Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kar Olajmérnöki Intézeti Tanszék A kútmegnyitás helyének vizsgálata a fúrás során nyert információk alapján Szerző: Szaniszló Szabina Szak: Olaj- és gázmérnöki MSc Évfolyam: 2. évfolyam Konzulens: Dr. Bódi Tibor, egyetemi docens Tanszék: Olajmérnöki Intézeti Tanszék Miskolc, 2012. 10. 29.
Eredetiségi nyilatkozat Alulírott Szaniszló Szabina, a Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Karának hallgatója büntetőjogi és fegyelmi felelősségem tudatában kijelentem és aláírásommal igazolom, hogy ezt a dolgozatot saját magam készítettem, a benne leírt vizsgálatokat ha ezt külön nem jelzem magam végeztem el, és az ismertetett eredményeket magam értem el. Adatokat, információkat csak az irodalomjegyzékben felsorolt forrásokból használtam fel. Minden olyan részt, melyet szó szerint, vagy azonos értelemben, de átfogalmazva más forrásból átvettem, egyértelműen, a forrás megadásával megjelöltem. Miskolc, 2012. 10. 29.... a hallgató aláírása 2
Konzulensi nyilatkozat Alulírott Dr. Bódi Tibor, a Miskolci Egyetem Olajmérnöki Intézeti Tanszék munkatársa a TDK dolgozatot beadásra alkalmasnak ítélem. Egyéb megjegyzések, ajánlás: Miskolc, 2012. 10. 29.... a konzulens aláírása 3
TARTALOMJEGYZÉK 1. Bevezetés... 5 2. Mérések, adatok... 7 3. A kút adatai... 9 4. A PanSystem program... 11 5. A 2. számú teszt... 12 5.1. A mért adatok... 12 5.1.1. A gázkeverék paraméterei... 13 5.2. A 2. teszt adatainak kiértékelése a PanSystem programmal... 14 5.2.1. 1. számú kiértékelés... 15 5.2.2. 2. számú kiértékelés... 15 5.3. Következtetés... 16 6. A 9. számú teszt... 17 6.1. A mért adatok... 17 6.1.1. A gázkeverék paraméterei... 18 6.2. A 9. teszt adatainak kiértékelése a PanSystem programmal... 19 6.2.1. 1. számú kiértékelés... 19 6.2.2. 2. számú kiértékelés... 20 6.2.3. 3. számú kiértékelés... 21 6.3. Következtetés... 22 7. A 12. számú teszt... 24 7.1. A mért adatok... 24 7.1.1. A gázkeverék paraméterei... 25 7.2. A 12. teszt adatainak kiértékelése a PanSystem programmal... 26 7.2.1. 1. számú kiértékelés... 27 7.2.2. 2. számú kiértékelés... 27 7.2.3. 3. számú kiértékelés... 28 7.3. Következtetés... 29 8. Összefoglalás... 31 Irodalomjegyzék... 33 Ábrajegyzék... 33 Táblázatok jegyzéke... 34 4
1. BEVEZETÉS Magyarországon jelenleg körülbelül 60 000 km 2 -en folyik a szénhidrogén-kutatás. Szám szerint 650 db (Magyar Bányászati és Földtani Hivatal adatbázisa szerint) kutatási terület található, melyeken hazai és külföldi olajipari cégek (bányavállalkozók) jogosultak a szénhidrogének kutatására. Amennyiben a szénhidrogén-kutatásra jogosult bányavállalkozó a kutatásai eredményeként műrevaló minőségű és mennyiségű szénhidrogént talál és termelésbe szeretné azt állítani, bányatelket (művelési-termelési egységet) alapíthat. Jelenleg Magyarországon 1414 db (Magyar Bányászati és Földtani Hivatal adatbázisa szerint) ilyen bányatelek található. A bányatelek térfogatán belül ezek után más cég nem végezhet kutatási tevékenységet, akkor sem, ha az általa jogszerűen kutatható kutatási területen helyezkedik el ez a bányatelek. Dolgozatomban is egy magyarországi kutatási területen található, meglévő, már lemélyített kutat vizsgálok. Ez a kút a RAG Kft. egyik kutatási területén helyezkedik el, annak délkeleti részén, bányatelekkel védetten. A kutat még a 70-es években mélyítették. 