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:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

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

-- [ Страница 4 ] --

В третьей главе автором рассмотрены применяемые на ПХГ технологии обнаружения, контроля и прогноза потерь газа с использованием известных геофизических методов исследований. Рассмотрены возможности и ограничения применяемых геофизических методов исследований, в том числе с учетом суперпозиции геофизических полей. Обоснованы методические подходы и последовательность решения задач контроля герметичности ПХГ.

Как правило, определение газонасыщения в надпродуктивных горизонтах на основе исследований в скважинах осложнено тем, что скважины в верхних частях разреза имеют многоколонную конструкцию (в некоторых случаях – до 4 колонн). Поэтому получаемые промыслово-геофизическими методами (глубина проникновения которых не превышает 0,4 м от скважины) результаты являются малоинформативными при контроле газонасыщения надпродуктивных горизонтов. Сеть контрольных скважин на ПХГ, перфорированных на верхние горизонты, в общем случае достаточно разреженная, что также создает трудности в достоверном определении газонасыщения верхних пластов.

В случае относительно редкого расположения наблюдательных скважин на ПХГ и неоднозначного определения аналитическими методами (на основе промысловых данных) газонасыщенной зоны, целесообразно дополнительное применение комплексов геофизических исследований, осуществляемых с поверхности (в дальнейшем будем называть их наземными методами). Такое комплексирование методов представляется экономически более выгодным по сравнению с дополнительным бурением на контрольные горизонты.

Условием применения наземных методов является факт наличия потерь газа и неудовлетворительного состояния герметичности хранилища, который устанавливается по прямым и косвенным признакам.

К прямым признакам следует относить:

  • визуально наблюдаемые газопроявления на дневной поверхности (грифоны, фонтанирование газа);
  • предельно-технологические и более высокие газогеохимические аномалии по газу хранения на дневной поверхности (в соответствии с ГОСТ 12.01.044-84:5542-87);
  • газопроявления и аномалии газового каротажа при бурении во время проходки контрольных горизонтов;
  • наличие межколонных давлений с дебитом постоянного притока на скважинах, имеющих башмак внешней колонны в интервале контрольного горизонта;
  • избыточные давления в контрольных скважинах;
  • наличие газа хранения в водах контрольных горизонтов по результатам газогидрогеохимического опробования;
  • наличие нарастающего разбаланса газа в объекте эксплуатации.

К косвенным признакам следует относить:

  • наличие наземных аномалий геофизических полей, которые могут свидетельствовать о техногенном газонасыщении пластов коллекторов;
  • наличие скважинных геофизических аномалий, свидетельствующих о возможных перетоках и заколонных скоплениях газа;
  • рост уровней по контрольным скважинам и наблюдательным скважинам, расположенным в водяной зоне, увеличение содержания углекислого газа в пробах воды из этих горизонтов.

Решение задачи по обеспечению герметичности ПХГ предполагает следующую этапность.

  1. Определение геолого-промысловыми методами наличия потерь газа из объекта хранения.
  2. Выявление и пространственная локализация техногенной залежи образовавшейся за пределами ловушки в горизонте объекта эксплуатации, либо в вышележащих горизонтах, оценка ее объемов промыслово-геофизическими методами.
  3. Установление причин и путей миграции газа, определение возможных зон разгрузки.
  4. Разработка мероприятий по снижению техногенной напряженности: разгрузка техногенных залежей или приобщение к объекту эксплуатации; устранение причин и источников потерь газа из объекта эксплуатации; орга-низация мониторинга герметичности.

В диссертационной работе даны рекомендации по применению наземных методов для решения следующих задач.

  1. Контроль положения ГВК по объекту эксплуатации в зонах редкого размещения скважин: если отмечены признаки потерь газа из объекта эксплуатации; в случаях появления неконтролируемых опасных направлений растекания газа, выявленных при получении новой информации при наращивании объема ПХГ, или простое хранилища длительный период под высоким давлением.
  2. Выявление и оконтуривание залежей газа в контрольных горизонтах, если отмечены признаки потерь газа из объекта эксплуатации: при наличии динамики уровней жидкости, связанной с динамикой давления по объекту эксплуатации и при наличии свободного газа в водах контрольного горизонта; если пласт не вскрыт контрольными скважинами, при наличии заколонных скоплений газа в интервалах контрольного горизонта по пересекающим скважинам, особенно в условиях многоколонной конструкции скважин.
  3. Установление причин и путей миграции газа, определение возможных зон разгрузки газа на дневной поверхности.

