Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Научное обоснование и промышленное внедрение комплексного геотехнологического мониторинга систем добычи газа на месторождениях севера Западной Сибири
ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений
Автореферат диссертации по теме "Научное обоснование и промышленное внедрение комплексного геотехнологического мониторинга систем добычи газа на месторождениях севера Западной Сибири"
На правах рукописи
Березняков Александр Иванович
НАУЧНОЕ ОБОСНОВАНИЕ И ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СИСТЕМ ДОБЫЧИ ГАЗА НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ СЕВЕРА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 25.00.17 - Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Москва 2005
Работа выполнена в ООО "Надымгазпром" ОАО "Газпром"
Научный консультант:
- член-корр. РАН, доктор технических наук, профессор Ермилов О.М.
Официальные оппоненты:
Ведущее предприятие: ООО "ТюменНИИГипрогаз" ОАО "Газпром"
Защита состоится 22 июня 2005 г. в 14.00 часов на заседании Диссертационного Совета Д.002.076.01 Института проблем нефти и газа (ИПНГ) РАН и Минобразования РФ по адресу: 119991, Москва, ул. Губкина, 3.
С диссертацией можно ознакомиться у Ученого секретаря диссертационного Совета Д.002.076.01 ИПНГ РАН и Минобразования РФ.
Отзывы на автореферат просьба направлять по адресу: 119991, Москва, ул. Губкина, 3, ИПНГ РАН.
Автореферат диссертации разослан 20 мая 2005 г.
Ученый секретарь
диссертационного Совета Д.002.076.01,
- доктор технических наук, профессор Бас/шее К.С.
- доктор технических наук Брусиловыми А.И.
- доктор технических наук, профессор Васильев Ю.Н.
кандидат технических наук
М.Н. Баганова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Современный этап развития газовой отрасли России характеризуется существенным усложнением обеспечения экспортных обязательств в связи со вступлением уникальных нефтегазоконденсат-ных месторождений севера Западной Сибири в завершающую стадию эксплуатации. В ближайшие 20-30 лет необходимый прирост добычи газа будет осуществлен за счет вовлечения в разработку Ямальской группы месторождений, освоение которых находится сейчас в начальном периоде. Следовательно, на протяжении 6-8 лет до введения в разработку Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения поддержание необходимых объемов добычи возможно только при повышении эффективности эксплуатации разрабатываемых месторождений Надым-Пур-Тазовского региона. Исследования, проводимые автором в течение длительного времени на месторождениях севера Западной Сибири, затронули различные аспекты эксплуатации газодобывающего комплекса на всех этапах жизненного цикла. Разработанные на их основе методики и средства проведения исследований, а также результаты промысловых экспериментов применимы при некоторой их адаптации на месторождениях углеводородов, обладающих сходными характеристиками, для прогнозирования развития негативных ситуаций, своевременного принятия научно обоснованных управленческих решений по их предотвращению и повышению устойчивости систем добычи газа.
Рациональная эксплуатация месторождений углеводородов на современном уровне научно-технического развития, как отмечено в трудах А.И. Гриценко, Г.А. Зотова, В.В. Ремизова, возможна исключительно в условиях получения, анализа и обобщения информации о состоянии природно-технических комплексов на всех этапах их эксплуатации. Эффективный мониторинг параметров технологических процессов добычи газа является основой получения информации о состоянии исследуемых систем. При этом на современном этапе не разработан подход, который позволяет на единой методической основе проводить мониторинг параметров природной, технологической и технической среды, использовать всю совокупность полученных при наблюдении данных для анализа состояния системы в целом.
Таким образом, формирование методологических основ проведения комплексного мониторинга газодобывающих систем на различных этапах жизненного цикла по технологическому, техническому, горногеологическому, природно-экологическому аспектам для дальнейшего исследования и проведения целостного анализа внутрисистемных связей и взаимодействия с окружающей средой является актуальной научной проблемой.
Цель исследования. Обосновать и разработать методологию комплексного геотехнологического мониторинга как инструмента исследования, контроля и прогнозирования состояния системы добычи газа применительно к месторождениям севера Западной Сибири, организовать ее применение в практической деятельности газодобывающих предприятий и разработать методы и средства проведения мониторинга.
Задачи исследований:
1. Определить понятия: "мониторинг" и "комплексный мониторинг"; сформулировать цель комплексного геотехнологического мониторинга; сформировать понятийный аппарат исследования как основу методологии.
2. Разработать концептуальные требования к проведению комплексного геотехнологического мониторинга, методику комплексирования блоков локального мониторинга систем добычи газа и сформировать технологию наблюдений, обработки, интерпретации и хранения информации.
3. Усовершенствовать методы проведения мониторинга подсистемы добычи газа с использованием новых средств газогидродинамических исследований скважин.
4. В рамках мониторинга системы добычи газа разработать комплекс методов и средств определения наличия и генезиса жидкости и механических примесей в потоке газа.
5. Разработать и реализовать в практической деятельности газодобывающего предприятия технологию проведения мониторинга состояния объектов добычи газа в криолитозоне.
6. Обосновать и экспериментально подтвердить условия безопасной эксплуатации скважин на Бованенковском нефтегазоконденсатном месторождении.
Методическая основа исследований. Многолетний опыт эксплуатации месторождений углеводородов севера Западной Сибири выявил многочисленные проблемы, связанные с уникальностью месторождений по размерам и запасам, экстремальными горно-геологическими и природно-климатическими условиями. Исследования этих проблем базируются на фундаментальных трудах выдающихся советских и российских ученых, создавших теоретические основы нефтегазовой гидромеханики и разработки нефтяных и газовых месторождений J1.C. Лейбензона, Б.Б. Лапука, И.А. Чарного, В.Н. Щелкачева, Е.М. Минского, Ф.А. Требина, И.Н. Стрижова, А.П. Крылова,Л.Х. Мирзаджанзаде, М.Т. Абасова, Ю.П. Коротаева и др.
Исследования по разработке месторождений углеводородов на современном этапе освещены в трудах О.Ф. Андреева, И.М. Аметова, З.С. Алиева, Г.И. Баренблатта, К.С. Басниева, С.Н. Бузинова, А.Т. Горбунова,
A.И. Гриценко, М.А. Гусейн-заде, В.М. Ентова, О.М. Ермилова, Ю.П. Жел-това, С.Н. Закирова, Г.А. Зотова, Р.Д. Каневской, А.К. Курбанова,
B.М. Максимова, Р.И. Медведского, Е.М. Нанивского, H.H. Непримерова, В.Н. Николаевского, В.Ф. Перепеличенко, А.И. Пономарева, Г.Б. Пыхачева, Г.В. Рассохина, В.В. Ремизова, М.Л. Сургучева, P.M. Тер-Саркисова,
A.П. Телкова, М.М. Хасанова, А.Л. Хейна, О.Ф. Худякова, Э.Б. Чекалюка,
B.А. Черных, М.И. Швидлера, П.Т. Шмыгли и др.
Значительный вклад в проектирование и анализ разработки месторождений углеводородов севера Западной Сибири внесли ученые газодобывающей отрасли Э.Б. Бухгалтер, Б.В. Дегтярев, В. А. Истомин, А.Н. Лапердин,
C.М. Лютомский, В.Н. Маслов, Ю.!'. Тер-Саакян, Ю.Ф. Юшков и др.
В последние годы интенсивно развивается системный подход к поиску решения проблем геологии и разработки нефтяных и газовых залежей. Это направление представлено исследованиями А.Н. Дмитриевского, Ю.Н. Васильева, Л.Ф. Дементьева, А.Н. Кирсанова и др.
Труды перечисленных ученых являются методической базой данной работы.
Объекты исследования. Газовые, газоконденсатные и нефтегазоконден-сатные месторождения севера Западной Сибири; технологические процессы га-
зодобывающих комплексов региона; технические устройства, обеспечивающие процессы добычи и под! отовки газа к дальнему транспорту (эксплуатационные скважины газовых месторождений региона, промысловые сооружения); взаимодействия между техническими устройствами, объектами газодобывающих комплексов и природно-геологической средой, возникающие на различных этапах жизненного цикла систем добычи газа.
Научная новизна работы. Автором впервые разработан единый методический подход к проведению комплексного геотехнологического мониторинга и составляющих его локальных блоков применительно к системам добычи газа. В развитие теоретических основ разработки месторождений создана универсальная, адаптируемая как по объектам исследований, так и по этапам жизненного цикла, методология комплексного геотехнологического мониторинга сложных систем добычи газа для углеводородов севера За падной Сибири.
Впервые разработаны и запатентованы новые средства контроля характеристик газового потока, позволяющие с высокой дискретностью регистрировать давление, температуру и дебит и вести обработку результатов газогидродинамических исследований скважин в режиме реального времени. Разработан и защищен патентом метод газогидродинамических исследований, сочетающий исследования на стационарных и нестационарных режимах фильтрации с использованием новых средств контроля характеристик газового потока и метода "функции влияния", предложенного С.Н. Бузиновым.
На основе учета природных факторов, характеризующих месторождения Надым-Пур-Тазовского междуречья и полуострова Ямал, а также результате промысловых экспериментов обоснованы условия безопасной эксплуатации скважин на Бованенковском нефтегазоконденсатном месторождении.
На защиту выносятся
1. Методологические основы проведения комплексного геотехнологического мониторинга системы добычи газа месторождений углеводородов севера Западной Сибири.
2. Разработанная система комплексного геотехнологического мониторинга, позволяющая эффективно эксплуатировать газовые месторождения
севера Западной Сибири на всех этапах жизненного цикла, принимать управляющие решения в режиме реального времени и использовать накопленный опыт в новых районах освоения месторождений углеводородов.
3. Разработанные новые средства контроля характеристик газового потока, позволяющие с высокой дискретностью регистрировать давление, температуру и дебит, а также вести обработку результатов газогидродинамических исследований скважин в режиме реального времени.
4. Разработанный метод газогидродинамических исследований скважин сочетающий методы, основанные на стационарном и нестационарном режимах фильтрации газов.
Личный вклад автора состоит в постановке проблемы, разработке методологии исследования, организации и научном руководстве промысловыми экспериментами, проведении газогидродинамических исследований и обобщении их результатов. Разработка методологии комплексного мониторинга газодобывающего комплекса выполнена непосредственно автором. Идеи автора реализованы в ряде патентов на изобретения.
Практическая значимость работы и реализация результатов в промышленности
1. Применяемый в практической деятельности комплексный геотехнологический мониторинг позволяет переносить положительный опыт эксплуатации газоконденсатного месторождения Медвежье и нефтегазоконденсат-ных месторождений Ямбургское, Юбилейное и Ямсовейское на освоение новых месторождений полуострова Ямал.
2. Внедрена в производственную практику энергосберегающая технология газогидродинамических исследований скважин, основанная на разработанных под руководством автора и запатентованных новых технических средствах и методиках; проведено 400 исследований на газовых скважинах; экономический эффект составляет около 14 млн руб. в год.
3. Внедрены научно обоснованные технические решения на стадии проектирования и обустройства Ямсовейского и Юбилейного нефгегазокон-денсатных месторождений с общим экономическим эффектом около 70 млн руб.
4. Разработанная новая технология термовращательного погружения свай дает при внедрении экономический эффект около 9 тыс. руб. на одну сваю.