2833 méter mély, az eleváció 90,09 méter. A kút egy olyan területrészen lett lemélyítve, ahol három, egymástól független hidrodinamikai rendszer található. A kút vizsgálata során az egyik hidrodinamikai egységben éghető földgázt találtak. A telepet egy új 3D-s szeizmikus adattömb Inline-419 és Xline-320 alapszelvényeken azonosított, AVO III. osztályú attribútum anomália és szerkezet alapján határolták le. A csapda Ny-K csapású, normálvető levetett oldalán elhelyezkedő, szerkezeti elemmel kombinált sztratigráfiai csapda, részben települt álboltozattal. A telep rétegtelep. A rezervoár gravitációs tömegmozgások által felhalmozott, medencefenéki törmelékkúp, vagy nagyméretű csatorna-kitöltés fáciesű, finom- és középszemű homokkő. A gáztelített térfogathoz bizonyítottan jelentős III. típusú AVO és más geofizikai anomáliák társulnak. A fúrásban az alsópannon tető 1779 méteren, a miocén tető 2680, a prekambrium tető pedig 2754 méteren található. A rezervoárok kora alsó Pannóniai. 5
1. ábra A vizsgált kutatófúrás helyzete a környező szénhidrogén-telepekhez képest [Kutatási Zárójelentés] 6
2. MÉRÉSEK, ADATOK A vizsgálat alá vont kútban 17 db perforáció található. 24 db rétegvizsgálat történt. Az első, DST 1 vizsgálat során a kút 40 m 3 /nap kondenzátumot termelt egy kevés gáz mellett, melyet nem mértek meg. Az 1a. nevezetű mérés kábel teszteres mérés volt, itt gyakorlatilag nem volt beáramlás. A 2. számú mérés során a kút 132,8 m 3 /nap vizet termelt egy kevés CH gáz mellett. A 3., 3a., 4., 4a., 5., 6., 6a., 6b., 7. és 8. számú kútvizsgálat során a vizsgált rétegből nem volt beáramlás. A 9. számú vizsgálatnál a kút 6200 m 3 /nap gázt termelt 0,68 m 3 /nap kondenzátum és 24,92 m 3 /nap víz mellett. A 10. és 11. számú mérésnél beáramlás nem volt. A következő, 12. számú vizsgálat során a rétegből 16.300 m 3 /nap gáz- és 48 m 3 /nap víztermelés volt. A többi, 13., 14., 14a., 15., 16., 17. és 18. számú kútvizsgálat során a vizsgált rétegekből nem történt beáramlás. 1. táblázat A vizsgált szakaszok adatai Vizsgált szakaszok Kút neve Perforáció száma Tető [m] Talp [m] Rétegvizsgálat módja Termelési adatok 18 1239 1242 perforálás 40 m 3 /nap víz 17 1943 1946 perforálás + savazás 27 m 3 /nap víz 16 2047,5 2050,5 perforálás 62 m 3 /nap víz 15 2057 2063,5 perforálás 28 m 3 /nap víz 14, 14a 2075 2078 perforálás + savazás 72 m 3 /nap víz 13 2156 2163,5 perforálás nincs beáramlás 12 2188 2195 perforálás 16301 m 3 /nap gáz és 48 m 3 /nap víz 11 2197 2200,5 perforálás 44 m 3 /nap víz 10 2221,5 2226 perforálás 18 m 3 /nap víz Kút-1 9 2300 2304 perforálás + savazás 6200 m 3 /nap gáz és 24,92 m 3 /nap víz 8 2568 2576 perforálás + savazás nincs beáramlás 7 2568 2572 perforálás nincs beáramlás 6, 6a, 6b 2637 2644 perforálás + savazás nincs beáramlás 5 2637 2642 perforálás + savazás nincs beáramlás 4, 4a 2665 2670 nincs beáramlás perforálás + savazás 2670 2676 nincs beáramlás 3, 3a 2665 2670 perforálás + savazás nincs beáramlás 2 2687 2693 perforálás 1, 1a 2252 2266 teszteres 132,8 m 3 /nap víz és kevés HC gáz 40 m 3 /nap kondenzátum és kevés HC gáz 7
