Експериментальні термодинамічні дослідження (диференціальна конденсація) пластових систем на модернізованій установці фазової рівноваги УГК-3М виконувалися в Чернігівському відділенні УкрДГРІ. Там же визначалися фізико-хімічні властивості газу і конденсату, а для горизонту В-19 – в УкрНДІГазі. У таблиці 1.2 подана характеристика стабільного конденсату, у таблиці 1.3 містяться відомості про дегазацію сирого конденсату та вихідна інформація для розрахунку складу пластового газу, а результати цих розрахунків знаходяться в таблиці 1.4. У наступній таблиці 1.5 зведені матеріали диференціальної конденсації пластових систем, які вміщують понад 30 г/м3 вуглеводнів С5+.
Продуктивні горизонти залягають на глибинах більше 5000 м, де пластові тиски досягають 53,3-58,7 МПа, а температури змінюються від 382 до 406 К. Під час досліджень на конденсатність конкретних об’єктів дебіт газу за величиною відрізнявся значно – від 68,1 до 465 тис.м3/добу, лише для горизонту В-17а він дорівнював всього 29,2 тис.м3/добу. Депресії на пласт коливалися від 9,3 до 67,2 %, а швидкості потоку газу на вході в НКТ – від 1,1 до 8,7 м/с (таблиця 1.1). Нижче розглянуті матеріали вивчення пластових газоконденсатних систем погоризонтно із врахуванням результатів дослідно-промислової розробки (ДПР) покладів, а підсумкові параметри, що рекомендуються для промислових розрахунків, подані в таблиці 1.6.
Горизонт В-16б2. Згідно з дослідженнями на конденсатність свердловини 2 пластовий газ містить (в молярних процентах): метану 79,98 %, етану 7,25 %, пропану 3,20 %, бутанів 1,3 %, пентанів і вищих вуглеводнів 2,65 %, азоту 0,64 %, гелію 0,07 %, вуглекислого газу 4,91 %. Молекулярна маса газу 22,75, відносна густина 0,786, молярна частка сухого газу 0,973. Початковий потенціальний вміст конденсату 131,6 г/м3 у розрахунку на сухий газ. Властивості конденсату: густина 780,3 кг/см3, молярна маса 122, кінематична в’язкість 1,32 мм2/с, кількість бензинових фракцій (википають до 200 °С) 62 % об’ємних. Конденсат містить 0,59 % масових парафіну, 0,48 % мас. смол, 0,05 % мас. асфальтенів, сірка відсутня. За груповим складом тип конденсату МНА (у фракції п.к.-200 °С метанових вуглеводнів 58,4 % мас., нафтенових – 25,7 % мас., ароматичних – 15,9 % мас.).
Матеріали ДПР горизонту В-16б2 за півтора року експлуатації свердловини 2 свідчать про загальну нестабільність її роботи. Конденсатний фактор лише перші 5 місяців зберігався відносно постійним, надалі його різке і спорадичне зростання ймовірно було спричинене додатковим винесенням конденсату, що випадав у присвердловинній зоні. Це, разом з поступленням води, призвело до зниження робочих тисків, зменшення дебітів газу та конденсатного фактора і в кінці до припинення фонтанування свердловини. За перші 5 місяців конденсатний фактор у середньому склав 172 г/м3, тобто був вищим на 28,9 % відносно потенціального вмісту С5+ 133,8 г/м3 (131,6 г/м3 на сухий газ), за матеріалами дослідження на конденсатність (табл. 1.4). Отже, мало місце заниження реального конденсатного фактора у зв’язку з недостатньою швидкістю потоку газу, 1,3 м/с, чи з іншої причини.
Близьку величину потенціального вмісту С5+, 204,8 г/м3 на газ сепарації (194,77 г/м3 на сухий газ) має пластовий газ горизонту В-17б, а різниця в 15,8 % з конденсатним фактором 172,5 г/м3 горизонту В-16б2 співмірна з пересічними промисловими втратами. Тому для горизонту В-16б2 доцільно прийняти параметри пластової системи горизонту В-17б і використовувати їх для розрахунків показників розробки покладу.