5. Научно обоснованные технические решения, разработанные на основе результатов мониторинга производственных объектов месторождения Медвежье, реализованы на всех месторождениях, эксплуатируемых ООО "Надымгазпром" и учтены при проектировании обустройства Бованенковско-го нефтегазоконденсатного месторождения.
Апробация работы
Международном конгрессе "Новые высокие технологии для нефтегазовой промышленности и энергетики будущего" (г Москва, 1997 г.); Всесоюз ной научно-практической конференции "Повышение эффективности разработки и эксплуатации газоконденсатных месторождений" (I. Ухта, 1998 г.); на заседании секции "Транспорт и подземное хранение газа" Научно-технического совета ОАО "Газпром" (г. Москва, 1998 г.); на заседании секции "Энергосбережение и экология" Научно-технического совета ОАО "Газпром" (г. Саратов, 1998 г.); IV горно-геологическом форуме "Природные ресурсы стран СНГ" (г. Санкт-Петербург, 1998 г.); Второй конференции геокриологов России, МГУ им. М.В. Ломоносова (г. Москва, 2001 г.); Международной конференции "Фундаментальные проблемы разработки нефтегазовых месторождений, добычи и разработки углеводородного сырья" (г. Москва, 2004 г.); научно-технической конференции "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России" (г. Москва, 2005 г).
Публикации. Основные результаты исследований изложены в 69 научных работах, включая 2 монографии и 8 научных обзоров. По результатам представленных в работе исследований получено 23 патента РФ на изобретения. 10 работ опубликовано единолично, 15 работ опубликовано в изданиях, выпускаемых в РФ и включенных в Перечень ВАК. Наиболее существенные из опубликованных работ приведены в автореферате.
Структура работы Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 298 страницах машинописного текста, включает 62 рисунка и 24 таблицы.
Автор искренне признателен научному консультанту О М. Ермилову за ценные рекомендации при подготовке работы, помощь и сотрудничество в течение тридцатилетней совместной работы.
Автор выражает благодарность своему первому научному руководителю В.Е. Карачинскому, а также А.И. Гриценко, P.M. Тер-Саркисову, С.Н. Бузинову, Г.А. Зотову, Г.Э. Одишария, Н.Г Степанову, Г.В. Крылову, В.И. Кононову, В.Н. Маслову, Е.М. Нанивскому, И.С. Немировскому, Ю.Г. Тер-Саакяну и В.А. Туголукову за долголетнее сотрудничество, во многом сформировавшее научное мировоззрение автора.
Автор искренне благодарен соавторам научных публикаций и изобретений Б.В. Дегтяреву, В.Н. Гордееву, Г.И. Гриве, Г.И. Облскову, А.Б. Осокину, А.П. Попову, JI.H. Решетникову, Г.К. Смолову, А.Н. Харитонову, И.М. Чуповой за длительное и плодотворное творческое сотрудничество.
Автор выражает признательность и благодарность К.С. Басниеву, А.И. Брусиловскому и Ю.Н. Васильеву за ценные замечания, высказанные при обсуждении и рецензировании данной работы.
Автор признателен руководству ООО "Надымгазпром" за помощь и поддержку при формировании структур мониторинга, а также коллективу Научно-технического центра ООО "Надымгазпром" за многолетнюю совместную плодотворную работу.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении, основываясь на трудах ведущих российских и зарубежных исследователей, аргументирована проблема разработки методологии, позволяющей на единой основе проводить мониторинг природной, технологической и технической сред и обосновывать выбор контролируемых параметров при переходе от мониторинга подсистем геотехнологической системы газа к комплексному мониторингу системы в целом.
В первой главе рассматривается необходимость развития системного подхода при исследовании различных геологических структур, а также сложных геотехнологических систем. В монографии А.Х. Мирзаджанзаде, O.JI. Кузнецова, К.С. Басниева, З.С. Алиева "Основы технологии добычи га-
за" отмечается, что газовое или газоконденсатное месторождение представляет собой сложную систему, а их проектирование, анализ, исследование и управление возможны лишь на основе системного подхода. В трудах академика РАН А.Н. Дмитриевского отмечается необходимость системного подхода к глобальным вопросам геологического характера, а проблемы использования системного подхода при изучении нефтегазовых комплексов обсуждаются в публикациях Л.Ф. Дементьева, Ю.11. Васильева, Г.А. Зотова, О.М. Ермилова, А.Н. Кирсанова и других исследователей.
Анализ литературных источников свидетельствует, что в настоящее время существует тенденция дополнения комплексного подхода к разработке месторождений углеводородов принципами и методологией наук системного направления как на стадии проектирования разработки, так и на стадии эксплуатации месторождений. Специфика рассматриваемых природно-технических систем состоит в постоянно протекающих процессах взаимовлияния природных и технических компонентов. Основное препятствие на пути повышения эффективности применяемых систем разработки - то обстоятельство, что из геологической, технической и управленческой систем, составляющих нефтегазодобывающее предприятие, не удается создать единый комплекс (А.И. Гриценко, О.М. Ермилов, Г.А. Зотов, Л.Ф. Дементьев).
Применение системного подхода осложняется отсутствием адекватного инструмента исследования сложных геотехнологических систем, и поэтому актуальна разработка научно обоснованной методологии способов получения и использования информации о состоянии геотехнологической системы. По мнению Г.А. Зотова, А.И. Гриценко, В.В. Ремизова, одним из направлений такой методологической базы является организация мониторинга. В XXI веке научные основы рационального недропользования должны базироваться на создании и повсеместном внедрении комплексного мониторинга. Однако применительно к нефтегазовой отрасли гакое направление является новым, публикации посвящены в основном задачам мониторинга подсистем и зон воздействия газодобывающих комплексов на природную среду (Б.А. Ильичев, М.В. Вакуленко, С.Н. Жариков, М.К. Теплов, Р.Б. Ильичев, Л.М. Фокина). Вместе с тем теоретическим и методологическим проблемам
и
проведения мониторинга уделяется значительное внимание в трудах представителей наук о Земле (А.П. Герасимов, Ю.А. Израэль), а его практическое использование отражено в публикациях A.B. Павлова, Г.В. Ананьева, Н.Г. Москаленко, С.Е. Гречшцсва, В.Е. Афанасьева, С.Н. Булдовича, JI.C. Гарагу-ли, E.H. Оспенникова, работающих в сфере наблюдений и диагностики промысловых сооружений при взаимодействии их с многолетнемерзлыми породами.
Понятие и термин "мониторинг" широко используется в разных отраслях знаний и видах деятельности, в то же время существуют различные системы взглядов на это понятие и, соответственно, на его определение и содержание. Принципиальная разница заключается в том, включают ли авторы в проведение мониторинга функции управления, или же считают, что мониторинг - это скорее система наблюдений. Обе точки зрения достаточно аргументированы, тем не менее в настоящее время в научной среде преобладает мнение, что мониторинг не должен ограничиваться только функциями наблюдения и контроля, но также решать и задачи управления. На основе анализа литературных источников, их осмысления и дополнения автором сформулированы следующие определения:
- мониторинг - система наблюдений за состоянием геотехнологических систем добычи газа, хранения, обработки и интерпретации информации;
- комплексный мониторинг - система, основанная на интеграции разносторонней информации, получаемой в ходе работы ("возможно, уже существующих) служб мониторинга различного характера и назначения.
Далее в работе с использованием минимально необходимых математических структур (обозначений) вводится символическое представление основных понятий. Цель формализации - наглядность, четкость и ясность логической последовательности дальнейшего формирования методологических основ проведения комплексного геотехнологического мониторинга. При этом комплексный геотехнологический мониторинг рассматривается в качестве инструмента исследования систем добычи газа, основы прогноза состояния системы, информационного обеспечения и принятия научно обоснованных управленческих решений, а формализация понятий обеспечивает
терминологическое единство описания сложных геотехнологических систем и системы наблюдения, принятия решений, управления. При формировании целостного понятийного аппарата автор творчески осмыслил фундаментальные труды советских и зарубежных специалистов в области теории систем: H.H. Моисеева, П.Г. Кузнецова, В.В. Дружинина, Д.С. Конторова, Н.П. Бус-ленко, У. Росса Эшби, Л.Заде, М. Месаровича, Я. Такахары и др. Автором были определены следующие выражения:
- множество элементов, входящих в функциональную подсистему как Пр ((I - индекс подсистемы);
- множество C2S, объединяющее элементы функциональных подсистем, которое определяет состав элементов, физически реализующих систему
(1)
где индекс S определяет принадлежность к системе множества или элемента; <=> - знак эквивалентности;
- общие для сопредельных подсистем элементы (элементы пересечения множеств) е"
= d.....g). (2)
где £2д и - сопредельные подсистемы; g ~ количество общих элементов;
- управляемые элементы - множество элементов системы {ef*™^ при воздействии на которые осуществляется управление
kynPlc{e,}s. (3)
Совокупность свойств обусловливает участие элемента в том или ином процессе, множество параметров, характеризующих эти свойства, исчерпывающе и однозначно описывают рассматриваемый элемент.
Контролируемые параметры {к},...,к'| системы в момент времени t -множество параметров системы, для которых существует возможность прямых измерений либо расчета на основе моделей (г - количество таких параметров).
Нормативные параметры отражают исходные возможности элемента в рассматриваемом процессе, а параметры аналогичных свойств в реальном процессе характеризуют технические возможности элемента. Нормативное значение измеренного параметра к]е{к|...Кг}обозначим
Управляющие параметры - параметры управляемых эле-
ментов, при изменении которых происходит заданное изменение режимов функционирования системы или ее части.
Состояние системы в момент времени I определяется упорядоченной совокупностью параметров
5 = .....п) (4)
характеризующих течение процессов, происходящих в системе (п - количество таких параметров).
Фазовое пространство - область изменения состояния системы во времени, фазовые координаты - множество параметров, которые характеризуют состояние; размерность (или мерность) фазового пространства равно количеству фазовых координат
81»{8:,1}1бТ = (Т„...,Тк), (5)
где Т - время эксплуатации системы.
Определим совокупность контролируемых параметров системы в момент времени I как
к^е{к;....,к;}с$. (6)
Множество контролируемых параметров принадлежит множеству и служит характеристикой состояния системы; значимость характеристики определяется точностью измерения (или в общем случае определения), представительностью и рациональным выбором контролируемых параметров.
Если по крайней мере один из параметров ведет себя как ступенчатая функция, то все состояния системы распадаются на две группы: при одних состояниях значение этой ступенчатой функции не изменяется, при других -изменяется. Последние, по определению У. Росса Эшби, называются крити-
ческими состояниями. Приближение критического состояния может определять выход параметров основных элементов за предельно допустимые или нормативные границы. Еще одной особенностью приближения критического состояния является резкое изменение характера зависимости параметров от времени.
Таким образом, автором впервые для отрасли определены термины, понятия и обозначения для единства описания сложных геотехнологических систем и систем наблюдения, принятия решений, управления.
Во второй главе формируется методология проведения комплексного геотехнологического мониторинга систем добычи газа.
Формирование методологии в данном исследовании заключалось в осуществлении взаимосвязанных и взаимодополняющих действий: определение концептуальных положений; формулирование цели комплексного мониторинга; формирование методики комплексирования блоков локального мониторинга (теоретические основы и практическое опробование); разработка технологии проведения комплексного мониторинга (научное обоснование и обобщение опыта проведения).