TDK dolgozatomban a 2. számú, 2687-2693 méteren lévő, konglomerátumban perforált, a 9. számú, 2300-2304 méteren, homokkőben, illetve a 12. számú, 2188-2192 méteres mélységben lévő, szintén homokkőben megtalálható perforációk termelési lehetőségeit vizsgálom a mérések során szerzett adatokat figyelembe véve. A perforált szakaszoknál nem volt meghatározva az adott réteg effektív vastagsága, így számításaim alapjául az effektív rétegvastagságnak a perforáció vastagságát vettem. 1 DST vizsgálat: nyitott rétegvizsgálat. Az egy kútban végezhető vizsgálatokat úgy is csoportosíthatjuk, hogy a kútvizsgálat végrehajtása már kiképzett kútban vagy a fúrási műveletek után, vagy közben, még ki nem képzett kutakban történik a vizsgálat. Ez utóbbiakat DST vizsgálatoknak, illetve fúrószáras teszteres vizsgálatoknak nevezik. A fúrási művelet során, illetve a részben kiképzett kutakban végrehajtott kútvizsgálatok, például teszteres vizsgálat, beáramlás vizsgálat, illetve hozamvizsgálat mérési elveit és a mérés kiértékelési módjait tekintve nem különbözik a már kiképzett kutakban végzett hasonló vizsgálatoktól. 8
3. A KÚT ADATAI 2. táblázat A perforációk helyei Perforáció Kút neve Rétegvizsgálat száma Kút-1 Tető [m] Talp [m] 18 1239 1242 17 1943 1946 16 2047,5 2050,5 15 2057 2063,5 14 2075 2078 13 2156 2163,5 12 2188 2195 11 2197 2200,5 10 2221,5 2226 9 2300 2304 8 2568 2576 7 2568 2572 6, 6a, 6b 2637 2644 5 2637 2642 4 2665 2670 2670 2676 3 2665 2670 2 2687 2693 3. táblázat Cementdugók helyei Cementdugók Kút neve Sorszám Tető [m] Talp [m] Kút-1 15 1152 1233 14 1893 1936 13 2015 2050 12 2052,3 2065 11 2065 2087 10 2135 2164 9 2166,2 2192 8 2195,5 2202 7 2202 22xx? 6 2228 2237,5? 5 2440 2528 4 2630 2647,5 3 2647,5? 2 2675,5 2681 1 2720? 9
2. ábra A Kút-1 nevű fúrás kútszerkezete [saját ábra] 10
4. A PANSYSTEM PROGRAM A kutak vizsgálatát a PanSystem nevű programmal végzem. A PanSystem szoftver az iparág vezető elemző szoftvere már több mint 20 éve. Egy könnyen kezelhető szoftver, amely több lehetőséget kínál a modellek elemzésére. Nem csak a nyomásemelkedési görbék vizsgálatára alkalmas, hanem lehetőséget ad a tározó körüli információk megismerésére is, és a megfelelő vizsgálati és elemzési technikákkal több adatot is megtudhatunk. A programmal meghatározható adatok többek között: áteresztőképesség; rezervoár szerkezete (határok); rezervoár nyomása; kútteljesítmény; kutak közötti kommunikáció; termelési előrejelzés; kúttároló hatás; szkin tényező; stb. 11
5. A 2. SZÁMÚ TESZT 5.1. A MÉRT ADATOK 4. táblázat A nyomások alakulása a 2. számú tesztnél Nyomás alakulása Δt ws [h] P t [MPa] P c [MPa] P ws [MPa] (t p +Δt ws )/Δt ws t p = 65 h 0 0,8 0 14,903 1 7,7 4 21,565 66 2 9,3 5 23,474 33,5 3 10,4 7 24,72 22,67 4 11,3 7,4 25,668 17,25 5 11,8 8,2 26,445 14 6 12,4 9 27,072 11,83 7 13 9,2 27,623 10,29 8 13,5 9,8 28,089 9,13 9 13,9 10 28,517 8,22 10 14,1 10,6 28,902 7,5 11 14,5 11,2 29,251 6,91 12 14,8 11,5 29,57 6,42 13 14,95 11,6 29,879 6 16 15,9 11,7 30,32 5,06 17 16 11,7 30,553 4,82 18 16,2 11,8 30,762 4,61 19 16,4 11,8 30,971 4,42 20 16,7 12 31,169 4,25 21 16,9 12,2 31,361 4,09 22 17,1 12,4 31,547 3,95 23 17,3 12,6 31,733 3,83 24 17,5 13,3 31,88 3,71 25 17,6 13,5 32,051 3,6 26 17,8 13,7 32,216 3,5 27 18 13,9 32,365 3,41 28 18,3 14,2 32,509 3,32 29 18,5 14,4 32,645 3,24 30 18,8 14,7 32,778 3,17 31 19 15 33,034 3,1 32 19,2 15,2 33,034 3,03 33 19,4 15,4 33,155 2,97 34 19,5 15,6 33,268 2,91 Δt = 0,35 h 12
5. táblázat Nyomásgradiensek a termelés során Nyomásgradiens a termelés során D [m] P ws [MPa] 500 5,446 1200 12,007 1800 17,697 6. táblázat A vizsgált gáz összetétele Gázkomponens Térfogatszázalék N 2 8,02 CO 2 0,92 C 1 82,43 C 2 5,29 C 3 2,23 ic 4 0,21 nc 4 0,61 ic 5 0,07 nc 5 0,13 ic 6 0,03 nc 6 0,04 C 7 0,02 5.1.1. A GÁZKEVERÉK PARAMÉTEREI Moláris tömeg: Moláris térfogat: Sűrűség: Relatív sűrűség: 13