В главе приведено описание разработанной автором технологии выявления и оконтуривания техногенных залежей, позволяющей определять причины и пути миграции газа. Технология реализуется с применением наземных геофизических методов, позволяет определять область эффективного применения методов для конкретных геолого-промысловых условий, методику и стадийность работ для снижения затрат на производство работ.

В рамках разработанной автором технологии предусмотрено применение следующих видов наземных исследований:

  • электроразведочные работы методом вызванной поляризации (ВП);
  • электроразведочные работы методом становления поля в ближней зоне (ЗСБ) совместно с вертикальным электрическим зондированием (ВЭЗ);
  • гравиметрические работы в режиме мониторинговых измерений на различные циклы работы ПХГ;
  • низкочастотные сейсмические работы.

Предложенные автором схема и последовательность применения наземных геофизических методов в зависимости от геолого-промысловых задач выявления и оконтуривания техногенных залежей приведены в таблице 3.

Таблица 3 Комплексы наземных геофизических методов для решения задач контроля герметичности ПХГ

метод Задача Возможности и ограничения, предложения по комплексированию Исходные данные Методика и последовательность работ; ограничения Задачи настройки аппаратуры
1 2 3 4 5 6
ВП и ВЭЗ Определение дифференциальных ГВК в плане и разрезе в многопластовой залежи, осредненных за длительный период (порядка 20 лет) Глубина оптимально-минимальная 200-300 м, максимальная не более 700 м. Опорные скважины расположенные в заведомо водонасыщенной и газонасыщенной зоне исследуемых интервалов; каротаж ГИС-бурение, попластовая минерализация воды Теоретический расчет возможности выполнения; опорный профиль; проведение основных работ. При высокой влажности работы невозможны. Определение размера полуразносов (шага профиля); определение оптимального времени регистрации, определение фиксируемых атрибутов для решения задачи.
Минимальное расстояние между различными газонасыщенными пластами для дифференциального выделения контуров 20-70 м, определяется конкретным геолого-промысловыми условиями
Определение осредненного ГВК за длительный период в единичной залежи Глубина не более 700 м.
Минимальная толщина газонасыщенного пласта 10 м, возможно выделение повышенного газонасыщения в водном флюидозаполнении пласта коллектора
Уточнение структурного плана при известном флюидонасыщении
ЗСБ и ВЭЗ Определение дифференциальных ГВК в плане и разрезе в многопластовой залежи Оптимальная глубинность – 100-300 м., максимальная глубинность получения достоверной информации – до 400 м.
Определение ГВК в единичной залежи На глубине до 400 м
Минимальная толщина газонасыщенного пласта Первые метры; возможно выделение повышенного газонасыщения в водном флюидозаполнении пласта коллектора
Уточнение структурного плана При известном флюидонасыщении
гравиметрия Определение дифференциальных ГВК в плане и разрезе в многопластовой залежи Интегральная характеристика ВСП, плотностной, или акустический каротаж открытого ствола скважин Теоретический расчет возможности выполнения; опорный профиль; проведение основных работ.
Плотностная неоднородность слоев, неглубокозалегающий фундамент с изменчивым составом и сложным рельефом требует проведение работ в режиме мониторинга, либо в комплексе с сейсмическими работами
Определение ГВК в единичной залежи Глубина не ограничена
Минимальная толщина газонасыщенного пласта От 10 – 20 м в зависимости от размера залежи
Уточнение структурного плана При известном флюидонасыщении. Если флюидонасыщение неизвестно, необходимо комплексирование с методами электроразведочных работ.
Высокоточное картирование поверхностей коллекторов; непрерывное трассирование линий литологических замещений, выклиниваний, тектонических нарушений и гидродинамических экранов; оценка подсчетных параметров продуктивного пласта – эффективной мощности, пористости, газонасыщенности; определение газожидкостных контактов. В комплексировании с 3D сейсморазведочными работами
низкочастотная сейсморазведка Определение дифференциальных ГВК в плане и разрезе в многопластовой залежи Интегральная характеристика ВСП, плотностной, или акустический каротаж открытого ствола скважин Теоретический расчет возможности выполнения; опорный профиль и заключение о возможности; проведение основных работ. Определение возможности различения водогазонасыщенных зон в конкретных геолого-промысловых условиях
Определение ГВК в единичной залежи Глубина не ограничена
Минимальная толщина газонасыщенного пласта Порядка 10 м
Уточнение структурного плана При известном флюидонасыщении. Если флюидонасыщение неизвестно, необходимо комплексирование с методами электроразведочных работ.

