авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 |

Контроль пластовых потерь и герметичности подземных хранилищ газа на основе геофизических методов и геолого-технологического моделирования

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Исхаков Альберт Яковлевич

КОНТРОЛЬ ПЛАСТОВЫХ ПОТЕРЬ И ГЕРМЕТИЧНОСТИ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ ГАЗА НА ОСНОВЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ И ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Специальность: 25.00.17 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2013

Работа выполнена в Обществе с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий – Газпром ВНИИГАЗ».

Научный руководитель - доктор технических наук Люгай Дмитрий Владимирович
Официальные оппоненты: Ермолаев Александр Иосифович, доктор техни­ческих наук, профессор, заведующий кафедрой разработки и эксплуатации газовых и газоконденсат-ных месторождений Российского Государственного Университета нефти и газа имени И.М. Губкина /РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина/;
Даниленко Виталий Никифорович, кандидат технических наук, директор Закрытого акцио-нерного общества, Научно-производственное предприятие «Гитас» /ЗАО НПФ «ГИТАС»/;
Ведущая организация - Открытое акционерное общество Научно-произ­водственное предприятие «Научно–исследова­тельский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведоч­ных скважин» /ОАО НПП «ВНИИГИС»/.

Защита диссертации состоится «____» июля 2013 г. в 13 30 на заседании диссертационного совета Д 511.001.01 созданного на базе ООО «Газпром ВНИИГАЗ».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ООО «Газпром ВНИИГАЗ» по адресу: 142717, Московская область, Ленинский район, пос. Развилка.

Отзыв на автореферат в 2-х экземплярах, с подписью составителя, заверенной печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Автореферат разослан «07» июня 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д-р геол.-минерал. наук Н.Н. Соловьев


Общая характеристика работы

Актуальность темы

Вопросы повышения достоверности контроля пластовых потерь газа и герметичности подземных хранилищ газа (ПХГ) приобретают все большее значение в связи с увеличением длительности сроков эксплуатации фонда скважин на ПХГ, растущей потребностью в объемах резервирования газа, тенденцией к нециклическим режимам эксплуатации ПХГ и возрастающими рисками увеличения неконтролируемых пластовых потерь газа.

Контроль пластовых потерь газа и герметичности подземных хранилищ газа осуществляется на основе анализа геолого-промысловой информации, значительная доля которой поступает в результате проводимых промысловых и скважинных геофизических исследований.

Основные недостатки проводимых в скважинах геофизических исследований и системы наблюдений в целом обусловлены:

  • дискретным характером измерений во времени и пространстве, снижающим достоверность интерполяции и экстраполяции результатов при переходе от точек замеров к объекту в целом;
  • формированием суперпозиции полей в результате наложения различных геолого-промысловых характеристик, снижающим достоверность решения обратной задачи геофизики: по полученному полю определить характер и интенсивность источника;
  • затруднениями в сопоставлении результатов регулярно проводимых геофизических исследований, имеющих длительные интервалы наблюдений (геофизический контроль по скважинам), из-за изменений точности и характеристики аппаратуры, эталонировки и калибровки приборов, а также качества выполнения работ.

Поэтому дальнейшее развитие методов и технологий контроля пластовых потерь и герметичности ПХГ в пористых пластах является актуальной темой исследований.

Цель работы

Совершенствование методического и технологического обеспечения контроля герметичности ПХГ в пористых пластах на основе создания и внедрения новых методов и технологии контроля пластовых потерь газа с использованием геохимических, геофизических методов и геолого-технологического моделирования.

Основные задачи исследований:

  1. Анализ и обобщение опыта эксплуатации ПХГ, особенностей и ограничений известных методов выявления, оценки пластовых потерь и контроля герметичности ПХГ.
  2. Исследование геолого-технологической структуры пластовых потерь (затрат) газа в зависимости от типов ПХГ; оценка эффективности и определение ограничений в использовании аналитических и геолого-промысловых методов обнаружения, контроля и прогноза пластовых потерь газа.
  3. Совершенствование методов выявления, оценки и прогноза пластовых потерь на основе комплексного анализа геофизических данных и геолого-технологического моделирования;
  4. Разработка технологии контроля пластовых потерь и герметичности ПХГ, обеспечивающей повышение достоверности результатов исследований и надежности прогноза геолого-промысловых событий.

