Дослідження процесу витіснення залишкового природного газу азотом із виснаженого газового родовища за різної тривалості періоду нагнітання азоту в пласт

Abstract

Охарактеризовано можливі напрямки підвищення газовилучення з виснажених газових родовищ. Узагальнено результати попередніх досліджень з фізичного і математичного моделювання процесу витіснення природного газу діоксидом вуглецю, димовими газами і азотом з виснаженого газового родовища. З використанням комп’ютерної програми CMG виконано математичне моделювання процесу витіснення залишкового природного газу азотом із елемента виснаженого газового родовища у вигляді квадрата із чотирма видобувними свердловинами по його кутах після зниження пластового тиску на 90 % від початкового значення. Азот запомповували в нагнітальну свердловину у центрі квадрата різний період часу (від 1 до 36 місяців). За результатами досліджень встановлено закономірності зміни в часі і залежно від тривалості періоду нагнітання азоту в родовище пластового тиску, дебіту газу, дебіту азоту, вмісту азоту у свердловинній продукції і коефіцієнта газовилучення. У всіх варіантах нагнітання азоту в пласт призводить до збільшення коефіцієнта газовилучення. Шляхом статистичного оброблення розрахункових даних методом найменших квадратів отримано критичне значення тривалості періоду нагнітання азоту в пласт, вище якого коефіцієнт газовилучення мало змінюється. Результати досліджень свідчать про можливість вибору такої тривалості періоду нагнітання азоту в пласт, за якої за високих значень кінцевого коефіцієнта газовилучення прориву азоту у видобувні свердловини не відбудеться або вміст його у свердловинній продукції буде нижчим допустимої норми для використання її як палива у промисловості і побуті.

The article analyzes possible ways for gas recovery enhancement from depleted gas fields. The results of previous studies of physical and mathematical modeling of the natural gas displacement by carbon dioxide, nitrogen, and flue gases from depleted gas field were summarized. Using CMG software, there was performed a mathematical modeling of the process of residual natural gas displacement by nitrogen from the depleted gas field in the form of a square element with four production wells on its corners after the reservoir pressure declined by 90% of the initial value. Nitrogen was injected into the injection well, which is situated in the square center, for a different period of time (from 1 to 36 months). According to the research results, there were established patterns of change over time and depending on the length of the period of nitrogen injection into the field, reservoir pressure, gas flow rate, nitrogen flow rate, nitrogen content in the downhole products, and gas recovery factor. In all instances, nitrogen injection into the reservoir leads to the gas recovery factor increase. Using statistical calculation of the results with the help of the least squares method, there was obtained the critical value of nitrogen injection duration into the reservoir, above which the gas recovery factor changes a little. The results of the studies indicate the possibility of choice of such period duration of nitrogen injection into the reservoir, at which, at high gas recovery factors, nitrogen breakthrough in production wells will not happen or its content in downhole products will be lower than the allowed value for industry and everyday life.