Горизонт В-17а. Склад пластового газу (% молярні): метану 83,72 %, етану 5,40 %, пропану 1,70 %, бутанів 0,88 %, пентанів 4,70 %, азоту 0,23 %, гелію 0,04 %, вуглекислого газу 3,33 %. Молекулярна маса 23,82, відносна густина 0,8220, молярна частка сухого газу 0,953. Початковий потенціальний вміст конденсату на сухий газ 254,14 г/м3, коефіцієнт конденсатовилучення 0,753.
Конденсат легкий – густина 794,2 кг/м3, безсірчистий, вміщує 0,24 % мас. парафіну, 0,26 % мас. смол і 0,03 % мас. асфальтенів. Молекулярна маса конденсату 127,1, кінематична в’язкість 1,38 мм2/с, кількість бензинових фракцій 80 % об’ємних.
Дослідно-промислова розробка покладу в горизонті В-17а не проводилася, отже, відсутні об’єктивні дані для оцінки достовірності потенціального вмісту конденсату, що дорівнює 254,14 г/м3 у розрахунку на сухий газ. Він суттєво вищий, ніж у сусідніх горизонтах В-16б2 і В-17б. З причини низького дебіту газу – всього 29,2 тис.м3/добу і, відповідно, малої швидкості потоку газу, 1,1 м/с при значній депресії 67,2 %, для горизонту В-17а можливе завищення вмісту конденсату в пластовому газі. Більш вірогідним значенням є аналогічне з горизонтом В-17б, однак для перегляду параметрів нема обґрунтованих підстав, тому для промислових розрахунків залишені фактичні результати дослідження на конденсатність розвідувальної свердловини 2.
Горизонт В-17б. Дослідження на конденсатність об’єкта випробування 5235-5286 м у свердловині 2 виконано двічі – повторне після дострілу середньої частини об’єкта в інтервалі 5257-5270 м. Оскільки повніше охоплено розкриттям розріз і сприятливішими були умови відбору проб (менша депресія і більша швидкість потоку газу, що видно з табл. 1.1), то параметри пластової системи для промислових розрахунків рекомендовані за результатами другого дослідження (табл. 1.6).
Пластовий газ містить, в молярних процентах: метану 79,29 %, етану 9,86 %, пропану 3,06 %, бутанів 1,04 %, пентанів і вищих вуглеводнів 3,77 %, гелію 0,04 %, вуглекислого газу 2,94 %, азот відсутній. Молекулярна маса газу 23,40, відносна густина 0,808, молярна частка сухого газу 0,962. Початковий потенціальний вміст конденсату в розрахунку на сухий газ 194,77 г/м3, коефіцієнт конденсатовилучення 0,749. За два роки ДПР промисловий конденсатний фактор був значно меншим (124-126 г/м3), що, ймовірно, обумовлено різними причинами (умови сепарації, облік продукції, видобуток газу лише з верхньої частини горизонту тощо).
Властивості конденсату: густина 777,7 кг/м3, молекулярна маса 122,8, кінематична в’язкість 1,29 мм2/с, кількість бензинових фракцій 65 % об’ємних. Вміст компонентів, в процентах масових: парафіну 0,67 %, смол 0,25 %, асфальтенів 0,05 %, сірка відсутня. Груповий склад фракції п.к. – 200 °С: метанових вуглеводнів 57,9 %, нафтенових 23,8 %, ароматичних 18,3 %, тип конденсату МНА.
