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 || 4 |

Повышение эффективности системы геолого – геофизического контроля за эксплуатацией подземных хранилищ газа

-- [ Страница 3 ] --

По своим фильтрационным свойствам группы пород имеют, очевидно, следующую характеристику:

  • Класс 5, Кпо 25%. Глины.
  • Класс 4, 25% < Кпо 27,5. Глины алевритистые, возможно коллектор.
  • Класс 3, 0,275 < Кпо 0,30. Алевролит глинистый.
  • Класс 2, 0,30 < Кпо 0,32. Песчаник.
  • Класс 1, Кпо > 0,32. Крупнозернистый песчаник. Супперколлектор.

На основании разработанной новой цифровой, адресной геологической модели сделаны следующие выводы:

    • толщины пластов выдержаны по площади;
    • первый пласт относительно однороден, практически более чем в 60% скважин содержит коллектора 3 группы (Кп от 27,5% до 30%);
    • пласт представлен низкопористыми породами, вероятно, до 80% пластопересечений соответствуют неколлекторам, в остальных скважинах он характеризуется как слабопроницаемый;
    • второй пласт обладает наилучшими ФЕС, в этом пласте выделяется зона северо-восточного направления с очень высокими и дифференцированными свойствами. Этой зоне и этому направлению соответствует наклон текущей поверхности ГВК (до 5 – 10 м), со средним градиентом 1 – 2 м/км, что вероятно, связано с современным движением подземных потоков в этом направлении.
  1. Мозаичное внутрипластовое распределение хорошо и слабопроницаемых участков пласта предопределяет неравномерное заполнение или разгрузку резервуара во время закачки или отбора газа.
  2. Построенная геолого–технологическая модель может служить основанием для определения точек заложения геофизических и пьезометрических скважин. Однако для уточнения положения этих точек, а также для уточнения модели хранилища желательно провести на ПХГ детальную сейсморазведку.
  3. Для изучения процессов флюидодинамики, оценки параметров водонапорной системы ПХГ, определения причин обводнения скважин и геолого–технических потерь газа потребовалась разработка и совершенствование индикаторных методов исследований и разработка технологии контроля технического состояния скважин.

В четвертой главе приведены результаты разработки и совершенствования геологических и геофизических методов контроля при эксплуатации ПХГ.

Основным фактором, влияющим на снижение среднесуточных отборов газа из ПХГ в зеленой свите, является прекращение эксплуатации скважин во время отбора в виду их обводнения. Установлено несколько причин обводнения скважин:

  1. низкие скорости восходящего потока газа недостаточны для выноса капель конденсационной воды, которая выпадает в условиях снижения пластового давления на 2,0-2,5 МПа от давления в залежи на начало отбора;
  2. подъем газоводяного контакта к забоям добывающих скважин;
  3. подтягивание пластовой воды из второго пласта в первый (эксплуатационный) через литологические окна в “” пласте;
  4. подтягивание конусов обводнения по ненадежной заколонной крепи.

Изучение причин обводнения скважин позволило повысить надежность эксплуатации хранилища за счет подбора соответствующих режимов эксплуатации или проведения своевременных ремонтно-изоляционных работ в скважинах.

Для повышения эффективности контроля за эксплуатацией ПХГ с 1996 г. был внедрен метод химического анализа вод, выносимых из скважин зеленой свиты в потоке газа.

На основе анализа полученных данных, были сделаны следующие заключения:

  1. не все скважины выбывают из эксплуатации по причине обводнения пластовой водой;
  2. скважины, выбывшие из эксплуатации по причине обводнения и скважины, выносившие пластовую по составу воду, расположены в разных частях хранилища, что плохо коррелируется с его геологическим строением;
  3. основное количество скважин, выбывающих по причине обводнения из эксплуатации, имеют фильтр, закрепленный резиноцементной смесью.

Исходя из этого, было выдвинуто предположение, что основной причиной обводнения скважин является конусное обводнение. Для уточнения этого в ОАО “СевКавНИПИгаз”, г. Ставрополь совместно с Гидрохимическим институтом, г. Ростов-на-Дону, при участии автора разработана и успешно внедрена новая комплексная технология индикаторных исследований, которая позволяет решить следующие задачи:

  • определение направления движения вод при закачке и отборе газа;
  • определение положения зон обводнения ПХГ;
  • установление межпластовых перетоков флюидов;

Комплексная технология индикаторных исследований обладает высокой помехоустойчивостью, точностью, экологической и санитарно-гигиенической безопасностью.