Fűtőérték: Wobbe-szám: 5.2. A 2. TESZT ADATAINAK KIÉRTÉKELÉSE A PANSYSTEM PROGRAMMAL A 2. számú teszt során a rétegből 132,8 m 3 /nap víz- és kevés gáztermelés történt 65 óra alatt. A kiáramló gáz mennyiségét nem mérték, ezért ebben az esetben a kutat víztermelőként értelmezem. 3. ábra Nyomás és hozamgörbe a mért nyomásemelkedési görbe alapján [saját ábra] 4. ábra A diagnosztikai görbe pontjai a kirajzolás után [saját ábra] 14
5.2.1. 1. SZÁMÚ KIÉRTÉKELÉS Diagnosztikai görbe (log-log görbéből): 1-es görbe illesztése a kúttároló hatás 2 meghatározásához, valamint a radiális tartomány kijelölése (vízszintes vonal), ami körülbelül másfél logaritmikus skálára található az 1-es görbétől, valamint a bal lent látható táblázatban a program által kiszámított értékek. 5. ábra Diagnosztikai görbe [saját ábra] A kék színnel jelölt görbe a nyomás görbe, amely láthatóan jól illeszkedik a mért pontokra. A piros görbe a nyomásderivált görbe. A derivált görbe végén a számított görbe eltér a mért pontoktól, de több számítási modellel is kísérleteztem a pontos illeszkedés eléréséhez. Az ábrán a lehető legjobban illeszkedő görbe látható. 2 Kúttároló hatás: A kútvizsgálatok során a kút lezárása az esetek többségében a kútfejen történik. Hasonlóan a kút megnyitása, a nyomáscsökkenési görbék felvétele szintén a kútfejen történik. A megnyitás pillanatában a felszínen mérhető hozam jelentősen eltér a kúttalpon, a kútba beáramló hozamtól. A kút nyitás hatására a kútban lévő fluidumok kitágulnak, expandálnak így kezdetben, a kútvizsgálat elején kapott hozamok tulajdonképpen nem a rétegből, hanem magából a kútból származnak. Ezt a jelenséget nevezzük kúttároló hatásnak. 5.2.2. 2. SZÁMÚ KIÉRTÉKELÉS: Fél-logaritmikus görbe (semi-log): a radiális áramlási tartományra a program által illesztett görbe, valamint a kiszámított adatok. 15
6. ábra A fél-logaritmikus görbe [saját ábra] Láthatóan a radiális tartomány jól lett kijelölve, az illesztett görbe viszonylag jól illeszkedik a mért pontokra. A számított paraméterek baloldalon lent találhatóak a táblázatban. 5.3. KÖVETKEZTETÉS A 2. számú teszt esetében, mivel nem volt gázmennyiség mérés, így a kutat víztermelőnek nyilvánítottam. A számított adatok alapján az áteresztőképesség elég kicsi, k w = 0,8 md körüli érték, így ezt a perforációt gáztermelés szempontjából nem tartom alkalmasnak a megnyitásra. 16
6. A 9. SZÁMÚ TESZT 6.1. A MÉRT ADATOK 7. táblázat A nyomások alakulása a 9. számú tesztnél Nyomás alakulása Δt ws [h] P t [MPa] P c [MPa] P ws [MPa] (t p +Δt ws )/Δt ws t p = 70 h 0 3,43 0 7,485 1 8,5 0 14,672 71 2 11,4 0 18,584 36 3 12,7 0 20,192 24,33 4 13,5 0 20,96 18,5 5 14 0 21,327 15 6 14,3 0 21,513 12,66 7 14,9 0,7 21,634 11 8 15,1 1,6 21,739 9,75 9 15,15 1,8 21,817 8,77 10 15,2 1,9 21,852 8 11 15,4 2,1 21,888 7,36 12 15,5 2,3 21,926 6,83 13 15,6 2,6 21,95 6,38 14 15,6 2,8 21,97 6 15 15,6 2,9 21,995 5,67 16 15,6 3 22,03 5,38 8. táblázat Nyomásgradiensek a termelés során Zárt nyomásgradiens D [m] P ws [MPa] 5 15,603 700 16,818 1400 17.733 2280 22,146 17
9. táblázat A vizsgált gáz összetétele Gázkomponens Térfogatszázalék N 2 2,14 CO 2 11,25 C 1 79,63 C 2 3,84 C 3 1,68 ic 4 0,64 nc 4 0,44 ic 5 0,05 nc 5 0,17 C 6 0,09 C 7 0,07 6.1.1. A GÁZKEVERÉK PARAMÉTEREI Moláris tömeg: Moláris térfogat: Sűrűség: Relatív sűrűség: Fűtőérték: Wobbe-szám: 18
