийных заглинизированных частей. Переход мельчайших пузырьков газа из водо-растворенного состояния в свободное резко снижает относительную фазовую проницаемость по воде, обеспечивает сохранность уникальной по размерам сеноманской залежи в течение новейшей геологической истории.
Установлено, что объем газов, выделившихся из водорастворенного состояния и попавших в залежь, не превышает 10-15 % от объема свободного газа в сеноманской залежи; основная их часть пополнила запасы залежи в процессе олигоценового воздымания Медвежьего вала.
Уточнены фоновые значения минерализации и химический состав пластовых и конденсационных вод месторождения Медвежье, что важно для корректной оценки масштабов дегазационных процессов.
Выявлена геохимическая агрессивность конденсационных вод по отношению к породам коллекторов, что может рассматриваться как одна из геологических причин пескования эксплуатационных скважин.
Экспериментально доказана низкая миграционная способность выделившихся из водорастворенного состояния газов на этапе разработки.
Экспериментально установлены различия процессов дегазации в однородных и неоднородных коллекторах: показано, что неоднородность разреза ведет к сдвигу по времени начала свободного продвижения газовых пузырьков в пористой среде.
Оценены объемы обводненных газонасыщенных коллекторов сеноманской залежи, рассчитаны объемы УВ-газов, выделившихся из пластовых вод месторождения Медвежье при снижении давления ниже давления насыщения в процессе разработки.
Определена доля выделившихся из пластовых вод газов в объеме остаточных газов на заключительных этапах разработки месторождения Медвежье.
Практическая ценность работы. Результаты исследований рекомендуются к использованию при обосновании проектных решений по оптимизации добычи УВ, в частности при определении мест заложения новых скважин на Медвежьем и других газовых месторождениях с длительной историей эксплуатации.
Защищаемые положения.
Обособление газообразных УВ из пластовых вод на заглинизированных бортах Медвежьего вала, наиболее активно проявившееся в олигоцене, явилось важным газогидродинамическим фактором изоляции месторождения от водонапорной системы и обеспечения сохранности его уникальных запасов.
Конденсационные воды месторождения способствуют растворению солей угольной и кремниевой кислоты, что на заключительных этапах эксплуатации месторождения может ухудшать условия продвижения газов, выделившихся из подземных вод, а также приводить к пескованию эксплуатационных скважин.
Выделившиеся из водорастворенного состояния газы в виде мельчайших дисперсно рассеянных пузырьков способны к продвижению только в гидродинамически активной среде; лито логическая неоднородность (слоистость) приводит не к уменьшению масштабов дегазации, а к ее сдвигу по времени, усиливает пульсацион-ный характер этого процесса.
На месторождении Медвежье к настоящему времени доля газов, выделившихся из водорастворенного состояния, в составе остаточных газов составляет 10-15 %, однако, по мере снижения остаточных запасов она будет возрастать (до 15-20% при снижении пластового давления до 1,0-1,5 МПа).
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав и заключения. Содержит 218 страницы машинописного текста, включая 39 рисунков, 48 таблиц. Список литературы содержит 165 наименований.
