Трещины пласта

 

Очень большое значение имеют трещины, но обычными определе­ниями пористости и проницаемости они не учитываются. В некоторых районах операторы даже не подозревают, что в пласте есть трещины и главные количества газа при добыче идут по трещинам. Они думают, что газ идет только по порам.

В некоторых районах о значении трещин имеются правильные мнения. Так, например, в одном из отчетов треста Бугуруслангаз в 1942 г. было написано:

«Породы карбонатной и терригенной толщи, даже песчаники, имеют очень малую проницаемость, а именно от десятитысячных до сотых долей дарси. Если использовать даже максимальные значения газопроницаемости пород карбонатной толщи для подсчетов дебита газа, получаются цифры в сотни раз меньшие действительного дебита. Значит, основными путями для газа были не обычная пористость, а трещины и каверны».

К сожалению, отдельно роль трещин и отдельно роль каверн не выявлены.

• Повидимому, и в Елыиано-Курдюмском месторождении трещины имеют большое значение.
• Установлено важное значение трещин в месторождении Хьюготон и в целом ряде других месторождений США.
• Несомненно, трещины в плотных газоносных девонских песчаниках в месторождении Седь-Иоль на Тимане служат важными путями, проводящими   газ.
• Несмотря на большое значение трещин, специалисты газового дела в СССР и в США не подвергли этот вопрос надлежащему изуче­нию. В других отраслях горного дела, например в учении о рудных месторождениях, существует целая наука о трещинах. Детально разработана «трещинная тектоника». Имеются подробное учение о трещинах профессора Клоос и теория трещин американского геолога Бекера.

Предположим, что мы имеем обширное газовое месторождение, представляющее антиклиналь, возникшую орогенически, и газ зале­гает в палеозойском песчанике или известняке. Трудно предполагать, чтобы в таком месторождении не было трещин. Важно знать, в каком направлении идут главные трещины. Обычно в таких структурах бывают две системы трещин по расположению: продольные и попереч­ные. Продольные идут более или менее параллельно оси антиклинали, а поперечные ее пересекают под углами, близкими к прямому. Во многих структурах продольные преобладают над поперечными и представляют главные пути для газа. Если таково расположение тре­щин в предполагаемом месторождении, расстояния между скважинами в продольном направлении должны быть больше, чем в поперечном, и квадратная сетка превращается в прямоугольную.

Трещины могли бы явиться важным фактором в установлении расстояний между скважинами, но в газовом деле этот фактор не изу­чен.

Глубина, давление у температура, удельный вес и вязкость газа

Давление и температура большею частью увеличиваются с увели­чением глубины. Давление обычно возрастает в размере около 1 am на каждые 10 м глубины, а температура в размере около 1° С на каж­дые 33 м глубины.

При большом давлении газ может итти к скважине с более далеких расстояний, чем при малом. Если бы добыча газа из месторождения все время происходила при большом давлении, мы могли бы ввести давление в формулы рациональных расстояний. При фильтрации газа в более или менее однородном песке или песчанике по закону Дарси, т. е. при ламинарном движении можно было расстояния между скважинами устанавливать прямо пропорционально давлению, а при турбулентном движении по трещинам с большим перепадом давления— пропорционально (Р_х²—Р^)^п, где п обычно близок к 1. Газово-кон-денсатные месторождения так и разрабатываются. В них нагнетанием сухого газа при добыче конденсатного газа все время поддерживается большое давление, которое должно быть выше второй точки росы. На газово-конденсатных месторождениях обычно применяются боль­шие расстояния между скважинами. Но по окончании добычи конден­сатного газа нужно добыть сухой газ.

Эта добыча пойдет уже обычным порядком при понижении давле­ния и окончится при ничтожном давлении. Преимущество большого давления исчезает, и оно перестает быть фактором в установлении расстояний. Так обстоит дело и в обычных газовых месторождениях, заканчиваемых разработкой при ничтожных давлениях, а иногда и при вакууме.