6.2. A 9. TESZT ADATAINAK KIÉRTÉKELÉSE A PANSYSTEM PROGRAMMAL A 9. számú teszt során a rétegből 6200 m 3 /nap gáz- és 24,92 m 3 /nap víztermelés történt 70 óra alatt. A kutat ebben az esetben gáztermelőként értelmezem. 7. ábra Nyomás és hozamgörbe a mért nyomásemelkedési görbe alapján [saját ábra] 8. ábra A diagnosztikai görbe pontjai a kirajzolás után [saját ábra] 6.2.1. 1. SZÁMÚ KIÉRTÉKELÉS: Diagnosztikai görbe (log-log görbéből): 1-es görbe illesztése a kúttároló hatás meghatározásához, valamint a radiális tartomány kijelölése (vízszintes vonal), ami körülbelül másfél logaritmikus skálára található az 1-es görbétől, valamint a bal lent látható táblázatban a program által kiszámított értékek. 19
9. ábra Diagnosztikai görbe [saját ábra] Ennél a perforációnál már láthatóan jobban illeszkedik mindkét görbe. Azonban itt a mérés csak 16 órán keresztül tartott, így a nyomásderivált illesztett görbe végén nagy a bizonytalanság. Hosszabb mérésre lett volna szükség, hogy az illesztés és a paraméterek pontosabbak legyenek. 6.2.2. 2. SZÁMÚ KIÉRTÉKELÉS Fél-logaritmikus görbe (semi-log): a radiális áramlási tartományra a program által illesztett görbe, valamint a kiszámított adatok. 10. ábra A fél-logaritmikus görbe [saját ábra] Ebben az esetben is a radiális tartomány helyesen lett kijelölve, az illesztett görbe viszonylag jól illeszkedik a mért pontokra. A baloldali lenti táblázatban a számított paraméterek vannak. 20
6.2.3. 3. SZÁMÚ KIÉRTÉKELÉS Típusgörbe illesztés: a típusgörbe illesztésnél a program egy előre meghatározott és kiválasztott görbesereget ad, és az általunk legjobbnak tartott, véleményünk szerint legtökéletesebben illeszkedő görbét választjuk. Azonban arra figyelni kell, hogy a nyomás-, és a nyomásderivált görbék esetében is ugyanazt a számú görbét válasszuk ki a görbeseregből. 11. ábra Típusgörbe illesztés [saját ábra] A típusgörbe illesztésnél a végtelenül ható radiális áramlási görbe 11. görbéje illeszkedett a legjobban a mért pontokra. A bal lent található táblázatban szintén a számított paraméterek láthatóak. 21
6.3. KÖVETKEZTETÉS: A 9. számú teszt esetében a 2300-2304 m mélységben lévő perforációnál a 6200 m 3 /napos gázhozamra meghatározom a hozamegyenletet. Hozamegyenlet: ( ) ( ) Értékek: k (gázra vonatkozó abszolút permeabilitás) = 0,7 md = 0,7*10-5 m 2 (kiértékelések alapján) h (effektív rétegvastagság) = 4 m T sc (normálállapot hőmérséklete) = 15 C = 288 K p (nyomás) = 22,4746 MPa = 22474600 Pa p wf (áramlási kúttalpnyomás) = 7,485 MPa = 7485000 Pa (általam meghatározott érték, a nyomásemelkedési görbénél mért legelső értéket vettem az áramlási kúttalpnyomásnak) T (gáztároló hőmérséklete) = 135 C = 408 K p sc (normálállapot nyomása) = 101325 Pa μ g (gáz viszkozitása) = 1,96*10-5 cp = 1,96*10-8 Pa s z (eltérési tényező) = 0,9542 r e (a kúthoz tartozó gyűjtőterület sugara) = 200 m (nem volt meghatározva, ezért 200 m-nek vettem a gyűjtőterület sugarát) r w (kút sugara) = 0,078 m s (szkin tényező)= 17 (kiértékelés alapján) q g (mért hozam) = 6200 m 3 /nap = 535680000 m 3 /s D (turbulencia tényező) = 1,9525 (az alábbi számítások alapján) 22
Ha az áramlási kúttalpnyomást p wf = 4 MPa-ra csökkentem, akkor a hozamegyenlet eredményeként a következőt kapjuk: ( ) ( ) Ennél a tesztnél csak egy rövid idejű, 16 órán át tartó vizsgálat történt. Mint már fentebb említettem, hosszabb vizsgálatra lett volna szükség a pontosabb információkhoz. A rendelkezésemre álló adatokból arra a következtetésre jutottam, hogy nem ezt a perforációt tartom alkalmasnak a megnyitásra, mivel a 70 órán át tartó termelés során csak 6200 m3/nap gázt termelt a kút, és a rezervoár permeabilitása is elég kicsi, mindössze 0,7 md. Rétegrepesztéssel vagy a perforációs szakasz meghosszabbításával érdemes lenne még foglalkozni, és az így mért paramétereket újra kiértékelni. 23