На основе результатов исследований решается задача по установлению причин и путей миграции газа, определению возможных зон разгрузки газа на дневной поверхности. Решение задачи включает: оценку достаточности геологической изученности объекта; анализ геолого-тектонического строения объекта; анализ химического состава проб газа; анализ скважинных и наземных геофизических и геохимических исследований, промысловых данных; интегрирование результатов работ, определение природы поверхностных газопроявлений и техногенных залежей; установление причин потерь и путей миграции газа; подготовку заключения о состоянии герметичности ПХГ, разработку мероприятий по снижению техногенной напряженности и обеспечению безопасного функционирования ПХГ.

В диссертационной работе приведены результаты реализации разработанной автором технологии обнаружения, контроля, методов прогноза потерь и установления путей миграции газа на Северо-Ставропольском ПХГ. В реализации технологии принимали участие ОАО «Газпромгеофизика», ОАО «СевКавНИПИгаз», ГПУ Северо-Ставропольского ПХГ; в результате были разработаны обоснованные рекомендации по проведению комплекса мероприятий для обеспечения дальнейшей безопасной эксплуатации Северо-Ставропольского ПХГ.

Кроме этого, в главе приведена разработанная и реализованная автором на объектах ООО «Газпром ПХГ» (Невское НХГ, Кирюшкинское ПХГ) методика решения геофизическими методами специальных задач обеспечения герметичности ПХГ:

  1. выявление зон трещиноватости и разуплотнения в верхней части разреза как потенциальных проводников возможного движения газа;
  2. обнаружение местоположения ствола потерянной скважины в интервале объекта эксплуатации и покрышки;
  3. определение направления распространения изоляционных составов при их закачке в пласт коллектор.

Предложенные автором методы предусматривают применение методов межскважинной сейсмотомографии и электроразведочных работ, учитывает возможности и ограничения этих методов.

Основные выводы диссертационной работы

  1. Геолого-технологическая структура пластовых потерь и затрат газа на ПХГ определяется геолого-промысловым типом хранилища и схемой его эксплуатации. В диссертационной работе предложены усовершенствованные аналитические методы выявления и оценки объемов пластовых потерь и затрат газа, на основе геофизических исследований и геолого-технологического моделирования эксплуатации ПХГ в различных горно-геологических условиях и схемах контроля эксплуатации хранилищ:
  • метод выявления и оценки объемов слабодренируемого газа, находящегося в низкопроницаемых коллекторах, на основе дисперсии коэффициента газонасыщения по многолетним данным ГИС-контроль, с применением геолого-технологической модели;
  • 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. Результаты проведённых исследований позволили обосновать области неоднозначности решения задач контроля пластовых потерь и герметичности ПХГ аналитическими и промыслово-геофизическими (скважинными) методами.
  2. Для условий неоднозначности решения задач контроля герметичности и пластовых потерь, автором разработана и реализована на объектах ООО «Газпром ПХГ» технология обнаружения, контроля и прогноза потерь газа с применением комплексов наземных геофизических методов, с обоснованием необходимости, этапности и стадийности проведения работ на ПХГ, позволяющая выявлять источники техногенной напряженности, ранжировать их по степени опасности и неотложности проведения мероприятий.
  3. Для условий низкой информативности скважинных геофизических методов, или редкой сети скважин, автором усовершенствована методика установления источников миграции газа, оконтуривания техногенных залежей, и выявления зон разгрузки, основанная на сочетании результатов применения наземных геофизических методов и результатов геолого-технологического моделирования.
  4. Разработана и реализована на объектах ООО «Газпром ПХГ» (Невское ПХГ, Кирюшкинское ПХГ) методика решения геофизическими методами (межскважинная сейсмотомография и электроразведка) специальных задач обеспечения герметичности ПХГ: выявление зон трещиноватости и разуплотнения в верхней части разреза как потенциальных проводников возможного движения газа; обнаружение местоположения ствола потерянной скважины в интервале объекта эксплуатации и покрышки; определение направления распространения изоляционных составов при их закачке в пласт коллектор.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