Приведены результаты разработки технологии контроля технического состояния скважин с целью снижения потерь газа при эксплуатации ПХГ.

В общем объеме потерь газа большое значение имеют потери, связанные с негерметичностью скважин и их крепи. Это объясняется тем, что на ПХГ количество скважин в десятки раз больше, чем на месторождениях, и они постоянно испытывают переменные термобарические нагрузки.

Анализ разновременных исследований методами акустической цементометрии в скважинах газовых месторождений и ПХГ Краснодарского края показал, что в добывающих скважинах на месторождениях качество сцепления цемента с обсадной колонной со временем не ухудшается, а иногда даже становиться лучше. В то же время в эксплуатационно – нагнетательных скважинах ПХГ наблюдается ухудшение сцепления цементного камня с колонной со временем.

Исходя из этого, контроль технического состояния обсадных колонн скважин является важной задачей эффективного контроля герметичности подземных хранилищ и снижения потерь газа. Наиболее достоверными и эффективными методами контроля технического состояния скважин являются методы ГИС.

Для определения технического состояния скважин под руководством автора и при непосредственном его участии была разработана аппаратура КСП-Т (КСП-Т-3 и КСП-Т-7).

Приборы КСП-Т-3 были разработаны в СКТБ ПГ г. Грозный в 1983-1987 гг. Опытно-методическая партия этих приборов использовалась при исследованиях скважин нефтяного месторождения Тенгиз, трех сверхглубоких скважин (Кольская, Криворожская, Тюменская), глубоких скважин в Калмыкии, Астраханской области, Чечено-Ингушетии, Осетии, Ставропольском и Краснодарском краях, Грузии, на Украине, в Дагестане.

Аппаратура КСП-Т-7, разработанная автором в 1989 – 1992 годах, предназначена для комплексного контроля за техническим состоянием скважин. С этой целью в скважинном приборе было установлено четыре сканирующих электромагнитных датчика, два датчика двухплоскостного механического микрокаверномера и датчик резистивиметра. Сам прибор заканчивался узлом подключения к нему дополнительных приборов, например термометра или акустического цементомера.

Аппаратурой КСП-Т-7 при непосредственном участии автора исследовано более 50 скважин, в том числе Северо-Ставропольского, Щелковского, Елшано-Курдюмовского, Степновского и Чиренского ПХГ; нефтяных месторождений ОАО “Пермьнефть”, ОАО “Роснефть – Ставропольнефтегаз”, месторождения “Белый тигр”.

Результаты исследовательских и экспериментальных работ положены в основу разработок «Технологического регламента по контролю перфорации скважин ООО «Кубаньгазпром» методами ГИС»; и «Технологического регламента по комплексному обследованию методами ГИС обсадных колонн скважин ПХГ ООО «Кубаньгазпром» с целью их переаттестации», а также предложений по совершенствованию «Регламентного мониторинга Краснодарского ПХГ».

В ходе подготовительных работ при разработке «Технологического регламента по комплексному обследованию методами ГИС обсадных колонн скважин ПХГ ООО «Кубаньгазпром» с целью их переаттестации» были сформулированы задачи, которые необходимо решать при переаттестации скважин. Так, для принятия решения о продлении эксплуатационного срока скважины необходимо оценивать не только состояние обсадных труб. Основную опасность недрам и окружающей среде представляют деформация эксплуатационного пласта и заколонные перетоки. Поэтому при переаттестации скважин основное внимание должно быть направлено на:

  • определение технического состояния обсадных труб;
  • определение мест и характера нарушений обсадных колонн включая механический износ, нарушения целостности, негерметичность в муфтовых соединениях;
  • уточнение конструкции и мест расположения элементов обсадной колонны;
  • выявление деформационных процессов эксплуатируемого пласта (особенно это актуально для ПХГ созданных в истощенных газовых месторождениях);
  • состояние колонной крепи;
  • наличие или отсутствие техногенных скоплений газа выше объекта эксплуатации;
  • наличие или отсутствие заколонных перетоков.

Исходя из этих задач был составлен комплекс ГИС и технология проведения работ.

