Значна кількість газових і газоконденсатних родовищ України характеризуються суттєвим ступенем виснаження. Наприклад, по ПАТ «Укргазвидобування», 80% видобутку забезпечується з родовищ із виснаженням 75%. Особливістю газоконденсатних родовищ є те, що через зниження пластового тиску відбувається конденсація із газу рідких вуглеводнів з утворенням окремої рідкої вуглеводневої фази, яка досягає критичних значень насичення і стає рухливою тільки у привибійній зоні свердловин, негативно впливаючи на продуктивність свердловин і розробку родовищ загалом. Для того, щоб запобігти конденсації із газу важких вуглеводнів, такі родовища повинні розроблятися з підтримуванням пластового тиску. Нажаль, тільки на 4 об’єктах розробки в Україні впроваджено сайклінг процес. Через неоднорідність фільтраційно-ємнісних властивостей за об’ємом покладів, відбувається вибіркове дренування, а у випадку активної водонапірної зони також вибіркове, важкоконтрольоване обводнення, що значно ускладнює проєктування подальшої розробки покладів, особливо проєктування геолого-технологічних заходів із інтенсифікації припливу газу до вибою свердловин, забурювання бокових стовбурів та вибір місця закладання нових свердловин.
Виконано детальний огляд і критичний аналіз досліджень з проблем підвищення вуглеводневилучення із газоконденсатних покладів на різних стадіях розробки.
Одним із пріоритетних завдань для оптимізації подальшої розробки родовищ і нарощування власного видобутку вуглеводнів є побудова чисельних тривимірних постійно-діючих моделей родовищ вуглеводнів, які забезпечують прийняття технологічних рішень на основі оптимізаційних розрахунків. Розглянуто постановку математичної задачі та методів чисельного розв’язку. Запропоновано альтернативну математичну модель багатофазної фільтрації газоконденсатної суміші.
Наведено порівняння та обґрунтовано переваги багатоваріантного, стохастичного підходу до побудови геологічних моделей. Запропоновано метод вибору репрезентативної стохастичної реалізації моделі газового родовища, що базується на використанні фільтраційних розрахунків за методом ліній течії та перевірці виконання умови відповідності дренованих запасів запасам, підрахованим об’ємним методом, для варіанту із 50% вірогідністю. Внаслідок цього, досягається швидке відтворення історії розробки родовища. Методику апробовано і впроваджено для одного із родовищ Дніпровсько-Донецької западини.
Шляхом порівняння результатів розрахунків між композиційною і спрощеною PVT моделями чорної нафти, яка задає зміну PVT властивостей в табличній формі залежно від тиску, досліджено і підтверджено можливість використання спрощеної моделі для коректного опису фазових перетворень під час розробки газоконденсатних покладів на виснаження за різного потенційного вмісту важких вуглеводнів від 50 до 500 г/м3.
За результатами досліджень на гідродинамічній моделі типового неоднорідного газоконденсатного покладу ДДЗ виконано комплексне порівняння різних методів підвищення вуглеводневилучення для трьох різних потенційних вмістів вуглеводнів С5+ (100, 300 і 500 г/м3) за умови компенсації відборів нагнітанням за пластових умов 50 і 100% для чотирьох різних ступенів початкового виснаження – середньозваженого пластового тиску рівного 25, 50 і 75% від тиску початку конденсації та за тиску максимальної конденсації. За технологічною ефективністю (додатковим видобутком конденсату відносно базового варіанту на виснаження) методи розподіляються у такому порядку: 1) СО2 100%; 2) C1 90%, C2 5%, C3 5%; 3) C1 98%, C2 1%, C3 1%; 4) C1 100%; 5) C1 50%, N2 50%; 6) N2 100%; 7) заводнення. За економічною ефективністю (максимальний накопичений NPV) методи розподіляються так: 1) C1 100%; 2) C1 98%, C2 1%, C3 1%; 3) заводнення; 4) C1 50%, N2 50%; 5) C1 90%, C2 5%, C3 5%; 6) N2 100%; 7) СО2 100%.
На підставі розрахунків з нагнітання СО2 у виснажений газоконденсатний поклад із потенційним вмістом конденсату 500 г/м3 розраховано синергетичний ефект у вигляді додаткового видобутку газу і конденсату та геологічного захоронення діоксиду вуглецю. Сприятливим є низький темп нагнітання СО2 (750 тис. м3/д), що дозволяє додатково видобути до 5,50% газу і 5,18% конденсату і при цьому захоронити до 3,6 Мт діоксиду вуглецю за 20-30 років нагнітання, що дорівнює 1,35% від річного обсягу викидів 2020 р. в Україні за умови впровадження заході з енергоефективності.
Аналіз результатів заводнення із використанням хімічних агентів на одній геологічній реалізації показав, що полімери єдині забезпечують позитивний економічний ефект (NPV). Для решти методів відносно висока вартість агентів та необхідні високі концентрації роблять їх неефективними. Високі коефіцієнти газовилучення (близько 92%), пов’язані з виснаженням за рахунок щільної сітки свердловин і низьким пластовим тиском, за якого увесь газ розчиняється у сконденсованій рідкій фазі. Водночас додатковий видобуток конденсату не перевищує 0,33%, що загалом використання хімічних агентів є економічно недоцільним.