    1. Исхаков А.Я., Зубарев А.П., Черников А.Г., Тулеубаева Е.А. Обработка геолого-геофизических данных для создания модели природного резервуара. «Газовая промышленность», 2012, № 1, С. 27-29.
    2. Исхаков А.Я., Алькин В.А., Ротов А.А., Прогноз водного фактора на примере подземного хранилища газа, созданного в водоносном пласте, «Геология геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений», 2011, № 9, стр.64 - 67.
    3. Алькин В.А., Исхаков А.Я., Кан В.Е. Определение оптимального объема закачки по скважинам при эксплуатации газохранилищ, «Геология и геофизика», 2010, № 2, С. 58-61.
    4. Дегтерев А.Ю., Исхаков А.Я., Кан В.Е. Оптимизация алгоритма геологического моделирования подземного хранилища газа в водоносном пласте, «Георесурсы». 2010, № 4, С.12-16.
    5. Исхаков А.Я., Темиргалеев Р.Г. Контроль герметичности ПХГ с использованием специального комплекса геолого-геофизических методов. «Газовая промышленность», 2010, № 2, С. 58-59.
    6. Исхаков А.Я., Зиновьев В.Б, Темиргалеев Р.Г. Методы определения источников аномальных скоплений метана при газогеохимическом мониторинге ПХГ. «Газовая промышленность», 2010, № 3, С. 41-43.
    7. Исхаков А.Я., Темиргалеев Р.Г. Контроль герметичности ПХГ с использованием специального комплекса геолого-геофизических методов. «Газовая промышленность», 2010, № 2, С. 58-59.
    8. Рубан Г.Н., Исхаков А.Я., Исаева Н.А. Разработка геолого-промысловых программ с целью уточнения геолого-технологической модели ПХГ / Научно-технический сборник ОАО «Газпром» «Транспорт и подземное хранение газа», 2009, № 2, С. 52-57.
    9. Дегтерев А.Ю., Исхаков А.Я., Кан В.Е. Разработка методики геологического моделирования ПХГ в водоносном пласте с учётом неравномерности распределения скважинных данных (на примере одного из ПХГ центральной части России), сборник научных статей аспирантов и соискателей ООО «Газпром ВНИИГАЗ». М.: ООО «Газпром ВНИИГАЗ», 2009, С.6 - 21
    10. Исхаков А.Я., Матушкин М.Б., Темиргалеев Р.Г., Черников А.Г. / Моделирование изменчивости свойств породного массива на основе нечетких марковских последовательностей// Подземное хранение газа. Полвека в России: опыт и перспективы: сб. науч. тр. / М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2008, С. 255-265.
    11. Исхаков А.Я., Алькин В.А. Анализ причин обводнения сеноманской залежи Большого Уренгоя на примере Ен-Яхинской площади // Применение новых технологий в газовой отрасли: опыт и преемственность: тезисы докладов Международной научно-практической конференции молодых специалистов и ученых (Москва, 30.09.- 01.10.2008). М.: ООО «ВНИИГАЗ», 2008, С. 210-211.
    12. Темиргалеев Р.Г., Исхаков А.Я., Иванов В.В., Быстров Г.И., Зиновьев В.Б. / Геохимические исследования

      Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||
       





 
© 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.