Формирование методологии комплексного мониторинга основано на следующих концептуальных требованиях:
1. Системы добычи газа рассматриваются как открытые (т.е. взаимодействующие с внешней средой) геотехнологические системы с многоуровневой иерархической структурой.
2. Верхняя часть геологической среды (многолетнемерзлые породы) и взаимодействующие с ней сооружения определяются в качестве геотехнической системы.
1 Цели, объем, методы и средства проведения локального мониторинга определяются возможностью исследования и прогнозирования свойств, характеристик, взаимодействий, существенных с позиции безопасности, эффективности функционирования как рассматриваемой подсистемы, так и системы в целом.
4. Основа комплексного мониторинга - интеграция возможностей и унификация подходов блоков локального мониторинга.
5 Информация, как результат комплексного мониторинга не может суммироваться (обобщаться) по блокам локального мониторинга, она должна подвергаться определенной целеустремленной сепарации, обработке и дополнению.
6. Система наблюдений, обработки, интерпреп ации и хранения данных должна быть открытой, адаптируемой к изменению горных условий, этапам жизненного цикла, масштабам месторождений, представлять возможность анализа значительного объема информации.
7. Управляющие воздействия, реализующие цель комплексного мониторинга, ориентированы на сохранение устойчивости системы.
Цель комплексного мониторинга геотехнологических систем добычи газа - получение необходимой информации для сохранения устойчивости системы, обеспечения эффективной безаварийной эксплуатации, непревышения предельно допустимой техногенной нагрузки на природную среду.
Методика комплексирования блоков локального мониторинга, входящих в структуру системы добычи газа, разделена на этапы (рис. 1) и реализует
Этап 1
Этап 2
Структурирование знаний о системе, определение иерархических уровней Разбиение на подсистемы
х>
Определение внешней среды для подсистем и системы в целом. Выделение сопредельных подсистем
Этап 3
Этап 4
Определение принципов выделения блоков локального мониторинга. Формирование блоков мониторинга
35:
Определение целей блоков локального мониторинга Формирование списка контролируемых параметров
Этап 5
Интеграция блоков локального мониторинга
Рис. 1. Алгоритм методики комплексирования блоков локального мониторинга
разработанные автором концептуальные положения. Все этапы взаимосвязаны и взаимозависимы: результат предыдущего этапа является исходным состоянием следующего.
В рамках интеграции блоков локального мониторинга автором впервые для региона проведен анализ влияния технических решений, принятых на основе результатов мониторинга какого-либо блока, на достижение цели и эффективность проведения мониторинга других выделенных блоков. Результаты представлены в табл. 1.
Следствием интеграции, имеющим значительный эффект, является использование средств и отчас ги методов исследований, разработанных в рамках одного из блоков локального мониторинга, при исследовании других подсистем. Это одно из самых перспективных направлений, обеспечивающих распространение новых знаний и использование высоких технологий. Инте-гративный эффект при комплексировании блоков локального мониторинга выражен также в комплексном использовании полученной информации. Результаты локальных наблюдений повышают эффективность всей цепочки мониторинга, применяемые технические решения в рамках одной подсистемы влияют на функционирование системы в целом, а также решают задачи блоков локального мониторинга, являющихся частями комплексного.
Далее приведены основные особенности методики комплексирования.
- методика содержит набор последовательных действий, позволяющих практически использовать ее при исследовании геотехнологических систем на любом этапе жизненного цикла и с любым уровнем развития блоков локального мониторинга;
- в процессе комплексирования используются стандартные приемы, чем обеспечивается формализация применения методики;
- принцип выделения блоков локального мониторинга обеспечивает технологичность проведения комплексного мониторинга;
Таким образом, разработана методика комплексирования блоков локального мониторинга, которая носит ярко выраженный интегративный характер.
Табл.1.
Интеграция блоков локального мониторинга
Наименованне и обозначение блока мониторинга Цель проведения Контролируемые параметры Совместное использование данных мониторинга Влияние технически! решений на цели и эффективность мониторинга
1 1 Блок мониторинга геологической среды и технического состояния скважин (Г)) Получение информации для управления процессами разработки залежей углеводородов и добывными возможностями скважины; обеспечение условий безопасной эксплуатации добывающих скважин, предотвращение аварийных выбросов газа и газового конденсата в атмосферу к; о {<,...к,;,..,<,,...,<}- параметры геологической среды, призабойной зоны, пластового флюида и скважины г2 Г3 г5 Цели: г« и опосредованно Г3->Г6 Эффективность: Гз
Блок мониторинга внутрипромыслового сбора газа (Г2) Предотвращение аварийных ситуаций, контроль пропускной способности К'о {к'}-параметры потока газа, труб-коллекторов Гз г5 Цели: Гз Г5
Блок мониторинга технических устройств и технологических процессов подготовки газа к дальнему транспорту (Г3) Разработка управляющих воздействий для обеспечения регламентируемых показателей: производительности, качества целевого ресурса, экологических показателей; повышение технологической эффективности аппаратов Параметры режимов работы технологических аппаратов {к'(}, входного потока газа {к^ }, целевого ресурса на выходе из установки {к'к}: объем и температура {кд}, показатели качества{<}: {<,<}б{к^} г4 Г5 Г« Цели: г4 Г«
Продолжение табл. 1.
Интеграция блоков локального мониторинга
Наименование и обозначение блока мониторинга Цель проведения Контролируемые параметры Совместное использование данных мониторинга Влияние технических решений на цели и эффективность мониторинга
Блок мониторинга межпромыслового коллектора сбора газа (Г«) Контроль объема и качества поставляемой продукции (товарного газа), предотвращение аварийных ситуаций, контроль пропускной способности к;с{к>;} Объем, температура и качество целевого ресурса, параметры труб-коллекторов г5
Блок геотехнического (инженерно-геокриологического) мониторинга (Г5) обеспечение устойчивости и безопасности инженерных сооружений газодобывающего комплекса, расположенных в криолитозоне Kj— параметры сооружения; к^ - параметры пограничного слоя; Kkr~ параметры криолигозоны г, Г2 Гз г4 Цели: Ti Г2 Г3 и Гб
Блок производственно-экологического мониторинга (Г6) разработка комплекса мероприятий, обеспечивающих стабильность экологической обстановки территорий освоения Множество параметров, определяющих воздействие объектов добычи газа на окружающую среду к; о {<}с {<,<,}, в т.ч.: к;,, <, г5 Гз
Далее представлена разработка комплексного мониторинга как технологии организации наблюдений, обработки, интерпретации и хранения данных. Практическая реализация технологии осуществляется на основе структурной схемы (рис. 2), которая реализует цель комплексного мониторинга и предоставляет возможность использования мониторинга в качестве основы системных исследований. Схема состоит из контуров наблюдений и управления.
Модули контура "Мониторинг"
1. "Объекты наблюдения". Состояние системы в фиксированный момент времени I можно оценить по проявлению свойств ее элементов, которые являются объектами наблюдений.
2. "Наблюдения (средства, методы)". Контролируемые параметры наблюдаемых свойств элементов фиксируются средствами исследований блоков локального мониторинга. На выходе из модуля "Наблюдения" для рассматриваемых локальных мониторингов Г]-Г6 имеются некоторые
совокупности параметров {к,1 }, ,...,{к,' }6 о |к|,...,к'} (г - общее количество контролируемых параметров по локальным блокам мониторинга). Измеренные параметры, принадлежащие этим множествам, могут быть использованы для расчета величин, прямое измерение которых невозможно. Все множества контролируемых параметров принадлежат множеству параметров системы
= (1,...,п) и характеризуют состояние системы ее фазовые координаты.
3. В модуле "База динамических данных" накапливается и хранится первичная информация, характеризующая состояния системы, в том числе обработанная в модуле "Наблюдения" (расчетные параметры, результаты моделирования). Информация образует многомерные пространственно-временные ряды по объектам наблюдения.
4. "Обработка и интерпретация наблюдений". В этом модуле информация подвергается сортировке и обработке. На выходе модуля совокупность контролируемых параметров системы при проведении комплексного мони-
Рис. 2. Структурная схема проведения комплексного геотехнологического мониторинга
торинга К5 е {к|,...,Кр} (р£г) является результатом комплексного мониторинга в фиксированный момент времени I.
Обозначим результаты комплексного мониторинга в ин гервале наблюдений 16 (0,Т) Мм и представим их следующим образом
Мм =
„«Л
к
(7)
Таким образом формируются массивы информации, содержащие сведения об исследуемом объекте в интервале времени наблюдений. Информация переходит на хранение в модуль "База динамических данных".
Модули контура "Управление".
В данном контуре формируются процессы воздействия на элементы системы, которые, переводя систему из одного состояния в другое, способствуют выполнению ее основной функции. Воздействие на управляемые элементы происходит при наличии информации, получаемой при проведении мониторинга.
1. "База нормативной информации". Для выполнения контрольных функций мониторинг должен опираться на систему научно обоснованных нормативов, имеющих как технологическое, так и экологическое значение для выполнения прогнозных функций на систему оптимальных (адекватных) моделей. В модуль, в частности, входт следующая информация: геолого-техническая модель месторождения; программы расчета результатов газогидродинамических исследований скважин; модели теплового взаимодействия сооружений газодобывающего комплекса с криолиотозоной; модели технологических процессов; алгоритмы расчетов работы технологического оборудования. Этот модуль включает также зарегистрированные базы данных, пакеты программ, результаты инновационной деятельности, оформленные в виде отчетов о НИР, технологических и технических регламентов, патентов на изобретения, которые носят отраслевой характер.
2. "Анализ результатов мониторинга". Ранее было отмечено, что в систему мониторинга целесообразно вводи 1ь как функции контроля, так и прогноза (контрольно-прогнозный принцип мониторинга). Рассмотрим осуществление контрольных функций при анализе результатов.
Пусть - множество управляющих параметров системы. Допустим, мониторинг проводится дискретно с интервалом времени А1. В этом случае информация в виде результатов мониторинга представляет собой совокупность отличную от К§. Очевидно, что по крайней мере некоторые из
входящих как в множество Кд, так и в множество К$+Л1 параметров будут отличаться от значений нормативных (либо предельно допустимых) параметров к' - к^ = Лк;,|дк;| > О (К^ - измеренный параметр;к^ - его нормативное значение). Опишем результаты мониторинга в интервале времени наблюдений 1е (0,1к) матрицей рассогласований параметров
'Дк? . . д< . Ак>
м = Дк, .. д< . д<
р J
.. д< . Дк*
Преобразование пространственно-временных рядов к магрице рассогласований (Мр) расширяет возможности анализа.
Анализ строк (временной срез) позволяет выявить элементы с отклонением значений параметров от нормативных (предельно допустимых). Анализ столбцов дает возможность проследить изменение тех же параметров во времени. Столбцы матрицы представляют динамику рассогласований одного параметра. На основе анализа столбцов, одного или нескольких, выявляются тенденции таких рассогласований. Экспертный анализ позволяет по резкому изменению характера зависимости группы параметров от времени опреде лить возможность наступления критических состояний, выявить флажки бифуркаций.