7. A 12. SZÁMÚ TESZT 7.1. A MÉRT ADATOK 10. táblázat A nyomások alakulása a 12. számú tesztnél Nyomás alakulása Δt ws [h] P t [MPa] P c [MPa] P ws [MPa] (t p +Δt ws )/Δt ws t p = 60 h 0 5,9 9,6 11,018 1 7,5 10,5 12,43 61 2 8,6 11 13,688 31 3 9,3 11,5 14,696 21 4 10 12 15,508 16 5 10,3 12,4 16,131 13 6 10,6 12,5 16,616 11 7 10,8 12,8 16,995 9,57 8 11 13 17,287 8,5 9 11,2 13,4 17,539 7,67 10 11,5 13,5 17,61 7 11 11,6 13,7 17,963 6,45 filmcsere 16 11,8 14 18,79 4,75 17 11,8 14 18,88 4,53 18 11,8 14 18,97 4,33 19 11,8 14 19,035 4,16 20 11,9 14 19,109 4 21 11,9 14 19,181 3,86 22 11,9 14 19,246 3,73 23 11,95 14,1 19,31 3,61 24 11,95 14,1 19,371 3,5 25 12 14,1 19,445 3,4 26 12 14,1 19,481 3,31 27 12,05 14,15 19,531 3,22 28 12,05 14,15 19,575 3,14 29 12,1 14,15 19,619 3,07 30 12,1 14,2 19,658 3 31 12,1 14,2 19,698 2,94 32 12,1 14,2 19,733 2,88 33 12,1 14,2 19,767 2,82 24
11. táblázat Nyomásgradiensek a termelés során Zárt nyomásgradiens D [m] P ws [MPa] 5 12,117 200 12,344 1000 13,267 1700 15,966 2130 19,935 12. táblázat A vizsgált gáz összetétele Gázkomponens Térfogatszázalék N 2 1,42 CO 2 3,55 C 1 87,41 C 2 3,42 C 3 1,80 ic 4 0,88 nc 4 0,51 ic 5 0,28 nc 5 0,21 ic 6 0,16 nc 6 0,11 C 7 0,16 C 8 0,06 C 9 0,03 7.1.1. A GÁZKEVERÉK PARAMÉTEREI Moláris tömeg: Moláris térfogat: Sűrűség: 25
Relatív sűrűség: Fűtőérték: Wobbe-szám: 7.2. A 12. TESZT ADATAINAK KIÉRTÉKELÉSE A PANSYSTEM PROGRAMMAL A 12. számú teszt során a rétegből 16300 m 3 /nap gáz- és 48 m 3 /nap víztermelés történt 60 óra alatt. A kutat ebben az esetben is úgy, mint a 9. számú tesztnél gáztermelőként értelmezem.. 12. ábra Nyomás és hozamgörbe a mért nyomásemelkedési görbe alapján [saját ábra] 13. ábra A diagnosztikai görbe pontjai a kirajzolás után [saját ábra] 26
7.2.1. 1. SZÁMÚ KIÉRTÉKELÉS: Diagnosztikai görbe (log-log görbéből): 1-es görbe illesztése a kúttároló hatás meghatározásához, valamint a radiális tartomány kijelölése (vízszintes vonal), ami körülbelül másfél logaritmikus skálára található az 1-es görbétől, valamint a bal lent látható táblázatban a program által kiszámított értékek. 14. ábra Diagnosztikai görbe [saját ábra] Az illesztés után látható, hogy a nyomás görbe jól illeszkedik, a nyomásgradiens görbe viszont kevésbé. Ennél a mérésnél is szükség lett volna a hosszabb mérésre. A vegyes beáramlás miatt is alakulhatnak így a mért pontok, tehát valószínűleg a mérés végén vízbeáramlás is volt a gáz mellett. A negatív szkin tényező 3 érték arra utal, hogy a kút nem szennyezett, kúttisztítás történt. 7.2.2. 2. SZÁMÚ KIÉRTÉKELÉS Fél-logaritmikus görbe (semi-log): a radiális áramlási tartományra a program által illesztett görbe, valamint a kiszámított adatok. 15. ábra A fél-logaritmikus görbe [saját ábra] 27