Научная новизна

Автором, на основе анализа и обобщения опыта эксплуатации ПХГ, исследованы особенности и ограничения известных методов выявления, оценки пластовых потерь и контроля герметичности ПХГ. По результатам анализа и обобщения геолого-промысловых материалов эксплуатации ПХГ ООО «Газпром ПХГ» (Колпинское, Невское, Краснодарское, Пунгинское, Гатчинское), автором обоснована геолого-технологическая структура пластовых потерь и затрат газа, охарактеризован возможный генезис и проведена оценка их объемов в зависимости от типов ПХГ.

Впервые разработана и реализована на объектах ООО «Газпром ПХГ» технология контроля, выявления и оценки объемов потерь и затрат газа, основанная на комплексном применении геохимических, геофизических методов и результатов геолого-технологического моделирования. Комплексный характер технологии позволяет минимизировать объективные недостатки геофизических исследований, повысить достоверность и обеспечить однозначность интерпретации результатов, надежность прогноза техногенных явлений и снизить затраты на проведение необходимых исследований.

Автором разработаны и апробированы на Невском и Кирюшкинском ПХГ геофизические методы решения специальных задач обеспечения герметичности ПХГ (выявление зон трещиноватости верхней части разреза; поиск потерянного ствола скважины в интервале объекта эксплуатации и покрышки) на основе комплекса геофизических и промысловых исследований.

Основные защищаемые положения

  1. Усовершенствованные аналитические методы выявления и оценки объемов пластовых потерь и затрат газа, по результатам геофизических исследований и геолого-технологического моделирования:
  • метод выявления и оценки объёмов слабодренируемого газа, находящегося в низкопроницаемых коллекторах, на основе динамики коэффициента газонасыщения по многолетним данным ГИС-контроль;
  • метод оценки степени достаточности системы наблюдений за эксплуатацией ПХГ геофизическими исследованиями в рамках регламентных работ по объектному мониторингу, на основе комплексного анализа промысловых данных, результатов систематических замеров ГИС-контроль и геолого-технологического моделирования.
  1. Технология обнаружения, контроля и прогноза потерь газа с применением комплексов наземных геофизических методов, для условий неоднозначности решения задачи известными аналитическими и геолого-промысловыми методами, с обоснованием необходимости, этапности и стадийности проведения работ на ПХГ, позволяющая выявлять источники техногенной напряженности, ранжировать их по степени опасности и неотложности проведения мероприятий.
  2. Геофизические методы решения специальных задач диагностирования состояния герметичности ПХГ (выявление зон трещиноватости верхней части разреза; поиск потерянного ствола скважины в интервале объекта эксплуатации и покрышки).

Практическая ценность и результаты реализации работы.

Практическая ценность работы состоит в обосновании и реализации на ПХГ ОАО «Газпром» (Елшано-Курдюмское, Кирюшкинское, Краснодарское, Невское, Песчано-Уметское, Пунгинское, Северо-Ставропольское) комплекса работ по выявлению, оценке и прогнозу пластовых потерь в ПХГ, обеспечивших повышение достоверности контроля их герметичности.

С использованием предложенных автором научно - технических решений составлена и реализована ООО «Газпром ПХГ» «Комплексная программа работ по выявлению источников образования техногенных скоплений газа, их разгрузки и ликвидации, а также усилению контроля за герметичностью газохранилищ на 2009-2015 гг.».

Результаты, полученные автором в диссертационной работе, реализованы в следующих научно-исследовательских работах (НИР) ООО «Газпром ВНИИГАЗ»: «Оценка состояния герметичности Краснодарского ПХГ» (2008 г.