  1. Термометрия - по всему стволу;
  2. Шумомер - по всему стволу;
  3. АКЦ (широкополосный вариант) - по всему стволу;
  4. Толщинометрия (СГДТ) - по всему стволу;
  5. МИД - по всему стволу;
  6. Трубная профилиметрия (ПТС – 4) - по всему стволу;
  7. ABF-14 ( акустический телевизор) - в выбранных по предыдущим

исследованиям интервалах

  1. КСП – Т - в выбранных по предыдущим

исследованиям интервалах

  1. ГК+НГК - по всему стволу;

В пятой главе охарактеризованы принципы и обоснованные автором этапы организации системы геолого–геофизического контроля на стадии создания и эксплуатации ПХГ. Основными принципами создания такой системы являются:

  • Рациональность (экономичность) – получение необходимого объема информации при минимальных затратах времени и средств за счет целенаправленных исследований и сбора информации;
  • Достоверность – за счет использования геолого-технологических моделей объектов контроля, созданных на базе знания деталей геологического строения залежей и технологии ее эксплуатации;
  • Учет технических возможностей и особенностей применяемых геофизических и других методов контроля;
  • Отнесение к объекту контроля не отдельных скважин (точек на площади хранилища), а частей залежи, различаемых по специфике геологического строения и характеру отработки при их эксплуатации;
  • Комплексность (использование данных ГИС в комплексе с другими методами контроля эксплуатации);
  • Накопление и использование данных всех видов информационного обеспечения контроля полученных во времени в процессе всего периода разведочных работ, разработки месторождения, создания и эксплуатации ПХГ.

Исходя из принципов построения системы геолого-геофизической контроля, предлагаются следующие этапы ее создания для новых ПХГ:

1. Разбуривание ПХГ в соответствии с технологической схемой, включая уточнение геологического строения, создание системы контроля, бурение скважин с отбором керна и т.д. На этом этапе проводится ГИС-бурение, накопление и обобщение геолого-геофизического материала. Если на ПХГ не выполнены детальные сейсмические исследования, то целесообразно их провести до начала разбуривания ПХГ.

  1. Создание геолого-геофизической модели на основе материалов сейсморазведки и ГИС-бурения.
  2. Разработка рационального комплекса ГИС-контроля. На этом этапе проводятся опытно-методические работы с целью разработки рационального комплекса ГИС конкретно для данного пласта резервуара ПХГ.
  3. Выбор критериев контроля, создания интерпретационной моделей и разработка методического сопровождения ГИС-контроля. Это один из основополагающих этапов, т.к. создание недостоверной интерпретационной модели может привести к искажению результатов контроля. Критерии контроля должны быть положены в основу автоматизированной системы управления эксплуатацией ПХГ. Такими критериями могут быть газонасыщенность, температура, давление, положение ГВК в различных зонах хранилища и т.д.
  4. Создание флюидодинамической и зонной технологической моделей, которые вместе с геолого-геофизической, составляют геолого-технологическую модель ПХГ. На этих моделях исследуется изменение газонасыщенности и движение ГВК в зависимости от объемов закачки, отбора газа в отдельную скважину, зону и ПХГ в целом. Усовершенствование системы геолого-геофизического контроля за эксплуатацией ПХГ проводится на основании геолого-технологической модели. Определяется принципиальная схема заложения контрольных, наблюдательных, пьезометрических и геофизических скважин на ключевых участках и основных направлениях потоков газа.
  5. Адаптация технологической модели и системы геолого-геофизического контроля и их корректировка.
  6. Создание автоматизированной системы управления эксплуатацией ПХГ.

Создание системы геолого-геофизического контроля (рис. 1) является одним из первых шагов на пути обеспечения оптимального автоматизированного режима эксплуатации хранилища и тем самым достигается главная задача ПХГ – достижение необходимых суточных объемов отбора (закачки) в необходимый промежуток времени без негативного воздействия на геологическую среду. При такой системе геолого-геофизического контроля автома-

  Система геолого-геофизического контроля (составил Рубан Г.Н.) -0

Рисунок 1 – Система геолого-геофизического контроля (составил Рубан Г.Н.)

тизированная система управления, исходя из задания по закачке или отбору газа, подключает необходимое количество скважин в соответствии с оптимальным режимом их работы.Геолого–геофизический контроль эксплуатации ПХГ направлен на решение трех основных задач:

  • исследование формирования и состояния газонасыщенного объема пласта - объекта эксплуатации;
  • определение эксплуатационных характеристик эксплуатационно – нагнетательных скважин;
  • оценку состояния герметичности объекта эксплуатации - анализ геологических, технологических и технических факторов.