Преимуществом экспертного анализа является возможность обнаружения на основе анализа пространственно-временных рядов резких отклонений
параметров (особенно ключевых элементов) от нормативных (предельно допустимых) в режиме реального времени. Это дает возможность своевременного принятия управляющих решений технологического характера без затрат на реконструкцию.
Прогнозные функции мониторинга. Прогноз состояния системы осуществляется по цепочке: результаты мониторинга в фиксированный момент времени => оценка (расчет) параметров на основе моделирования на момент времени И-Дг => прогноз контролируемого состояния системы.
3. "Принятие решений". Основой принятия решений по выбору управляющих воздействий являются результаты мониторинга К^ <=> М„ , анализ пространственно-временных рядов на основе матрицы рассогласований параметров Мр, прогноз контролируемого состояния системы. Выбор решений, базирующийся на системном подходе, должен согласовываться с условиями сохранения устойчивости системы.
4. "Объекты воздействия". Эти объекты принадлежат множеству управляемых элементов. При помощи объектов воздействия осуществляется управление: воздействие на элементы переводит систему из одного состояния в другое, способствует выполнению ее целевого назначения, сохранению ее устойчивости. Результатом воздействия является изменение вектора состояния. В момент времени 1+Д1 система переводится в состояние, близкое к необходимому.
Технология мониторинга, которая соответствует рассмотренной схеме, представляет цепочку: состояние системы в фиксированный момент времени - наблюдения - результаты мониторинга - анализ - прогноз - управляющие воздействия - необходимое состояние системы. Перевод системы из одного состояния в другое осуществляется при помощи управляемых элементов, изменением их параметров. Возникает (формируется) упорядоченная совокупность состояний системы (пространство состояний) на протяжении интервала наблюдения от 1=0 до <=> {я"^' ,...,8^}, зависящая от результатов мо-
ниторинга. Это дает возможность проследить динамику состояний. Эффек-
тивность мониторинга и управляющих воздействий проявляется в сохранении устойчивости системы.
Преимущество объединения контуров "Мониторинг" и "Управление" заключается в применении комплексного мониторинга, основанного на рассмотренной схеме. В случае, если контур мониторинга и контур управления не объединены в одну структуру, принятие управляющих решений может носить конъюнктурный характер. Не менее важной представляется возможность принятия решений в режиме реального времени. Длительность цикла управления (в частности, обработки информации при разрыве контуров "мониторинг" - "управление") влияе1 на эффективность управления сложной системой Если длительность цикла управления чрезмерно увеличивается, эффективность управления снижается, т.к. управляющие воздействия, осуществляемые через значительный промежуток времени после получения информации, не соответствуют изменившемуся состоянию системы: для состояния системы, характеризующегося вектором ), где 5
- время запаздывания информации, принятие решения будет основано на состоянии системы в момент времени С Очевидно, что для сложных систем с высокой мерностью состояний и динамичностью свойств элементов экстраполировать (прогнозировать) изменение значительного количества параметров с удовлетворительным приближением невозможно. Принятые решения, основанные на результатах мониторинга, проведенного в момент времени I, будут неадекватными существующему состоянию системы.
Таким образом, впервые в отрасли автором разработана универсальная, адаптируемая как по объектам исследований, так и по этапам жизненного цикла методология комплексного геотехнологического мониторинга, которая используется в качестве инструмента при системном подходе к исследованию газодобывающего комплекса. Она позволяет рационально использовать опыт эксплуатации газодобывающих комплексов севера Западной Сибири при освоении месторождений углеводородов полуострова Ямал.
В третьей главе изложены результаты проведенных автором исследований с целью разработки и внедрения новых технических средств и совершенствования методов газогидродинамических исследований скважин.
Как известно, сеноманские залежи имеют общие черты геологического строения, а также близкие коллекторские свойства. Отсюда следует, что при исследовании залежей возможно применение общих методик и средств при некоторой их адаптации к условиям конкретного месторождения.
Для повышения качества исследований автором составлен алгоритм (рис. 3) и сформирована программа "Совершенствование методов и средств проведения газогидродинамических исследований скважин".
Рис. 3. Алгоритм совершенствования методов и средств газодинамических исследований скважин
Реализация программы позволила при проведении исследований-.
- увеличить объем и достоверность получаемой информации;
- уменьшить количество выпускаемого в атмосферу газа;
- снизить затраты рабочег о времени исследовательских бригад.
Разработанные под руководством автора и запатентованные новые средства контроля характеристик газового потока позволяющие с высокой дискретностью регистрировать давление, температуру и дебит, а также вести обработку результатов газогидродинамических исследований скважин в режиме реального времени, впервые сделали возможным использование нестационарных методов исследования скважин, эксплуатирующих высокопроницаемые пласты-коллекторы сеноманского возраста на месторождениях севера Западной Сибири.
Под руководством и при участии автора разработан комплекс автоматизации сбора и обработки данных в процессе газогидродинамических исследований скважин на стационарных и нестационарных режимах фильтрации, включающий:
- лазерный расходомер (ЛР) для автоматизации измерений параметров газового потока (расхода природного газа, содержания жидкости и твердых частиц);
- полевую рабочую станцию (ПРС) "тРС", предназначенную для автоматизации измерений и предварительной обработки данных в процессе проведения газогидродинамических исследований.
Разработка защищена патентом РФ и внедрена в ООО "Надымгаз-пром".
Под руководством автора разработана и внедрена комплексная методика газогидродинамических исследований скважин, заключающаяся в непрерывном измерении и обработке данных при последовательной смене стационарных и нестационарных режимов фильтрации в процессе одного исследования. При обработке исследований по кривой восстановления давления (КВД) использовались параметры режимов работы скважин, зарегистрированные полевой рабочей станцией после остановки скважин.
При обработке результатов исследований, проведенных по комплексной методике, использовался метод функции влияния, предложенный С.Н. Бузиновым. Метод основан на предположении о том, что при неизменной величине квадратичного коэффициента фильтрационного сопротивления
"Ь" (стабилизация которого достигается достаточно быстро) величина линейного коэффициента "а", равного значению функции влияния, является функцией времени, достигая стационарного значения при полной стабилизации режима работы скважины. При исследованиях скважин по методу функции влияния исходными данными для расчета служит поток информации. Полная стабилизация режима в процессе рабош скважины, так же как и полное восстановление давления при ее остановке, не является обязательным условием » метода. Сама скважина при этом может работать в произвольном режиме,
включая остановку на любой срок для снятия кривой восстановления давления.
»
Метод использован при обработке данных исследований, проведенных с помощью полевой рабочей станции "тРС" (в частности, скважины 143 Ямсовейского месторождения). В результате обработки получена функция влияния, представленная на рис. 4. Поскольку замер давления осуществляется на устье скважины, квадратичный коэффициент учитывает сопротивление ствола скважины 9.
0,0017 у 0,0016 0,0015 |
« 3
5 б
§ а 0,0014
" 5, 0,0013
5 о '
3
| ¿5 0,0012
© ^
^ 0,0011 0,0010
%
0,0009 -4
5 6 7 8 9 10
Время, 1п(0
Рис. 4. Изменение функции влияния скважины 143 Ямсовейского нефтегазоконденсатного месторождения
Определенные при этом величины коэффициентов фильтрационных сопротивлений, которые представлены в табл. 2, соответствуют (в пределах допустимой погрешности) аналогичным значениям, рассчи танным по методу установившихся отборов.
В качестве исходных данных для обработки результатов исследования скважин с применением функции влияния принимаются как параметры работы скважины на режимах, так и кривые восстановления давления между режимами.
Табл. 2
Коэффициенты фильтрационных сопротивлений, полученные при обработке результатов исследований скважины 143 Ямсовейского месторождения двумя методами
Фильтрационные параметры Продолжительность испытания, час Безвозвратные
Метод исследования а-102, СМПа)2-сут тыс. м3 (ь+еио2, (МПа)2-сут тыс. м3 потери газа, тыс. м3
Установившихся отборов 0,162 0,00008 2,78 93,81
§ 3 £ и 1 3 все режимы 0,157 0,0001 2,78 93,81
1 1 два режима 0,157 0,0001 0,7 28,4
о -в1
В настоящее время по методу функции влияния исследовано 400 скважин месторождений Медвежье, Юбилейное и Ямсовейское.
Таким образом, преимуществами газогидродинамических исследований скважин с применением средств контроля характеристик газового потока и использованием функции влияния по сравнению со стандартными исследованиями являются:
- высокая точность определения коэффициентов фильтрационных сопротивлений, что подтверждается тем, что отклонения дебитов, рассчитанных по этим коэффициентам, относительно дебитов, получаемых методом установившихся отборов, не превышают в среднем 10 %;
- значительное уменьшение времени простоя скважины во время исследования;
- технология проведения газогидродинамических исследований скважин по методу функции влияния дает возможность исследовать от 3 до 5 скважин одного куста в течение рабочего дня, что сокращает время проведения исследований по сравнению с методом установившихся отборов в 3-5 раз;
- уменьшение выпуска газа в атмосферу сокращается в 5-7 раз.
В четвертой главе в рамках мониторинга геологической среды, технологии добычи и технического состояния скважин автором проводились исследования процессов, связанных с наличием неуглеводородной жидкости и механических примесей в потоке газа на разных этапах жизненного цикла месторождений севера Западной Сибири. На основе мониторинга различных подсистем добычи для выявления причинно-следственных связей составлен кадастр таких процессов (пластовый флюид - продукция скважин - сырой газ).
Негативные явления, связанные с присутствием механических примесей в потоке газа, имеют четыре основные ветви (рис. 5): загрязнение приза-бойной зоны скважины твердыми фракциями промывочной жидкости после строительства или капитального ремонта скважин; разрушение призабойной зоны, сложенной слабосцементированным сеноманским песчаником; загрязнение труб газопромысловых шлейфов песком и строительным мусором при их хранении и транспортировке до места сварки. Сочетание различных условий эксплуатации и свойств элементов обусловливают сложные причинно-следственные связи, свидетельствующие о множестве возможных версий возникновения того или иного процесса, вошедшего в кадасгр. Особые трудности вызывают ситуации, когда создаются условия для одновременного возникновения нескольких версий. Так, в начальный период эксплуатации месторождения Медвежье при форсированных отборах, выходе скважин из бурения и выносе строительного мусора из шлейфов фиксировались остановки технологических линий на установках комплексной подготовки газа, связанные с забиванием конденсатосборника сепаратора первой ступени ме-
Снижение добычи по газовому промыслу Снижение добычи по группе скважин
Снижение добычи по скважине
Износ и разъедание запорно-регулирующей арматуры на скважине Мз
Сжтоение гачестаа.поаготовки газа.........
