Отбор газа при эксплуатации ПХГ

При эксплуатации ПХГ отбор газа определяется по графику газопотребления. ПХГ, как правило, находится на некотором расстоянии от района газопотребления. Из ПХГ газ поступает к потребителям под собственным давлением или перекачивается компрессорами. В первом случае давление газа на устье скважин должно равняться давлению на выкиде компрессора плюс потери давления на пути скважина – КС, во втором – давлению в приемном коллекторе компрессора плюс потери давления на том же пути.

Число эксплуатационных скважин, необходимое при отборе газа, определяется среднесуточным отбором газа из хранилища, типом подземного хранилища, крепостью пород газонасыщенного коллектора, технологическим режимом эксплуатации скважин, размещением скважин на площади газоносности.

Необходимое число скважин и компрессоров рассчитывают для двух наиболее трудных периодов работы подземного хранилища: пикового периода отбора газа (декабрь или январь); конечного периода отбора газа из хранилища (март – апрель).

В первом случае максимальный отбор газа осуществляется при высоком давлении, во втором случае расход отбираемого газа из хранилища меньше и давление газа в хранилище в этот период минимально.

Изменение средневзвешенного по объему порового пространства хранилища давления при отборе газа описывается формулой:

Р_к/z_к=Р_н/z_н–Q_в×Р_ат/(W×z_ат) (10)

Условия отбора газа на забое скважины в случае слабо сцементированных песчаников примем в виде постоянства градиента давления на поверхности забоя скважины:

¶Р/¶R½_R=Rc=c=(j×Q_max+y×Q_max²)/P_з.min (11)

где φ и ψ для гидродинамически совершенных:

j=(A/2×R_c)/ln(R_к/R_с); y=B/(2×R_c) (12)

Уравнение притока газа к забою скважины при нелинейном законе фильтрации:

P_к²–Р_з²=A×Q+B×Q² (13)

где Q=N_o/n (14)

Путем совместного решения приведенных уравнений можно определить необходимое число эксплуатационных скважин для двух периодов, давления на забое и устье скважин, необходимое число компрессоров.

Технико-экономические расчеты числа эксплуатационных скважин, объема буферного газа, мощности КС и глубины расположения ПХГ

Уравнение для определения числа эксплуатационных скважин имеет вид:

Q_а×P_н×С_б×f_з×t/(2C_n)=[Q_o/(n×A)]×[P_н–(Q_o/(n×A)^0,5)]²×[f₁×t+0,0052×Q_o×b×t_o/(2,3×C_n×n)]/

/[Q_o/(A×n²)+2×Q_o²/(c_з²×n³)] (15)

где Q_а – активный объем хранилища; Р_н – начальное пластовое давление; С_б – стоимость 1000 м³ буферного газа; f₁, f_з – годовые нормы амортизации– скважин и буферного газа соответственно; t – время работы хранилища, лет: С_n – стоимость бурения, оборудования устья и освоения одной скважины; Q₀ – постоянный среднесуточный отбор газа из ПХГ; n – число эксплуатационных скважин; А, с_з – коэффициенты, учитывающие геолого-физические параметры пласта и свойства газа (они определяются по данным исследований скважин); t_о – время отбора газа, лет; b – годовые эксплуатационные затраты (без реновации) по КС.

В правую часть уравнения (15) необходимо подставить произвольные значения n и построить график зависимости n = f(n) (рис. 2). Далее подсчитать значение левой части равенства и по графику определить искомое значение n_о.

Среднее давление в залежи в конце отбора газа:

P_к=[Q/(n_o×A)+Q_o²/(c_з²×n_o²)]^0,5 (16)

Динамическое давление на забое скважины в конце отбора газа

Р_з=Q_o/(n_o×c_з) (17)

Объем перового пространства в конце отбора газа

W_к=Q_a×Р_ат/(Р_н–Р_к) (18)

Объем буферного газа

W_б=W_к×Р_к/Р_ат (19)

Мощность КС в конце отбора газа

N_кс=0,0052×Q_o×lg(P₁/P₂) (20)

Рисунок 2. График зависимости f (n) от числа эксплуатационных скважин n