); «Рекомендации по совершенствованию эксплуатации Гатчинского ПХГ на основе геолого-технологического аудита (2008 г.); «Разработка программы герметичности Невского ПХГ» (2008 г.); «Предложения по совершенствованию технологии эксплуатации Совхозного ПХГ» (2008 г.); «Анализ результатов отбора газа в сезоне 2007 - 2008 гг. и предложение по эксплуатации Краснодарского ПХГ в период закачки газа 2008 г.» (2008 г.); «Оценка герметичности Гатчинского ПХГ» (2009 г.); «Геолого-технологическая модель Инчукалнского ПХГ (2009 г.); «Повышение эффективности эксплуатации Калужского, Увязовского, Гатчинского ПХГ на основе геолого-технологических моделей» (2010 г.); «Повышение эффективности эксплуатации Кущевского, Щелковского, Пунгинского ПХГ на основе геолого-технологических моделей» (2010 г.); а также в отчетах по авторскому надзору за эксплуатацией Невского, Пунгинского, Гатчинского, Увязовского, Краснодарского, Кущевского, Касимовского ПХГ за период 2008-2012 гг.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы доложены автором и обсуждены на заседаниях секции Ученого совета ООО «Газпром ВНИИГАЗ», заседаниях Комиссии по обеспечению герметичности эксплуатации ПХГ (протокол № 03-133 от 26.01.2010, протокол № 3 от 11.03.2010, протокол 37-ПХГ/2010, протокол 78ПХГ/2011), совещаниях по обеспечению промышленной безопасности эксплуатации ПХГ (2009 - 2011 гг.), заседаниях секции по подземным хранилищам газа Комиссии газовой промышленности по разработке месторождений и использованию недр (протоколы №№ 63-К-ПХГ/2004, 23-К-ПХГ/2005, 59-К-ПХГ/2006, 28-К-ПХГ/2007, 67-К-ПХГ/2007, 24-К-ПХГ/2008, 72-К-ПХГ/2008, 62-К-ПХГ/2009, 32-К-ПХГ/2010, 37-К-ПХГ/ 2010), заседаниях научно-технического совета ООО «Газпром ПХГ» (2009 - 2011 гг.).

Полученные автором результаты исследований, реализованные в НИР ООО «Газпром ВНИИГАЗ», были отмечены Комиссией газовой промышленности по разработке месторождений и использованию недр ОАО «Газпром» (п. 3.16 протокола № 37 от 19.06.2010): «… технология контроля пластовых потерь и герметичности ПХГ на основе геологических методов и геолого-технологического моделирования успешно апробирована на ряде объектов ПХГ ОАО «Газпром» и представляет научный и практический интерес для ее дальнейшего внедрения на подземных хранилищах в пористых пластах в рамках работ по авторскому надзору за эксплуатацией ПХГ и при реализации специальных программ по контролю за герметичностью хранилищ».

Основные результаты диссертационной работы были доложены автором на российских и международных научных конференциях в 2008-2011 гг.

Публикации

Основное содержание диссертационной работы изложено автором в 13 публикациях, в том числе 7 в журналах, входящих в «Перечень рецензируемых научных журналов и изданий» ВАК Минобрнауки РФ.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения и списка литературы из 68 наименований. Работа изложена на 120 страницах, содержит 58 рисунков и 22 таблицы.

Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю д-ру техн. наук Д.В. Люгаю за выбор направления исследований, обсуждение задач и результатов исследований, ценные советы и предложения в ходе выполнения работы. Автор также признателен за ценные советы в ходе обсуждения результатов диссертационной работы проф., д-ру техн. наук С.Н. Бузинову, д-ру техн. наук Михайловскому А.А., канд. техн. наук С.А. Хану, канд. геол.-минерал. наук А.П. Зубареву, А.Е. Арутюнову, В.И. Шамшину, Р.Г. Темиргалееву. Автор выражает признательность сотрудникам геологических служб управлений ПХГ ООО «Газпром ПХГ» за помощь в сборе материалов, а также своим коллегам из Центра ПХГ ООО «Газпром ВНИИГАЗ».

Содержание работы

Во введении раскрыта актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель работы и основные задачи исследований, научная новизна, защищаемые положения и практическая значимость проведенных автором исследований.

В первой главе приведены результаты анализа и обобщения автором опыта эксплуатации отечественных и зарубежных ПХГ, особенностей и ограничений известных методов выявления, оценки пластовых потерь и контроля герметичности ПХГ.

Изучению проблем повышения эффективности оценки пластовых потерь и контроля герметичности ПХГ посвящены труды: С.Н. Бузинова, А.А. Михайловского, А.Е. Арутюнова, С.А. Хана, А.П. Зубарева, Л.А. Шульковой, Г.Н. Рубана. Следует особо отметить работы А.А.Михайловского, в которых детально рассмотрены понятия потерь газа, разработаны прямые методы их определения. В предшествующем периоде вниманию герметичности ПХГ уделялось также значительное внимание. Следует отметить работы А.П. Агишева по выявлению межпластовых перетоков газа с помощью гидрогеохимических исследований; А.И. Боткилина по анализу характера утечек из гдовского песчаника в брекчию на Калужском ПХГ; О.Г. Семенова и Г.И. Солдаткина в области обнаружения и ликвидации межпластовых перетоков газа при создании и эксплуатации ПХГ в водоносных пластах; О.А. Черемисинова в части обоснования промыслово-геохимических методов контроля за герметичностью ПХГ; П. Барнетта в подходах по расчету утечек газа из ПХГ в водоносных пластах и многих других исследователей.