Горизонти В-17в+В-18. Об’єкт випробування в інтервалі 5329-5413 м об’єднує обидва горизонти, хоча початково лише з горизонту В-18 (інтервал 5394-5413 м) промислового припливу газу не одержано. Дослідження на конденсатність виконані двічі – до і після ущільнення перфорації в пластах, оцінених як продуктивні за матеріалами ГДС. У значеннях параметрів газоконденсатної системи відсутня суттєва різниця, тому для промислових розрахунків, стосовно покладу в цілому, вони усереднені (табл. 1.6).
Пластовий газ у середньому містить (в молярних процентах): метану 83,78 %, етану 6,70 %, пропану 2,55 %, бутанів 0,91 %, пентанів і вищих вуглеводнів 2,37 %, азоту 0,25 %, гелію 0,4 %, вуглекислого газу 3,40 %,. Молекулярна маса газу 22,18, відносна густина 0,719, молярна частка сухого газу 0,976. Початковий потенціальний вміст конденсату (середній) в розрахунку на сухий газ 125,75 г/м3, коефіцієнт конденсатовилучення 0,838.
Властивості конденсату: густина 770,6-772,1 кг/м3, молекулярна маса 124,6-137,0, кінематична в’язкість 1,09—1,10 мм2/с, кількість бензиноваих фракцій 65-68 % об’ємних. Конденсат малопарафінистий (0,31-0,43 % масових), малосмолистий (0,21-0,22 % мас.), безсірчистий, з незначною домішкою асфальтенів (до 0,1 % мас.).
Горизонт В-19. Промислові дослідження на конденсатність здійснені із застосуванням МТСУ в процесі розробки покладу в свердловинах 4 і 51. Пластовий газ містить в середньому (в молярних процентах): метану 86,69 %, етану 5,64 %, пропану 1,34 %, бутанів 0,40 %, пентанів і вищих вуглеводнів 0,68 %, азоту 0,12 %, вуглекислого газу 5,13 %,. Молекулярна маса газу 19,44, відносна густина 0,669, молярна частка сухого газу 0,9935.
Потенціальний вміст конденсату низький і складає в середньому 30,41 г/м3 у розрахунку на сухий газ, що підтверджується результатами ДПР. Згідно з інструкцією термодинамічні дослідження не проводилися, коефіцієнт конденсатовилучення визначений графічно за співвідношенням (С2–С4)/С5+ і дорівнює 0,840.
Властивості конденсату: густина 778,9-790,3 кг/м3, молекулярна маса 129- 139, кінематична в’язкість 1,24-1,26 мм2/с, кількість бензинових фракцій (температура википання до 200 °С) 66-68 % об’ємних.
Загалом в пластових газах горизонтів Семиреньківського родовища (таблиця 1.6) основним компонентом є метан, вміст якого коливається в межах 79,29-86,69 % молярних. Гази також вміщують, в молярних процентах: етану 5,40-9,86 %, пропану 1,70-3,06 %, бутанів 0,40-1,04 %, пентанів і вищих вуглеводнів від 0,68 % в горизонті В-19 до 4,70 % в горизонті В-17а. Потенціальний вміст конденсату у розрахунку на сухий газ відповідно мінімальний в горизонті В-19 – 30,41 г/м3 і максимальний в горизонті В-17а- 254,14 г/м3.
За результатами хімічного аналізу конденсати легкі, густиною 771,4-784,6 кг/м3, молекулярною масою 122,8-130,8, малопарафінисті (до 0,67 % масових), малосмолисті (до 0,65 % мас.), безсірчисті, з незначною домішкою асфальтенів (до 0,06 % мас.). За товарною класифікацією згідно ОСТ 38.011.97 – 80 відносяться до першого класу, першого типу, першого виду.
Термодинамічними дослідженнями на установці УГК-3М (диференціальна конденсація) визначені фазовий стан пластових газоконденсатних систем при початкових пластових термобаричних умовах, тиски початку конденсації вуглеводнів фракції С5+ і динаміка втрат конденсату під час ізотермічного зниження тиску в діапазоні від пластового до 0,0981 МПа (таблиця 1.5).