Уменьшение производительности УКПГ Перерасход технологических реагентов Ухудшение свойств реагентов Наличие мех. примесей в потоке после сепаратора Снижение эффективности сепарации в процессе подготовки газа к дальнему транспорту Снижение эфф сепарации перед компримированием Забивание комденсатосборника механическими примесями ■■ Износ и разъедание запорно-регулирующей арматуры УКПГ Образование твердых отложений в турбоагрегатах - Гидратообразование в шлейфах газосборного коллектора Снижение пропускной способности шлейфов газосб коллектора
Ж Наличие механических примесей в потоке сырого газа Залповый вынос механических примесей, накопленных в шлейфах Изменение эффективного сечения шлейфов Накопление мех примесей различного генезиса в шлейфах Сезонное изменение температуры сырого газа в шлейфах Наличие механических примесей в продукции скважин Вынос механических примесей с забоя скважины Изменение скорости потока при форсированных режимах Образование песчано-глинистой пробки на забое скважины Накопление механических примесей на забое скважины Наличие механических примесей в пластовом флюиде Вынос твердых фракций промывочной жидкости из призабойной зоны Вынос продуктов разрушения приз зоны с пластовым флюидом
м2
Наличие слабосцементированных пород во вскрытом разрезе Наличие твердых фракций промывочной жидкости в призабойной зоне (после строительства) Наличие твердых фракций промывочной жидкости в призабойной зоне (после кап ремонта) Наличие строительного мусора в шлейфах вд
М, - основные причины наличия механических примесей в потоке газа; Мг - иерархически-соподчиненный список процессов; Мз - основные проявления процессов.
Рис. 5. Кадастр процессов, связанных с наличием механических примесей в потоке газа
ханическими примесями. Такие же проблемы возникали на начальных этапах эксплуатации и других месторождений севера Западной Сибири. На поздних стадиях разработки усиленный вынос песка обусловлен разрушением пласта-коллектора в присутствии пластовой воды. Таким образом, на про[яжении всего жизненного цикла системы существуют проблемные ситуации, обусловленные присутствием взвесей в потоке газа. Генезис влаги и механических примесей является их основной диагностической характеристикой
Проблемная ситуация "Процессы, обусловленные присутствием механических примесей и капельной влаги в потоке газа" представлена на рис. 6. Основным условием выхода из проблемной ситуации является разработка методов и средств исследований, а именно устройств для отбора проб и методик определения генезиса жидкости и механических примесей.
Дня повышения точности определения удельного содержания взвесей автором разработана и запатентована методика экспериментального определения коэффициента сепарации сепарационного блока коллектора "Надым-1" непосредственно при проведении газогидродинамических исследований скважин. Методика заключается в сравнении объемов взвесей, отобранных из контейнеров двух последовательно соединенных коллекторов "Надым-1". Экспериментальные исследования коллектора проводились на скважинах Ямсовейского нефтегазоконденсатного месторождения. На рис. 7 представлены результаты исследований по скважине 173 Ямсовейского месторождения. По результатам исследований установлен диапазон эффективного использования коллектора "Надым-1" - от 450 до 800 тыс. м3/сут.
С возрастающим обводнением фонда добывающих скважин базовых месторождений севера Западной Сибири возникла необходимость определения суммарного количества и минерализации водной жидкости на газовом промысле Для повышения оперативности диагностики и регулирования технологических процессов добычи в рамках подсистем внутрипромыслового транспорта и подготовки газа к дальнему транспорту автором совместно с В.Ф. Зайнуллиным разработан и запатентован способ определения водного фактора газового промысла, при котором сбор выносимой пластовой и конденсацион-
Рис. 6. Проблемные ситуации, связанные с наличием механических примесей и влаги в потоке газа
ной воды из всех скважин зоны отбора газового промысла производится на пункте сепарации.
Предложенный способ дает возможность оперативного определения среднего удельного количества пластовой и конденсационной воды на газовом промысле, а также суммарное количество воды за сутки по газовому промыслу.
И
и li
ti
0.05 0.90 0.85 0.80 0.75 0.70
500 600 700 800 000 1000 1100
Расход газа, тыс. м3/еут
Рис. 7. Результаты экспериментального исследования сепарационных характеристик коллектора "Надым-1"
на скважине 173 Ямсовейского нефтегазоконденсатного месторождения
При получении оперативных данных о повышении минерализации проб, отобранных на пункте сепарации, проводится контроль количества и минерализации выносимой каждой из скважин промысла воды для определения места поступления в систему высокоминерализованной пластовой воды. Контроль выносимой из скважины жидкости проводится согласно разработанному при участии автора и запатентованному способу диагностики по данным химического анализа. Предложенный способ позволяет проводить качественную и количественную диагностику выносимой из скважин воды по данным химического анализа при известных термобарических параметрах работы скважин, минерализации пластовой воды и промысловых растворов хлористого кальция, минерализации и содержании ионов кальция, натрия и калия в отобранных пробах жидкости. Отметим, что в общую минерализа-
(»"ОС. НАЦИОНАЛЬНА»! I
бислиотека |
сптмт
о» МО II,
J
цию воды, помимо минерализации пластовой и конденсационной, входит также минерализация технической жидкости, используемой при капитальном ремонте скважин.
Для определения происхождения несцементированных осадочных пород, отобранных из потока газа применены микроскопические исследования морфологических особенностей зерен песка в сочетании с анализом гранулометрического состава силикатной части образцов механических примесей и сравнение их с образцами известного генезиса. Такими образцами служит керн сеноманского продуктивного горизонта Ямбургского месторождения и песок современных четвертичных отложений. Разработанная в соавторстве с Е.И. Березняковой, Б.В. Дегтяревым, Н.Б. Мизулиной, В.А. Хилько, Л.С. Чу-гуновым и запатентованная методика диагностики происхождения механических примесей хорошо зарекомендовала себя на практике и позволяет определить место попадания их в поток газа для обоснования выбора управляющих воздействий при профилактике негативных явлений.
Комплексное применение разработанных автором методов в сочетании с результатами геофизических и газогидродинамических исследований позволяет с высокой степенью точности установить качественные и количественные характеристики взвесей в газовом потоке на всех этапах жизненного цикла системы и разрабатывать научно обоснованные мероприятия по снижению их негативного воздействия на технические элементы и технологические процессы системы добычи газа по цепочке "добыча - внутрипромысло-вый транспорт - подготовка газа к дальнему транспорту".
В пятой главе рассмотрены особенности проведения мониторинга взаимодействия объектов добычи газа с многолетнемерзлыми породами и его реализация на месторождениях углеводородов севера Западной Сибири. Известный исследователь Л.Н. Хрусталев определяет геотехническую систему как геологическую среду и взаимодействующее с ней сооружение. В контексте данной работы в качестве такой системы рассматривается верхняя часть геологического разреза (многолетнемерзлые породы) и каждое из взаимодействующих с ней инженерных сооружений газодобывающего комплекса. При этом тепловое и механическое взаимодействие сооружения с геологической
5 ,, «Г *
средой трактуется как развивающийся во времени многомерный недетерминированный процесс. Если выходные параметры процесса не достигают своих предельных значений, например значения нагрузки, передаваемой на основание, и предельно допустимой деформации, то считается, что качество системы сохраняется, в противном случае оно утрачивается, происходит отказ системы.
Анализ и обобщение результатов многолетних исследований, проводимых на газодобывающих объектах месторождений Медвежье, Юбилейное, Ямсовейское и Ямбургское, позволили автору выявить основные особенности геотехнических систем, которые обособливают их в геотехнологической системе добычи газа и заключаются в следующем:
- геотехническая система не входит в геотехнологическую систему добычи газа по формальному признаку целевого процесса;
- при взаимодействии подсистем "скважины", "шлейфы газосборной сети", "дожимные компрессорные станции (ДКС) - установки комплексной подготовки газа (УКПГ)", "межпромысловый коллектор" с внешней средой определяющее значение имеет тепловое взаимодействие объектов добычи газа с многолетнемерзлыми породами;
- потеря устойчивости геотехнической системы может привести к катастрофическим последствиям любую из перечисленных подсистем и систему добычи в целом;
- параметры, характеризующие элементы данного блока мониторинга, относятся как к объектам добычи газа, так и к внешней среде (по отношению к геотехнологической системе);
- блок мониторинга геотехнических систем является единственным из блоков локального мониторинга, который контролирует параметры взаимодействия объектов газодобывающего комплекса с многолетнемерзлыми породами, обеспечивающие устойчивость геотехнологической системы и ее безаварийную эксплуатацию;
- объектами наблюдения являются сооружения, параметры пограничного слоя и часть криолитозоны, при этом радиус наблюдений определяется индивидуально для каждой геотехнической системы;
- информация, полученная при проведении мониторинга, учитывается при эксплуатации всех функциональных подсистем, а реализованные технические решения влияют на возможность достижения целей всех определенных ранее блоков локального мониторинга.
Перечисленные особенности позволили автору сформулировать цель геотехнического мониторинга как обеспечение устойчивости и безопасности инженерных сооружений газодобывающего комплекса, расположенного в криолитозонс, и выделить мониторинг геотехнических систем в качестве блока локального мониторинга, а его результаты учитывать при контроле состояния геотехнологической системы на всех этапах жизненного цикла.
Для достижения указанной цели разработана технология проведения мониторинга геотехнических систем. Основные принципы формирования данной технологии учитывают концептуальные требования проведения комплексного геотехнологического мониторинга, а проведение мониторинга геотехнических систем являегся неотъемлемой его частью.
Технология проведения мониторинга геотехнических систем в криолитозоне, разработанная автором совместно с А.П. Поповым и А.Б. Осокиным, включает следующие исследования: изучение естественных (фоновых) инженерно-геокриологических условий участка строительства, разработку регламента режимных наблюдений на период строительства и эксплуатации инженерных сооружений газодобывающего комплекса; режимные наблюдения за состоянием фунтов оснований газодобывающих объектов и прилегающих к ним территорий; режимные наблюдения за устойчивостью фундаментов, опорных конструкций, оборудования и трубопроводов; режимные наблюдения за деформациями, напряженно-деформированным состоянием и вибрацией оборудования и трубопроводов; выявление рассогласования параметров, характеризующих состояние элементов геотехнической системы и системы в целом; прогноз изменений геокриологических условий и состояния геотехнической системы.
Объекты мониторинга наблюдений представлены в табл. 3.
Таблица 3
Объекты применения технологии мониторинга геотехнических
систем на газодобывающем комплексе ООО "Надымгазпром"
Этапы жизненно! о цикла Типы геотехнических систем
Площадочные сооружения Линейные сооружения Добывающие скважины
Проектирование • ДКС месторождений Юбилейное и Ямсовей-ское • УКП1 месторождений Юбилейное и Ямсовей-ское • Площадки кустов эксплуатационных скважин месторождения Бова-ненковскос • Добывающие скважины месторождения Бованенковское • Добывающие скважины месторождений Юбилейное, Ямсовейское (фундаменты устьевых обвязок)
Строительство • ДКС месторождений Юбилейное и Ямсовей-ское • УКПГ месторождений Юбилейное и Ямсовей-ское • Добывающие скважины месторождений Юбилейное, Ямсовейское (фундаменты устьевых обвязок)
Эксплуатация • Газовые промыслы месторождений Медвежье, Юбилейное, Ямсо-вейское(всего 11 промыслов) • Межпромысловые коллекторы месторождения Медвежье • Газопровод подключения месторождений Юбилейное и Ямсовейское • Добывающие скважины месторождений Медвежье, Юбилейное, Ямсовейское (фундаменты устьевых обвязок)
На основе результатов мониторинга, прогноза и моделирования со-
стояния геотехнических систем принимаются научно обоснованные решения и разрабатываются практические мероприятия по приведению системы в устойчивое состояние.
