Определение максимальной емкости ПХГ

Рассмотрим схему частично выработанного нефтяного пласта, изображенную на рисунке 2.

Общий объём газа в хранилище складывается из трех частей:

– объёма свободного газа в газовой шапке;

– объёма газа, растворенного в остаточной нефти;

– окклюдированного (рассеянного в виде отдельных пузырьков в массе нефти) газа.

Массу остаточной нефти в пласте V_o выразим как разность между начальной массой V_з и массой добытой нефти V_д:

V_o=V_з–V_д; V_з=F×h×m_o×(1–S_в)×r_н

где F – площадь нефтенасыщенного коллектора, м₂; h– средневзвешенная по площади F нефтенасыщенная толщина, м; m0 – коэффициент абсолютной пористости, доли единицы; S_в – объем связанной воды, доли единицы; ρн – плотность нефти при стандартных условиях (H=760 мм рт. ст. и t=20°С).

При начальном пластовом давлении Р_н и пластовой температуре t_н в 1 т нефти растворяется α м³ газа.

Масса газа (в кг), растворенного в 1 т нефти

G_г=a×D×1,205×293/(273+t_н)

где Δ – относительная плотность газа по воздуху.

Рисунок 2. Схематический разрез НЗ массивного типа в конце эксплуатации

Кажущаяся плотность газа ρ_к (при известных Δ и ρ_н) в жидкой фазе можно определить по графикам работы [30].

Объем газа (в м³) в единице объёма жидкой фазы:

V_г.ж=G_г/r_к

Общий объём нефти (м³), насыщенной газом:

V_н=1+V_г.ж

Общая масса этого объёма

G_г.ж=G_г+r_н

Плотность нефти, насыщенной газом (кг/м³):

r¢_н.г=G_г.ж/V_н

По графикам работы [30] можно найти поправку Δρ_р на сжимаемость при пластовом давлении и поправку Δρ_t на увеличение объёма при пластовой температуре.

Реальная плотность нефти, насыщенной газами, в пластовых условиях составляет:

r_н.г=r¢_н.г+Dr_p–Dr_t

Пластовый коэффициент

b=G_г.ж/r_н.г

Объем порового пространства, занимаемый нефтью, оставшейся в пласте:

W_к=(V_з–V_д)×b/r_н

При повышении давления от Р_к до конечного давления Р_max в освободившийся объем порового пространства залежи будет закачено

Q_o=V_д×b×(P_max/z_max–P_к/z_к)/r_н

Объём, газа растворенного в оставшейся нефти (в м³):

Q_p=(V_з–V_д)×a/r_н

Объем газа (в м³), который будет закачан в газовую шапку:

Q_ш=W_г(P_max/z_max–P_к/z_к)

Общий объём газа (в м³), который можно закачать в частично выработанное нефтяное месторождение при постоянном объёме порового пространства будет:

Q_х=Q_o+Q_p+Q_ш