Основным объектом контроля при эксплуатации ПХГ является газонасыщенный объем, состояние которого предопределяет потенциальные возможности хранилища. Основой контроля за газонасыщенным объемом являются геофизические исследования (ГИС – контроль). Однако проведение ГИС – контроля в действующих скважинах имеет ограничение, из-за малой глубинности геофизических скважинных приборов исследуется только прилегающая непосредственно к скважине зона. Поэтому основной объем ГИС-контроля должен выполняться в геофизических скважинах. Эти скважины на Северо – Ставропольском ПХГ в зеленой свите необходимо располагать по площади хранилища в наиболее характерных точках. Схема рационального расположения этих скважин разработана на основании геолого-технологической модели залежи. Все хранилище можно разделить на четыре зоны. Центром зонной модели должна стать скважина 1Г, пробуренная в районе скважины 81 СС, там, где эксплуатационный объект зеленой свиты имеет наиболее высокие гипсометрические отметки. От этой скважины по четырем направлениям рекомендуется расположить геофизические и пьезометрические скважины тремя контурами.

Четыре скважины первого контура рекомендуется расположить так, чтобы они вскрывали первый пласт на одинаковых гипсометрических отметках - 615 – 610 м. Первая из них должна быть пробурена на север - северо-восток от скважины 1Г, вторая – по направлению на юго-запад, третья – на юг, четвертая – по направлению на юго–восток. Две скважины второго контура необходимо пробурить - одну на западе, другую на юге. Они также должны вскрыть первый пласт на одинаковых гипсометрических отметках - 625 - 620 м. Третий контур будут составлять существующие геофизические скважины внутреннего контура и наблюдательная 163 СС. Скважины геофизические внешнего контура рекомендуется перевести в пьезометрические. Всего необходимо пробурить семь геофизических скважин специальной конструкции (рис. 2).

Скважины должны быть спроектированы и построены таким образом, чтобы в них можно было проводить расширенный комплекс исследований, то

есть иметь следующую конструкцию: направление 600 мм опускается на глубину 10 м, кондуктор 324 мм - на глубину 250 м в кровлю майкопских отложений, промежуточная колонна 245 мм перекрывает отложения

 хадумского горизонта и спускается до кровли бурой свиты,-1

Рис. 2

хадумского горизонта и спускается до кровли бурой свиты, эксплуатационная колонна 168 мм перекрывает отложения бурой и зеленой свит стеклопластиковой трубой. В этой трубе могут быть заранее вмонтированы датчики и зонды. Информация от этих датчиков и зондов должна передаваться на поверхность.

В результате проведения опытно-методических работ в этих скважинах будут определены расчетные параметры для оценки состояния газонасыщенного объема. Такими параметрами могут быть зависимость газонасыщенности, давления, температуры от количества газа закачанного (отобранного) в определенной зоне, степень изменения пласта коллектора и т.д.

Расчетный период эксплуатации ПХГ составляет 50 - 70 лет, следовательно, чем тщательнее будет реализована разработанная система контроля, тем эффективнее будет осуществляться эксплуатация ПХГ.

Основной задачей контроля эксплуатационных характеристик эксплуатационно – нагнетательных скважин должно стать определение причин низкой производительности или снижение производительности этих скважин. Методами решения этой задачи является комплекс ПОТОК – СОСТАВ и газодинамические исследования. Работы по этому комплексу должны проводиться по мере необходимости в скважинах со снижающейся производительностью, в обводняющихся скважинах с целью выявления причин обводнения и в скважинах производительность которых ниже проектной.

При оценке состояния герметичности ПХГ анализируют геологическую, технологическую и техническую герметичности. Для решения этих задач используют комплексные геологические, гидрогеологические, геофизические и аналитические исследования, контроль перетоков, формирование техногенных залежей. Эти комплексные исследования проводятся по специальным программам, при горно–технологическом обследовании или при возникновении признаков негерметичности ПХГ.

Исходя из принципов и этапов построения системы геолого-геофизического контроля ПХГ, геологической модели Северо-Ставропольского ПХГ, системных исследовательских работ в геофизических скважинах Краснодарского ПХГ рекомендуется проведение следующих мероприятий по ССПХГ:



Pages:     | 1 | 2 || 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.