Таким образом, разработанная и реализованная в полном объеме в практике ООО "Надымгазпром" технология мониторинга геотехнических систем позволяет: учитывать концептуальные требования к проведению комплексного геотехнологического мониторинга; выявлять неблагоприятные тенденции изменения состояния геотехнических систем; снижать влияние деструктивных криогенных процессов на газопромысловые объекты; обеспечивать устойчивость инженерных объектов газодобычи, расположенных в криолитозоне.
В шестой главе рассматриваются научно-технические разработки автора, связанные со строительством, длительной консервацией и эксплуатаци-
ей газовых скважин на месторождениях севера Западной Сибири, расположенных в зоне развития многолетнемерзлых пород.
Обобщение опыта строительства газовых скважин в зоне распространения многолетнемерзлых пород на Ямбургском и Бованенковском месторождениях свидетельствует о многочисленных фактах газопроявлений при вскрытии горизонтов мерзлых пород на глубинах от 20 до 225 м. Результаты выполненных при непосредственном участии автора исследований показывают, что углеводороды имеют преимущественно сингенетичное происхождение и, несмотря на достаточно широкое распространение, не могут рассматриваться как объекты промышленного освоения. Дальнейшее детальное изучение этих газопроявлений в пределах осваиваемых месторождений полуострова Ямал, определение мест скопления углеводородов и оценки их объемов диктуется соображениями промышленной безопасности при строительстве и эксплуатации скважин и других газопромысловых объектов.
При длительной консервации скважин, пробуренных на месторождениях севера Западной Сибири, существует опасность смятия обсадных колонн при обратном промерзании многолетнемерзлых пород. С целью уточнения технологии консервации автором на Ямбургском месторождении проведен промысловый эксперимент для проверки возможности гидроразрыва мерзлых пород и оценки условий его возникновения.
Результаты проведенных исследований позволяют утверждать, что смятия колонн скважины вследствие обратного промерзания возможно избежать при четком соблюдении технологии сооружения скважины, исключающей наличие замерзающей промывочной жидкости в межколонном пространстве, так как давление гидроразрыва многолетнемерзлых пород меньше, чем сопротивление равномерному сжатию у применяемых труб.
Для уточнения конструкции скважин и опробывания новых технологий строительства в период с 1987 по 1995 годы на Бованенковском нефтегазо-конденсатном месторождении было пробурено 60 скважин. Скважины бурились в соответствии со схемой расположения, рекомендованной проектом разработки. Отсутствие концепции безопасной эксплуатации газовых скважин Бованенковского месторождения и недостаточная инжерно-
геологическая изученность района обус тройства привели к строительству ряда кустов скважин в крайне неблагоприятных геокриологических условиях. В результате произошедших аварий три скважины были ликвидированы. Эти обстоятельства вызвали необходимость проведения комплекса научно-исследовательских и промыслово-экспериментапьных работ по определению взаимодействия скважин различной конструкции с многолетнемерзлыми породами. Совместно с А.П. Поповым и А.Б. Осокиным выполнена типизация геокриологических условий кустовых площадок Бованенковско1 о нефтегазо-конденсатного месторождения, основанная па анализе проведенных инженерно-геологических изысканий. Выделены и охарактеризованы три типа мерзлотных условий по степени благоприятности для строительства и эксплуатации скважин.
Тип I - наиболее благоприятный - кустовые площадки № 5500, 5600, 6600 зоны ГП-1 (льдистость пород за счет видимых ледяных включений в пределах всего исследованного интервала глубин не превышает 20 %). Строительство и эксплуатация газодобывающих скважин в таких условиях могут осуществляться по традиционно применяемой на севере Западной Сибири технологии. Специальные решения по защите вмещающих скважины многолетнемерзлых пород от оттаивания требуются только для обеспечения устойчивости фундаментов устьевых обвязок.
Тип П - занимающий промежуточное положение по степени благоприятности геокриологических условий. Особенности разреза II типа площадок -наличие слоя сильнольдистых пород (льдистость за счет включений льда ^ = 40-60 %) в верхней части разреза, до глубин 3-6 м и льдистых (¡, = 20-40 %) до глубин 12-14 м, в некоторых случаях - до 25-30 м. На кустовых площадках многолетнемерзлых пород II типа в приустьевой зоне скважин в пределах интервала залегания льдистых пород (0+30 м), должны применяться специальные решения по защите многолетнемерзлых пород от оттаивания.
Тип Ш - характеризуется неблагоприятными геокриологическими условиями. Особенностью кустовых площадок Ш типа является наличие в разрезе мерзлых пород прослоев и линз льда и ледогрунта мощностью от 1,5 до 21 м в интервале глубин от 11 до 57 м при общей значительной льдист ости пород до глубин 30-60 м. Кустовые площадки Ш типа либо должны быть
перенесены на участки с более благоприя гными геокриологическими условиями (в пределах поймы), либо на всем интервале залегания льдистых пород и пластовых льдов должна быть построена эффективная тепловая защита мно) о-летнемерзлых пород с применением теплоизолированных труб и парожидкост-ных термостабилизаторов.
Тепловое воздействие добывающих скважин на окружающие мерзлые породы вызывает деформации колонн и фундаментов трубопроводных обвязок. Возникновение аварийных ситуаций приводит к различным осложнениям вплоть до ликвидации скважин. При участии автора впервые в отрасли выполнен комплекс исследовательских работ при проведении промыслового эксперимента по изучению взаимодействия с многолетнемерзлыми породами добывающей скважины, работающей длительный (более одного года) период на проектном дебите.
Результаты проведенных промысловых экспериментальных работ свидетельствуют о перспективности использования теплоизолированных насосно-компрессорных труб для уменьшения теплового воздействия на массив мерзлых пород.
Результаты прогнозных расчетов, выполненных в плановом порядке сотрудниками отдела геокриологического мониторинга Научно-технического центра ООО "Надымгазпром", показали, что испытанные образцы теплоизолированных насосно-компрессорных труб позволяют сократить радиус протаива-ния при тридцатилетней эксплуатации до 3-7 м, что вдвое меньше, чем для не-теплоизолированных насосно-компрессорных труб (5-12 м), однако не в состоянии полностью исключить оттаивание мерзлоты.
На примере Бовапенковского нефтегазокондснсатного месторождения показано, что в связи с этим перспективным является применение разработанной в соавторстве с В.И. Кононовым, Г.К. Смоловым, Л.С, Забелиной, Г.В. Олиневич, А.П. Поповым, А.Б. Осокиным комбинировашюй теплоизоляции, включающей в себя кроме теплоизолированных насосно-компрессорных труб систему охлаждения грунтов, состоящую из отдельных сезонно-действующих термостабилизаторов (патент РФ 2158353).
На основе результатов выполненного комплекса исследований для составления проектов разработки месторождений со сложными геокриологическими условиями сформирован следующий алгоритм исследовательских работ и принятия решений по размещению скважин, а также выбору их конструкций: изучение закономерностей формирования геокриологических условий территории месторождения, предварительный выбор мест расположения кустовых площадок на основе проекта разработки и с учетом районирования по степени сложности геокриологических условий; параметрическое бурение на кустовых площадках на глубину залегания многолетнемерзлых пород с детальным исследованием состава, строения и свойств пород; типизация геокриологического разреза для выбора мест расположения кустовых площадок; выбор конструкции скважин или принятие дополнительных решений по обеспечению устойчивости ствола скважин на основе результатов типизации геокриологических условий.
ВЫВОДЫ
1. Методологические основы проведения комплексного геотехнологического мониторинга системы добычи газа севера Западной Сибири, разработанные автором, являются развитием теоретических основ разработки месторождений углеводородов и включают:
- систему терминов, понятий и обозначений;
- концептуальные требования;
- методику комплексирования блоков локального мониторинга;
- технологию наблюдений, обработки и хранения данных;
- обеспечивают единство описания сложных геотехнологических систем и системы наблюдения.
2. Разработанная универсальная, адаптируемая к изменению горногеологических условий и этапов жизненного цикла газодобывающих объектов методология комплексного геотехнологического мониторинга:
- делает возможным использование комплексного мониторинга в качестве инструмента исследования больших развивающихся систем добычи газа;
- позволяет рационально применять опыт эксплуатации газодобывающих комплексов севера Западной Сибири при проектировании и освоении месторождений углеводородов полуострова Ямал;
- допускает возможность использования при исследовании подсистем газодобывающего комплекса различной природы, включая социально-экономическую.
3. Разработанные средства проведения локального мониторинга при проведении газогидродинамических исследований скважин используются при исследовании сопредельных подсистем и позволяют:
- в режиме реального времени с высокой дискретностью регистрировать параметры (давление и температуру на устье, дебит) и обрабатывать получаемые данные с визуализацией результагов для оценки их качества;
- впервые в регионе проводить исследования на нестационарных режимах фильтрации в скважинах, эксплуатирующих высокопроницаемые пласты-коллекторы.
4. Основным условием выхода из проблемной ситуации, связанной с присутствием взвесей в потоке добываемого газа, является комплексное применение разработанных способов диагностики наличия и генезиса механических примесей и неуглеводородной жидкости, которое позволяет:
- с высокой степенью достоверности установить качественные и количественные характеристики взвесей в газовом потоке;
- на основе определения наличия и генезиса взвесей разрабатывать мероприятия по снижению их негативного воздействия на технические элементы и технологические процессы: "добыча - внутрипромысловый транспорт - подготовка газа к дальнему транспорту".
5. Разработанная концепция и реализованная в полном объеме в практике ООО "Надымгазпром" технология проведения мониторинга инженерных сооружений газдобывающего комплекса, взаимодействующих с криоли-тозоной позволяет:
- выявлять небла! оириятные тенденции состояния геотехнических систем;
- выделять подверженные максимальному воздействию криогенных
процессов сооружения газовых промыслов;
- снижать влияние деструктивных криогенных процессов на инженерные сооружения;
- обеспечивать устойчивость инженерных сооружений в криолитозо-не и за счег применения новых научно обоснованных технических решений.
6. Типизация геокриологических условий кустовых площадок Бованен-ковского нсфтегазоконденсатного месторождения с целью строи 1ельства скважин позволила:
- выделить и охарактеризовав три типа мерзлотных условий по степени благоприятности для строительства и эксплуатации скважин;
- обосновать необходимое 1ь применения комбинированной теплоизоляции газовых скважин для сохранения их устойчивости при эксплуатации на Бованенковском месторождении.
7. Научно обоснованные технические решения, разработанные на основе результатов мониторинга объектов месторождения Медвежье реализованы на всех месторождениях ООО "Надымгазпром" и учтены при проектировании обустройства Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения.
Основные публикации по теме диссертации:
1. Проблемы усюйчивости добывающих скважин месторождений полуострова Ямал / А.И. Березняков, Г.И. Грива, А.Б. Осокин, А.П. Попов, З.С. Салихов, Г.К. Смолов, Л.С Чугунов. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 1997. - 159 е..
2. Надымгазпром: геотехномониторинг в криолитозоне / В.В. Ремизов, В.И. Кононов, А.И. Березняков, А.Г. Глухенький, В.М. Демин, Н.В. Михайлов, А.Б. Осокин, А.П. Попов, Л.Н. Решетников, Г.К. Смолов. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2001. - 147 с.
3. Березняков А.И. Диагностика работы и методы обеспечения надеж ности эксплуатации скважин сеноманских залежей Тюменской области: Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук в виде научного доклада: 05.15.06. Защищена 27.12.95; Утв. 09.02.96; КТ № 0170047. - М.: ВНИИГАЗ, 1995. - 24 с.