A 12. számú mérésnél is megállapítható, hogy a radiális tartomány jól lett kijelölve, a görbe jól illeszkedik a mért pontokra. A számított paraméterek ebben az esetben is a baloldalon lent lévő táblázatban találhatóak. 7.2.3. 3. SZÁMÚ KIÉRTÉKELÉS Típusgörbe illesztés: a típusgörbe illesztésnél a program egy előre meghatározott és kiválasztott görbesereget ad, és az általunk legjobbnak tartott, véleményünk szerint legtökéletesebben illeszkedő görbét választjuk. Azonban arra figyelni kell, hogy a nyomás-, és a nyomásderivált görbék esetében is ugyanazt a számú görbét válasszuk ki a görbeseregből. 16. ábra Típusgörbe illesztés [saját ábra] A típusgörbe illesztésnél a végtelenül ható radiális áramlási görbe 5. görbéje illeszkedett a legjobban a mért pontokra. A bal lent található táblázatban szintén a számított paraméterek láthatóak. 3 Szkin tényező: A kút körül kialakuló szennyezett (eltérő permeabilitású) zóna nyomásváltozásra, illetve a kút hozamának változására gyakorolt hatását nevezzük szkin tényezőnek. Amennyiben a kútkörüli zóna permeabilitása kisebb, mint az érintetlen zóna permeabilitása, akkor a szkin tényező pozitív lesz. Amennyiben a kútkörüli zóna permeabilitását valamilyen kútkezeléssel, például savazással vagy repesztéssel az érintetlen réteg permeabilitásához képest megnöveltük, akkor negatív szkin tényezőt kapunk. Ha a kútkörüli zóna permeabilitása megegyezik az érintetlen réteg permeabilitásával, akkor szkin tényező nulla lesz. Tehát szennyezett zóna esetén pozitív szkin, serkentett kút esetén negatív szkin értéket kapunk. 28
7.3. KÖVETKEZTETÉS A 12. számú teszt esetében a 2188-2195 m mélységben lévő perforációnál a 6200 m 3 /napos gázhozamra meghatározom a hozamegyenletet. Hozamegyenlet: ( ) ( ) Értékek: k (gázra vonatkozó abszolút permeabilitás) = 0,37 md = 0,37*10-5 m 2 (kiértékelések alapján) h (effektív rétegvastagság) = 7 m T sc (normálállapot hőmérséklete) = 15 C = 288 K p (nyomás) = 21,66 MPa = 21660000 Pa p wf (áramlási kúttalpnyomás) = 7,485 MPa = 7485000 Pa (általam meghatározott érték, a 9. tesztnél használt értékkel számolok itt is) T (gáztároló hőmérséklete) = 128 C = 401 K p sc (normálállapot nyomása) = 101325 Pa μ g (gáz viszkozitása) = 1,904*10-5 cp = 1,904*10-8 Pa s z (eltérési tényező) = 0,9468 r e (a kúthoz tartozó gyűjtőterület sugara) = 200 m (nem volt meghatározva, ezért 200 m-nek vettem a gyűjtőterület sugarát) r w (kút sugara) = 0,0112 m s (szkin tényező)= -0,46 (kiértékelés alapján) q g (mért hozam) = 16300 m 3 /nap = 1408320000 m 3 /s D (turbulencia tényező) = 1,1268 (az alábbi számítások alapján) 29
Ha az áramlási kúttalpnyomást p wf = 4 MPa-ra csökkentem, akkor a hozamegyenlet eredményeként a következőt kapjuk: ( ) ( ) Számításaim alapján ezt a perforációt tartom a legalkalmasabbnak arra, hogy termelésbe állítsák. A kút a 60 órán át tartó termelés során 16300 m 3 /nap gázt termelt. A mért gáz fűtőértéke nagyon jó, 36,972 MJ/m 3. Azonban a rezervoár permeabilitása ennél a perforációnál még kisebb, mindössze 0,37 md. Rétegrepesztést javasolnék a termelékenység- és a tároló produktivitásának növelése érdekében. 30
8. ÖSSZEFOGLALÁS Dolgozatomban egy Magyarországon lévő kút perforációinak vizsgálatát végeztem. A célom az volt, hogy megállapítsam, melyik perforációt lenne érdemes megnyitni, melyik rezervoár a legalkalmasabb gáztermelés szempontjából. Vizsgálataim során figyelembe vettem a rétegből nyert információkat és eredményeket. A 17 db perforáció, illetve 24 db rétegvizsgálatból kapott eredmények megvizsgálása során arra a következtetésre jutottam, hogy 3 db perforációt és a hozzájuk tartozó 3 db rétegvizsgálati jelentést fogom alaposan kiértékelni. A rétegvizsgálatokat és kiértékeléseket a PanSystem nevű, kútvizsgálat-elemző szoftverrel végeztem. A 2. számú tesztnél nem volt a vizsgálat során gázmennyiség mérés, mert a kútból 132,8 m 3 /nap-os víztermelés