188474. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gázkihozatal növelésére
1 188 474 2 A találmány tárgya eljárás gázkihozatal növelésére elvizesedett, illetve már eleve magas víztelítettséggel rendelkező gáztelepekből. Ismeretes, hogy gáztelepek művelésekor a kiszorító energiát a kimerülés és/vagy a természetes vízáramlás szolgáltatja. Tiszta kimerüléssel működő gáztelep víztesttel nem függ össze, vagy a víztest kiterjedése olyan minimális, hogy a telepbe jelentős vízbeáramlás nem történik. A telep rétegnyomása ekkor folyamatosan csökken, a gáz által elfoglalt tér a telepben állandó. Gyakoribb, hogy a gáztelep kiterjedt, de véges, vagy művelési szempontból végtelen víztesttel függ össze. A telepbe beáramló víz gázt szorít ki, és mérsékli a rétegnyomás csökkenését. Amennyiben a vízbeáramlás üteme eléri a gázkivétel ütemét, a rétegnyomás állandósul. Ha a telep nagykiterjedésű (végtelen) vízrendszerrel függ össze és a tárolókőzet jó áteresztőképességgel rendelkezik, a rétegnyomás a kezdeti érték közelében állandósul, s csak kismértékben befolyásolható a megcsapolás ütemével. Míg a kimerüléses rendszerű gáztelepek elérhető kihozatalát a telep kezdeti és felhagyási rétegnyomása gyakorlatilag meghatározza, addig víznyomásos rendszerű telepeknél a kihozatal már számos tényező függvénye. A kihozatal függ a vízelárasztási nyomástól, a tároló heterogenitásától, a termelő kúthálózattól stb. A vízelárasztás nyomásának növekedésével a lefűződött és maradék gáztelítettségként visszamaradó gáz mennyisége növekszik, ezáltal a kihozatal csökken. A kihozatal növelése érdekében alkalmazott eljárások az elárasztási nyomás csökkentésére irányulnak; a gáz fokozott ütemű termeltetésével és/vagy a víztest megcsapolásával. A gáztelepek egy részénél az eddig alkalmazott eljárásokkal csak korlátozott eredmény érhető el. Kedvezőtlen végső kihozatal adódik akkor, ha a gáztelep kiterjedése és vastagsága kicsi, talpi vizes rendszerű, a telep enyhe dőlésű korlátlan vízutánpótlású rétegben helyezkedik el. A talpi víz jelenléte a vízmentes gáztermelést már kezdettől akadályozhatja, s a termelő kút (vagy kutak) szerkezeti helyzete is jelentősen befolyásolja a telep egészének leművelését, a vízelárasztás területi és térfogati hatásfokát. A korlátlan vízbeáramlás miatt érdemben az elárasztási nyomás nem csökkenthető, a gáztermelési ütem a vízkúpképződés és homokosodás veszélye miatt sem növelhető bizonyos határ felett. A Pannon medence alsópannon, de különösen felsőpannon korú homokkő rétegeiben számos, a fentiekben leírt kedvezőtlen művelési adottsággal rendelkező szénhidrogén-gáztelep található. Általában jellemző, hogy a több száz méter vastagságú összletben azonos területen, egymással fedésben több gáztelep helyezkedik el. A természetesen kialakult telepek mellett hasonló földtani adottsággal rendelkeznek az átfejtődött gázból származó ún. másodlagos gáztelepek is. A jelen találmánnyal olyan eljárás kidolgozása a célunk, amellyel lehetővé válik az ilyen elvizesedett vagy már eleve vizes gáztelepek további leművelése. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy legalább egy mélyebben fekvő szintből legalább egy szerkezetileg magasabban elhelyezkedő szintbe legalább egy kúton keresztül gáz és/vagy víz átfejtést végzünk és a kitermelést a felső szintből folytatjuk. Az átfejtést végezhetjük egy alsó szintből egy felső szintbe, több alsó szintből egy felső szintbe, vagy egy alsó szintből több felső szintbe, a körülményektől függően. Végezhető az átfejtés külön erre a célra fúrt kutakon át vagy magukon a termelő kutakon keresztül. Ha az átfejtést termelő kúton át végezzük, az átfejtés és a termelés szakaszosan, felváltva történhet. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy a gáznak és a víznek a tárolórétegben lejátszódó gyors gravitációs elkülönülése alapján megoldható a több kis telepben megosztó gáz koncentrált újrafelhalmozódása és ezáltal a leművelés feltételeinek megjavítása. Ezt a mélyebb telepekből magasabban lévő telepekbe történő mesterséges gázátfejtés biztosítja. Az átfejtődéshez szükséges nyomásgradienst a telepek hidrosztatikus nyomáskülönbsége, valamint a víz és gáz sűrűségének eltérése biztosítja (1000 — 1200 méter mélységben lévő telepeknél például a nyomás gradiens 9 kPo/m). Emellett további pótlólagos nyomásgradienst jelent, hogy a felső telepek leművelése következtében azok nyomása csökken. Az eljárás alkalmazható már elvizesedett gáztelepek kihozatalának növelésére is, a gravitációs elkülönüléssel kivált gáz összegyűjtése révén. Elvizesedett telepben ugyanis számottevő gáz elkülönülés történhet akkor, ha a telep még művelés alatt álló telepek közös vízrendszeréhez tartozik, s rétegnyomása csökken. Másfelől, éppen a találmány szerinti eljárás alkalmazása eredményez — a rétegnyomás csökkenése következtében — további gázkiváltást, ami a többlet gáztermelést növeli, minthogy a kivált gázt vagy közvetlenül a mélyebben fekvő szintből, vagy átfejtés után egy felsőbb szintből ki lehet termelni. A tanulmány további részleteit kiviteli példák segítségével ismertetjük. 1. példa A gáz és víz gravitációs elkülönülése alapján a gáz újrafelhalmozódását az alábbi paraméterekkel jellemezhető tárolón mutatjuk be. Jó áramlási tulajdonságokkal jellemezhető felsőpannon korú összletben 960—1100 m mélységben egymás fölött egymástól elszigetelten több aktív víznyomású vékony gáztelep található. A telepek kiterjedése 0,1—1,6 km2, effektiv gázos vastagságuk 1—5 m. A tárolókőzet világos szürke, kis és közepes keménységű karbonátos kötőanyagú finom és aprószemű homokkő. Porozitása 25—30%, áteresztőképessége 100—300 10'3 pm*. A becsült tapadóvíztelítettség 35—45%. A telepek kezdeti rétegnyomása a hidrosztatikus mélységnek megfelelően 9,6-11,0 MPa. A réteghőmérséklet 53-60°C. A telepek többségét egy vagy két kút harántolja. A művelési tapasztalat alapján egyértelműen megállapítható, hogy a telepek aktív víznyomásúak. A termelés hatására nem vagy csak igen kismértékű nyomáscsökkenés lépett fel. Az ismertetett típusú gáztelepekben megnyitott kutak általában már kezdettől gáz mellett vizet is termeltek, és igen hamar elvizesednek. Az eljárás szerint külön kutat fúrtunk két telep összekapcsolására és a mélyebben lévő, gázt és vizet tartalmazó tárolóból gázátfejtést kezdtünk a magasabban elhelyezkedő és így kisebb nyomású gáztelepbe. A telepek közötti átfejtődéshez szükséges nyomáskülönbség a víztest nyomásfenntartó szerepe miatt biztosított. A nagyobb gázos vastagságú felső teleppel az alsó gáztelep(ek) gáza is bete emelhető. Esetünkben két telepet összekapcsolva másfél év alatt a felső telepbe átfejthető 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