4. Совершенствование методов контроля за разработкой Ямбургского месторождения: Обз. информ. Сер. Передовой производственный опыт и ор-
ганизация соцсоревнования / А.И. Березняков, О.М. Ермилов, А.Р. Маргулов, И.С, Немировский, Г.И. Облеков, A.M. Свечников. - М.: ВНИИЭгазпром, 1988.-Вып. 10.-33 с.
5. Разработка и экспериментальное исследование на газовых скважинах лазерного расходомера природного газа: Обз. информ. Сер. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений / В.В. Ремизов, JI.C. Чугунов, А.Н. Харитонов, И.С. Немировский, О.М. Ермилов, А.И. Березняков, А.И Малков, Г.Л. Бочарников, А.И.Жильцов. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 1996.-36 с.
6. Проблемы эксплуатации геотехнической системы "газовая скважина - многолетнемёрзлые породы" в условиях Бованенковского газоконденсатно-го месторождения: Обз. информ. Сер. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений / А.И. Березняков, Г.И. Грива, А.Б. Осо-кин, А.П. Попов, З.С. Салихов, Г.К. Смолов, Л.С. Чугунов. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 1997. - 40 с.
7. Моделирование теплового взаимодействия с многолетнемерзлыми породами геотехнической системы "теплоизолированная добывающая скважина - сезоннодействующий парожидкостной термостабилизатор" вблизи поверхности земли: Обз. информ. Сер. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений / Л.С. Чугунов, О.М. Ермилов, А.П. Попов, А.И. Березняков, А.Б. Осокин, Г.К. Смолов, Ю.Г. Тер-Саакян. - М.: ИРЦ Газпром, 1998.-63 с.
8. Мониторинг геотехнологических систем в газодобывающих регионах: задачи, особенности и методология выполнения: Обз. информ. Сер. Разработка и эксплуатация газовых месторождений / А.И. Березняков, Е.И. Бе-резнякова, Г.И. Грива, В.И. Кононов. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 1998. - 22 с.
9. Березняков А.И. Газодинамические исследования скважин на газовых месторождениях севера Тюменской области: Обз. информ. Сер. Разработка и эксплуатация газовых месторождений. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2001.-46 с.
10. Березняков А.И. Основные вопросы разработки новых регламентирующих документов по освоению кустовых газовых скважин месторождений полуострова Ямал // Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений: Науч.-техн. сб. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 1995. - № 5-6. - С. 31-38.
11. Березняков А.И. Исследование влияния длительности и интенсивности отбора газа на вынос воды и механических примесей из скважин Ям-
бургского месторождения при специальных газодинамических исследованиях // Проблемы освоения газовых месторождений Западной Сибири- Сб. -Тюмень: Изд-во ТГНГУ, 1995. - С. 38-48.
12. Березняков А.И. Особенности сооружения, освоения и консервации скважин на газовых месторождениях севера Тюменской области // Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений: Науч.-техн. сб. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 1995. - № 12. - С. 19-22
13. Березняков А.И. Диагностика и регулирование работы кустовых скважин сепоманских залежей севера Тюменской области // Повышение эффективности освоения газовых месторождений Крайнего Севера: Сб. науч. тр. - М.: Наука, 1997. - С. 193-201.
14. Березняков А.И. Особенности газодинамических исследований газовых скважин на месторождениях севера Тюменской области // Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений: Науч.-техн. сб. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2001. - № 5. - С. 49-56.
15. Березняков А.И. Основные принципы формирования и опыт применения комплексного геотехнологического и экологического мониторинга систем добычи газа на газовых месторождениях в криолитозоне // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ - Тюмень: Изд-во ТГНГУ, 2004 - № 2.-С. 86-91.
16. Березняков А.И. Концептуальные и методические основы комплексного мониторинга газодобывающих комплексов севера Западной Сибири // Фундаментальные проблемы разработки нефтегазовых месторождений, добычи и транспортировки углеводородного сырья: Материалы Международной конференции 24-26 ноября 2004 г. - М.: Геос, 2004. - С. 288-290.
17. Немировский И.С., Березняков А.И., Михайлов Н.В. Исследование кустовых скважин методом гидропрослугаивания // Термогазодинамические процессы системы их контроля при разведке, добыче и транспортировке нефти и газа Термогаз-89: Материалы Всесоюзной науч.-техн. конф. - Харьков, 1989.-С. 143-146.
18. О генерации углеводородов в толщах многолетнемерзлых пород//Известия АН СССР. Сер. геолог. - 1989. - № г.- С. 118-128 (П.И. Мельников, В.П. Мельников, В.П. Царев, Б.В. Дегтярев, Н.Б. Мизулина, А.П Попов, А.И. Березняков, А.М. Свечников.
19. Березняков А.И., Середа М.Н. Оценка продуктивности кустовых скважин сеноманских газовых залежей в процессе эксплуатации // Геология,
бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений: Науч.-техн. сб. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 1995. - № 11. - С. 21-24.
20. Метод контроля основных параметров геологической среды, влияющих на эксплуатационную надежность сооружений / А.П. Попов, А.И. Березняков, Г.И. Грива, Н.В. Михайлов // Проблемы освоения газовых месторождений Западной Сибири: Сб. - Тюмень: Изд-во ТГНГУ, 1995. - С. 2129.
21. Тепловое взаимодействие скважин месторождений углеводородного сырья Ямала с многолетнемерзлыми породами и проблемы обеспечения надежности их эксплуатации (на примере Бованенковского ГКМ) / А.П. Попов, А.И. Березняков, А.Б. Осокин, Г.К. Смолов // Материалы Первой конф. геокриологов России. - М.: МГУ, 1996. - С. 114-124.
22. Изучение тепловою взаимодействия газовых добывающих скважин с многолетнемерзлыми породами / А.И. Березняков, JI.H. Решетников, А.П. Попов, А.Б. Осокин, Г.К. Смолов, Ю.В. Юрьев //Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - М.: ВНИИОЭНГ, 1996. - № 5-6. - С. 18-22.
23. Проблема устойчивости стенок ствола скважин в ММП / Л.С. Чу-гунов, А.И. Березняков, А.П. Попов, А.Б. Осокин, Г.К. Смолов, Ю.В.Юрьев //Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. - М.: ВНИИОЭНГ, 1996. - № 7. - С. 2-5.
24. Концепция организации комплексной системы геоэкологического мониторинга газопромысловых регионов в криолитозоне / А.И. Березняков, Г.И. Грива, В.И. Кононов, А.П. Попов // Основные направления создания системы производственного экологического мониторинга РАО "Газпром", ее разработка и опытно-промышленное внедрение: Материалы заседания Науч.-техн. совета ОАО "Газпром" (Саратов, 7-10 июля 1998 г.). - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 1998. - С. 23-37.
25. Состояние оснований и фундаментов промысловых сооружений газового месторождения Медвежье. Результаты инженерно-гсокриологического мониторинг 1986-1997 гг. / А.Б. Осокин, А.П. Попов, А.И. Березняков, Л.Н. Решетников // Основные направления создания системы производственного экологического мониторинга РАО "Газпром", ее разработка и опытно-промышленное внедрение: Материалы заседания Науч.-техн. совета ОАО "Газпром" (Саратов, 7-10 июля 1998 г.). - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 1998. - С. 50-70.
26. Геоэкологический мониторинг геотехнологических систем в северных газодобывающих регионах: задачи, особенности и методика выполнения /
А.И. Березняков, F.И. Березнякова, Г.И. Грива, В.И. Кононов // Науч техп сб. Проблемы экологии газовой промышленности. - М.: ИРЦ Газпром, 1999. - № 3. -С 3-17.
27. Надежность систем добычи газа / Н.В. Михайлов, А.И. Березняков, Е.И. Березнякова, К.Л. Полянский // Наука и техника в газовой промышленности. - М..ООО «ИРЦ Газпром», 2000. -№ 1. - С. 39-41.
28. Березняков А.И., Харитонов А.Н., Малков A.B. Проведение газодинамических исследований скважин на поздней стадии эксплуатации месторождений с использованием средств автоматизации // Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений: На-уч.-техн. сб. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2000. - № 3-4. - С. 22-32.
29. Оптимизация технологии газодинамических исследований скважин Ямсовейского газового месторождения с использованием автоматизированных средств измерения / H.A. Егурцов, Г.И Облеков, А И. Березняков, А.Н Харитонов // Геология, бурение, разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений: Науч.-техн. сб. - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2000. - № ЪЛ. - С. 32-42.
30. Березняков А.И., Харитонов А.Н., Гордеев В.Н. Промышленный эксперимент по перепуску газа на месторождении // Газовая промышленность.. - 2002. - № 6. - С. 32-33.
31. Геотехнический мониторинг - основа обеспечения надежности инженерных сооружений / А.И. Березняков, А.Б. Осокин, А.П. Попов, Э.Ю. Галактионов, Г.К.Смолов // Газовая промышленность. - 2002. - № 6. - С. 4547.
32. Разработка и внедрение методики прогнозирования теплового взаимодействия объектов газового комплекса с многолет немерзлыми грунтами / Г И Грива, А.И Березняков, А.Б. Осокин, А.П. Попов, Г.К Смолов // Наука и техника в газовой промышленности. - 2003. - № 3. - С. 48-52.
33. Обеспечение устойчивости добывающих скважин в условиях распространения многолетнемерзлых пород на севере Западной Сибири / Г.И. Грива, А.И. Березняков, А.Б. Осокин, А.П. Попов, Г.К. Смолов // Наука и техника в газовой промышленности. - 2003. - № 3. - С. 53-58.
34. Энергосберегающая технология исследования высокодебитных газовых скважин / А.Г. Ананенков, А.Э. Конторович, О.М. Ермилов, А.И. Березняков, Ю.Г. Тер-Саакян, В.И.Кононов // Газовая промышленность. - 2004. -№ 11.-С. 56-59.
35 Пат. РФ 2126887. Способ определения коэффициента теплоотдачи эксплуатационной скважины / А.П. Попов, А.И. Березняков, Г.К. Смолов, А.Б. Осокин; - Заявл. 24.03.97; Опубл. 27.02.99, Бюл. № 6.
36. Пат. РФ 2128280. Способ диагностики по данным химического анализа выносимой из газовых скважин воды / JI.C. Чугунов, В.А. Хилько, А.И. Березняков, Б.В. Дегтярев; Заявл. 24.03.97; Опубл. 27.03.99, Бюл. № 9.
37. Пат. РФ 2151289. Способ диагностики генезиса механических примесей, выносимых из газовых скважин с потоком газа / Л.С. Чугунов,
A.И. Березняков, Н.Б. Мизулина, Б.В. Дегтярев, Е.И. Березнякова, В.А. Хилько; Заявл. 24.03.97; Опубл. 20.06.2000, Бюл. № 17.
38. Пат. РФ 2158353. Способ стабилизации теплового состояния устьевой зоны скважины в многолетнемерзлых породах / В.И. Кононов, А.И. Березняков, Г.К. Смолов, JT.C. Забелина, Г.В. Олиневич, А.П. Попов, А.Б. Осокин; Заявл. 10.03.99; Опубл. 27.10.2000, Бюл. № 30.