mellett nagyon kevés gázbeáramlás volt. A log-log és fél-logaritmikus kiértékelések után megállapítottam, hogy ezt a réteget nem tartom alkalmasnak a gázmegnyitás szempontjából. A 9. számú tesztnél 6200 m 3 /nap gáz- és 24,92 m 3 /nap víztermelés volt. A log-log, féllogaritmikus, illetve típusgörbe illesztések után kapott értékekből kiszámítottam a gázkút hozamegyenletét. Ennél a perforációnál arra a következtetésre jutottam, hogy nem ezt a réteget tartom alkalmasnak a megnyitásra a kevés gáztermelés és kicsi rétegpermeabilitás miatt. A 12. számú tesztnél 16300 m 3 /nap gáz- és 48 m 3 /nap víztermelés történt a rezervoárból. A loglog, fél-logaritmikus, illetve típusgörbe illesztések után kapott értékekből kiszámítottam a gázkút hozamegyenletét. Az eredmények alapján ezt a perforált szakaszt tartom a legalkalmasabbnak a rétegmegnyitás szempontjából, viszont a kicsi permeabilitás (0,37 md) miatt rétegrepesztést javaslok a termelékenység- és a tároló produktivitásának növelése érdekében. A továbbiakban érdemes lenne az utóbbi két perforált szakasz további vizsgálatára, készletszámítás elvégzésére, valamint a rétegmegnyitás módjának vizsgálatára, hogy meg lehessen határozni, hogy az esetleges rétegmegnyitás gazdasági szempontból megérné-e. 31
Köszönetnyilvánítás Ezúton szeretnék köszönetet mondani konzulensemnek, Dr. Bódi Tibor Tanár úrnak, aki segítségével és hasznos tanácsaival hozzájárult e dolgozat létrejöttéhez. Továbbá köszönetet szeretnék mondani a RAG Kft. dolgozóinak, különösen Lemberkovics Viktornak és Tóth Dánielnek az információkért, az adatokért, a segítségükért, illetve hogy kérdéseimmel bizalommal fordulhattam hozzájuk. 32
Irodalomjegyzék [1] Dr. Bódi Tibor Hidrodinamikai kútvizsgálatok alapjai, 2007 [2] Kutatási zárójelentés [3] Magyar Bányászati és Földtani Hivatal honlapja www.mbfh.hu [4] Michael Golan/Curtis H. Whitson Well performance, 1991 [5] Művelési tervek Ábrajegyzék 1. ábra A vizsgált kutatófúrás helyzete a környező szénhidrogén-telepekhez képest [Kutatási Zárójelentés] 2. ábra A Kút-1 nevű fúrás kútszerkezete [saját ábra] 3. ábra Nyomás és hozamgörbe a mért nyomásemelkedési görbe alapján [saját ábra] 4. ábra A diagnosztikai görbe pontjai a kirajzolás után [saját ábra] 5. ábra Diagnosztikai görbe [saját ábra] 6. ábra A fél-logaritmikus görbe [saját ábra] 7. ábra Nyomás és hozamgörbe a mért nyomásemelkedési görbe alapján [saját ábra] 8. ábra A diagnosztikai görbe pontjai a kirajzolás után [saját ábra] 9. ábra Diagnosztikai görbe [saját ábra] 10. ábra A fél-logaritmikus görbe [saját ábra] 11. ábra Típusgörbe illesztés [saját ábra] 12. ábra Nyomás és hozamgörbe a mért nyomásemelkedési görbe alapján [saját ábra] 13. ábra A diagnosztikai görbe pontjai a kirajzolás után [saját ábra] 14. ábra Diagnosztikai görbe [saját ábra] 15. ábra A fél-logaritmikus görbe [saját ábra] 16. ábra Típusgörbe illesztés [saját ábra] 33
Táblázatok jegyzéke 1. táblázat A vizsgált szakaszok adatai 2. táblázat A perforációk helyei 3. táblázat Cementdugók helyei 4. táblázat A nyomások alakulása a 2. számú tesztnél 5. táblázat Nyomásgradiensek a termelés során 6. táblázat A vizsgált gáz összetétele 7. táblázat A nyomások alakulása a 9. számú tesztnél 8. táblázat Nyomásgradiensek a termelés során 9. táblázat A vizsgált gáz összetétele 10. táblázat A nyomások alakulása a 12. számú tesztnél 11. táblázat Nyomásgradiensek a termelés során 12. táblázat A vizsgált gáz összetétele 34