Существует мнение, что расстояния между скважинами нужно вычислять по среднему давлению за время эксплуатации. Мы с таким мнением не согласны. Правда, большая часть газа будет добыта при высоком и среднем давлениях. Но вопрос лимитируется именно малым давлением. Расстояния должны быть таковы, чтобы и при очень малом давлении в конце эксплуатации можно было добыть весь тот газ, кото­рый можно добыть с выгодой. В газово-конденсатных месторождениях этот момент наступит не скоро. Добыча сырого конденсатного газа рассчитывается на очень долгий срок. В крупном месторождении Кэти, в Тексасе, она рассчитана на 33 года. Через 30 лет, когда нужно будет начать добывать сухой газ, можно будет в серединах расстоя­ний между скважинами пробурить дополнительные скважины. К тому времени бурение значительно усовершенствуется и, вероятно, будет стоить намного дешевле. Для обычных газовых месторождений рас­стояния между скважинами нужно рассчитывать таким образом, чтобы можно было с выгодой добыть весь возможный к извлечению газ и при очень малом давлении в пласте.

В результате мы приходим к заключению, что на обычных газовых месторождениях размер первоначального пластового давления не является фактором для установления расстояний между скважинами.

Глубина залегания газоносного пласта является фактором для установления расстояний не по причине связанного с нею давления, а по причине стоимости бурения. В Канзасе и северной Оклахоме есть много газовых месторождений, лежащих на очень малой глубине (от 150 до 400 м). До 1942 г. были приняты малые расстояния между скважинами. Очень многие скважины, включая оборудование для эксплуатации и присоединение к собирательной газопроводной сети, обходились только в 750 долл. При такой стоимости скважин можно было покрывать месторождение большим количеством скважин при малых расстояниях. В штатах Пенсильвания и Нью-Йорк при буре­нии на пласт Орискэни, лежащий во многих местах на глубине более 1400 м, бурение обходится дорого, и приходится экономить в числе скважин. Приняты большие расстояния между скважинами. Так же обстоит дело на некоторых глубоко залегающих месторождениях района Скалистых   гор.

Когда бурящаяся скважина превысила глубину 300 м, стоимость дальнейшего бурения возрастает быстрее, чем глубина. Следующая таблица показывает стоимость бурения типичных скважин в Оклахоме,. Канзасе и Северном Техасе (табл. 1).

Если мы на Декартовой сетке на оси абсцисс нанесем глубины  а на оси ординат стоимости скважин, то линия стоимости скважины для разных глубин пойдет сначала от нуля направо и кверху с углом наклона 45°. После глубины 300 м она будет постепенно загибаться кверху. Ее угол наклона будет увеличиваться. При очень больших глубинах она очень круто пойдет кверху. Эту кривую и надо прини­мать во внимание при решении вопроса о расстояниях между скважи­нами.

Температура в рассматриваемом вопросе имеет значение в том отно­шении, что при изменении температуры изменяется вязкость газа. Но вязкость газа вообще весьма мала, и ее изменения при изменении температуры практического значения не имеют. При повышении тем­пературы вязкость газа повышается. Метан имеет вязкость при 0° С 0,0102, а при 20° С 0,0108 сантипуаз. Температуру и вязкость мы не вводим в число факторов, влияющих на установление расстояния между скважинами. При движении газа в газопроводах Q обратно пропорционально корню квадратному из абсолютной температуры.

Удельный вес имеет значение. Тяжелый газ при всех осталь­ных одинаковых условиях в меньших объёмных количествах прой­дет по газопроводу или по капиллярной трубке, или по трещине, или по пористому пласту, чем легкий. Q обратно пропорционально

  Но   обычные чисто газовые месторождения содержат   газ, мало отличающийся по удельному весу. В большинстве месторождений газ имеет уд. вес от 0,6 до 0,7. Корни квадратные из этих величин будут еще меньше отличаться друг от друга. Поэтому мы и удельный вес исключаем из числа факторов.