В главе приведены результаты анализа действующих в Российской Федерации и ОАО «Газпром» нормативных и регламентных документов в области контроля пластовых потерь и герметичности ПХГ, с характеристикой регламентируемых параметров. Определены области задач контроля герметичности ПХГ, не охваченные в настоящий момент нормативными и регламентными документами.

Анализ действующих в Российской Федерации и ОАО «Газпром» нормативных и регламентных документов показал, что вопросам пластовых потерь и герметичной эксплуатации ПХГ уделяется значительное внимание. Регламентируемые параметры в области контроля пластовых потерь и герметичной эксплуатации ПХГ обеспечиваются организациями недропользователями, контролируются авторским надзором в рамках объектного мониторинга, экспертируются организациями, осуществляющими контроль промышленной безопасности, и другими контролирующими органами.

Контроль герметичности ПХГ регламентируется в программах объектного мониторинга за эксплуатацией хранилищ, а также, при необходимости, специальными программами герметичности хранилищ. Методические подходы включают проведение комплекса промыслово-геофизических и аналитических работ. Промыслово-геофизические исследования в общем случае предусматривают обширный комплекс работ, среди которого можно выделить:

  • визуальная оценка состояния герметичности ПХГ;
  • учет объемов закачанного и отобранного газа;
  • контроль уровней и давлений по скважинам (трубное, затрубное, межколонное);
  • контроль наличия заколонных перетоков, наличия и динамики заколонных скоплений газа;
  • скважинный газогидрогеохимический контроль по законтурным наблюдательным и контрольным скважинам;
  • контроль динамики газо-водяного контакта;
  • площадной геохимический наземный мониторинг и мониторинг приустьевых площадок скважин.

В случае реализации специальных программ привлекаются дополнительные методы, включая расширенный геофизический комплекс, применение трассерных исследований, и др.

Аналитические методы в обязательном составе включают:

  • оценку динамики газонасыщенного порового объема (на балансовых, сеточных, или трехмерных моделях);
  • анализ гистерезисных диаграмм (зависимости приведенного давления от объема газа в пласте);
  • расчет объема газа в пласте балансовым и объемным методами и сопоставление с учетными объемами;
  • анализ и обобщение результатов промыслово-геофизических исследований, комплексная оценка состояния герметичности хранилища, установление возможных причин и источников негерметичности технического, технологического и геологического характера, разработка рекомендаций по их ликвидации.

Следует отметить, что погрешность расчетов объема газа в пласте балансовыми и объемными методами, в зависимости от конкретных характеристик объекта, может достигать 20 % от общего объема газа. В этой связи, для повышения точности оценок, и выявления устойчивого тренда, необходимо сопоставление работ за период минимум 3-5 циклов эксплуатации ПХГ.

В настоящее время, учитывая тенденцию к нециклической эксплуатации ПХГ, и, как следствие, различия технологических режимов эксплуатации, такая сопоставимость более затруднена и вызывает необходимость совершенствования методик оценок объемов газа в пласте коллекторе.

Оценка газонасыщения контрольных горизонтов усложняется наличием скважин с многоколонной конструкцией, в результате чего пластовое насыщение находится за пределами чувствительности нейтронного каротажа.

Таким образом, действующие нормативные и регламентные документы в области контроля пластовых потерь и герметичности ПХГ обеспечивают нормативную основу для безопасной эксплуатации ПХГ. Вместе с тем, изменяющиеся условия эксплуатации ПХГ, старение фонда скважин, возрастающие экологические требования, обуславливают целесообразность дальнейшего развития в части рекомендаций по применению методических подходов и технологий работ в области решений конкретных геолого-технологических и технических задач контроля герметичности ПХГ в зависимости от горно-геологических и промысловых характеристик.

В диссертационной работе автором предложены методические подходы комплексного рассмотрения этих задач с целью дальнейшего развития методического и технологического обеспечения контроля герметичности ПХГ в пористых пластах.

Во второй главе автором проанализированы причины потерь и затрат газа в зависимости от горно-геологических условий ПХГ; разработаны методы:



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.