39. Пат. РФ 2159847. Устройство и способ контроля характеристик газового потока / В.И. Кононов, А.И. Березняков, Г.И. Облеков, А.Н. Харитонов, A.B. Малков, А.И. Жильцов; Заявл. 27.01.99; Опубл. 27.11.2000, Бюл. № 33.
40. Пат. РФ 2159850. Устройство и способ проведения газогидродинамических исследований скважин / В.И. Кононов, А.И. Березняков, Г.И. Облеков, А.Н. Харитонов, JI.C. Забелина; Заявл. 27.01.99: Опубл. 27.11.2000, Бюл. № 33.
41. Пат. РФ 2162938. Способ газогидродинамических исследований скважин / В.И. Кононов, Г.И. Облеков, А.И. Березняков, А.Н. Харитонов,
B.Н. Гордеев; Заявл. 23.06.99; Опубл. 10.02.2001, Бюл. № 4.
42. Пат. РФ 2169604. Способ определения коэффициента сепарации / В.И. Кононов, А.И. Березняков, Г.И. Облеков, А.Н. Харитонов, В.Н. Гордеев, K.M. Давлетов, В.Б. Поляков, Л.С. Забелина; Заявл. 23.06.99: Опубл. 27.06.2001, Бюл. № 18.
43. Пат. РФ 2217588. Способ определения водного фактора газового промысла / В И. Кононов, В.Ф. Зайнуллин, А.И. Березняков, В.Н. Гордеев, Г.И Облеков, А.Е. Дурновцев, A.A. Миннибаев; Заявл. 03.04.2001; Опубл. 27.11.2003, Бюл. №33.
Для заметок
Отпечатано в копицентре Москва, Ленинские горы, МГУ, 1 Гуманитарный корпус. www.stprint ш e-mail: zakaz@stprint.ru тел. 939-33-38 тираж 120 экз Подписано в печать 18.05.2005 г.
uf
РНБ Русский фонд
2006-4 7192
Содержание диссертации, доктора технических наук, Березняков, Александр Иванович
ВВЕДЕНИЕ
1 НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПРОВЕДЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СИСТЕМ ДОБЫЧИ ГАЗА
1.1 Современное состояние проблемы использования мониторинга в различных отраслях знаний и видах деятельности
1.2 Комплексный мониторинг сложных систем: проблемы современного этапа
1.3 Терминология и основные понятия, используемые в исследовании
1.3.1 Элементы системы. Свойства и параметры элементов
1.3.2 Состояние системы, вектор состояния, пространство состояний
1.3.3 Критическое состояние системы 34 Выводы
2 ФОРМИРОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИИ КОМПЛЕКСНОГО ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА СИСТЕМ ДОБЫЧИ ГАЗА
2.1 Концептуальные требования к методологии проведения комплексного мониторинга. Цель комплексного мониторинга
2.2 Методика комплексировация блоков локального мониторинга: теоретические основы и элементы практического опробования
2.3 Основные особенности и возможности методики комплексирования блоков локального мониторинга
2.4 Мониторинг как технология организации наблюдений, обработки, интерпретации и хранения данных
2.4.1 Структурная схема комплексного мониторинга
2.4.2 Особенности технологии организации наблюдений, обработки, интерпретации и хранения данных
2.4.3 Результаты и эффективность мониторинга, проведенного на основе структурной схемы проведения комплексного мониторинга
Выводы
3 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ГАЗОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН
3.1 Мониторинг геологической среды, технологического процесса добычи и технического состояния скважин
3.2 Общие черты геологического строения сеноманских залежей газовых месторождений Надым-Пур-Тазовского региона Западной Сибири
3.3 Задачи и основные методы газогидродинамических исследований скважин
3.4 Анализ эффективности использования метода установившихся отборов в условиях газовых месторождений севера Западной Сибири
3.5 Совершенствование средств и методов проведения газогидродинамических исследований скважин
3.6 Разработка новых технических средств проведения газогидродинамических исследований скважин
3.7 Особенности исследований скважин на стационарных режимах фильтрации с использованием средств автоматизации
3.8 Исследование скважин по кривой восстановления давления с применением новых технических средств
3.9 Применение новых технических средств при гидропрослушивании скважин
3.10 Исследование скважин с использованием функции влияния 127 Выводы
4 ОСОБЕННОСТИ МОНИТОРИНГА ПРОЦЕССА ДОБЫЧИ ГАЗА В УСЛОВИЯХ ВОДОПЕСКОПРОЯВЛЕНИЯ
4.1 Технологические проблемы процесса добы чи газа в условиях водопеско-проявления
4.2 Разработка комплекса методов и средств диагностики взвесей в продукции газовых скважин
4.2.1 Определение сепарационных характеристик коллектора "Надым-1"
4.2.2 Промысловая диагностика количества, химического состава и генезиса воды в добываемом газе
4.2.3 Определение генезиса механических примесей, содержащихся в потоке
4.3 Исследование качества освоения скважин по генезису выносимых механических примесей
Выводы
5 МОНИТОРИНГ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ОБЪЕКТОВ ДОБЫЧИ ГАЗА С МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫМИ ПОРОДАМИ. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И РЕАЛИЗАЦИЯ НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ СЕВЕРА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
5.1 Инженерно-геологическая характеристика месторождений, эксплуатируемых ООО "Надымгазпром"
5.2 Концепция инженерно-геокриологического мониторинга объектов газовой промышленности (мониторинга геотехнических систем)
5.3 Особенности мониторинга для разных фаз жизненного цикла геотехнических систем
5.4 Организация инженерно-геокриологического мониторинга промысловых сооружений Медвежьего газоконденсатного месторождения
5.5 Состояние оснований и фундаментов различных типов газопромысловых сооружений Медвежьего газоконденсатного месторождения по результатам инженерно-геокриологического мониторинга 1986-2004 г.г.
5.6 Примеры управления надежностью инженерных сооружений на основе результатов геотехнического мониторинга
Выводы
6 ОБОСНОВАНИЕ И ПРОМЫСЛОВОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ УСЛОВИЙ БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН НА БОВАНЕНКОВ-СКОМ НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ
6.1 Генерация углеводородов в верхней части толщи многолетнемерзлых пород
6.1.1 Исследования природы газопроявлений на Ямбургском газоконденсатном месторождении
6.1.2 Исследования природы газопроявлений на Бованенковском нефтегазо-конденсатном месторождении
6.2 Экспериментальная проверка возможности гидроразрыва многолетне-мерзлых пород в шурфах-скважинах
6.3 Исследование геокриологических условий и их типизация для кустовых площадок Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения
6.3.1 Типизация геокриологических условий кустовых площадок скважин Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения по степени сложности строительства и эксплуатации
6.4 Выбор теплоизоляции скважины, эксплуатирующейся в сложных геокриологических условиях Ямала
6.4.1 Промыслово-экспериментальные работы по оценке эффективности теплоизоляции скважин на Бованенковском нефтегазоконденсатном месторождении
Выводы
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Научное обоснование и промышленное внедрение комплексного геотехнологического мониторинга систем добычи газа на месторождениях севера Западной Сибири"
Диссертационная работа посвящена проблеме повышения эффективности использования геологической и технологической информации, получаемой при проведении исследований газодобывающих комплексов севера Западной Сибири.
Актуальность темы
Современный этап развития газовой отрасли России характеризуется существенным усложнением обеспечения экспортных обязательств в связи со вступлением уникальных нефтегазоконденсатных месторождений севера Западной Сибири в завершающую стадию эксплуатации. В ближайшие 20-30 лет необходимый прирост добычи газа будет осуществлен за счет вовлечения в разработку Ямальской группы месторождений, освоение которых находится сейчас в начальном периоде. Следовательно, на протяжении 6-8 лет до введения в разработку Бованенковского нефтегазоконден-сатного месторождения поддержание необходимых объемов добычи возможно только при повышении эффективности эксплуатации разрабатываемых месторождений Надым-Пур-Тазовского региона. Исследования, проводимые автором в течение длительного времени на месторождениях севера Западной Сибири, затронули различные аспекты эксплуатации газодобывающего комплекса на всех этапах жизненного цикла. Разработанные на их основе методики и средства проведения исследований, а также результаты промысловых экспериментов применимы при некоторой их адаптации на месторождениях углеводородов, обладающих сходными характеристиками, для прогнозирования развития негативных ситуаций, своевременного принятия научно обоснованных управленческих решений по их предотвращению и повышению устойчивости систем добычи газа.
Рациональная эксплуатация месторождений углеводородов на современном уровне научно-технического развития, как отмечено в трудах А.И. Гриценко, Г.А. Зотова, В.В. Ремизова, возможна исключительно в условиях получения, анализа и обобщения информации о состоянии природ-но-технических комплексов на всех этапах их эксплуатации. Эффективный мониторинг параметров технологических процессов добычи газа является основой получения информации о состоянии исследуемых систем. При этом на современном этапе не разработан подход, который позволяет на единой методической основе проводить мониторинг параметров природной, технологической и технической среды, использовать всю совокупность полученных при наблюдении данных для анализа состояния системы в целом.
Таким образом, формирование методологических основ проведения комплексного мониторинга газодобывающих систем на различных этапах жизненного цикла по технологическому, техническому, горногеологическому, природно-экологическому аспектам для дальнейшего исследования и проведения целостного анализа внутрисистемных связей и взаимодействия с окружающей средой является актуальной научной проблемой.
Цель исследования
Обосновать и разработать методологию комплексного геотехнологического мониторинга как инструмента исследования, контроля и прогнозирования состояния системы добычи газа применительно к месторождениям севера Западной Сибири, организовать ее применение в практической деятельности газо добывающих предприятий и разработать методы и средства проведения мониторинга.
Задачи исследований:
1. Определить понятия: "мониторинг" и "комплексный мониторинг"; сформулировать цель комплексного геотехнологического мониторинга; сформировать понятийный аппарат исследования как основу методологии.
2. Разработать концептуальные требования к проведению комплексного геотехнологического мониторинга, методику комплексирования блоков локального мониторинга систем добычи газа и сформировать технологию наблюдений, обработки, интерпретации и хранения информации.
3. Усовершенствовать методы проведения мониторинга подсистемы добычи газа с использованием новых средств газогидродинамических исследований скважин.
4. В рамках мониторинга системы добычи газа разработать комплекс методов и средств определения наличия и генезиса жидкости и механических примесей в потоке газа.
5. Разработать и реализовать в практической деятельности газодобывающего предприятия технологию проведения мониторинга состояния объектов добычи газа в криолитозоне.
6. Обосновать и экспериментально подтвердить условия безопасной эксплуатации скважин на Бованенковском нефтегазоконденсатном месторождении.
Методическая основа исследований
Многолетний опыт эксплуатации месторождений углеводородов севера Западной Сибири выявил многочисленные проблемы, связанные с уникальностью месторождений по размерам и запасам, экстремальными горно-геологическими и природно-климатическими условиями. Исследования этих проблем базируются на фундаментальных трудах выдающихся советских и российских ученых, создавших теоретические основы нефтегазовой гидромеханики и разработки нефтяных и газовых месторождений JI.C. Лейбензона, Б.Б. Лапука, И.А. Чарного, В.Н. Щелкачева, Е.М. Минского, Ф.А. Требина, И.Н. Стрижова, А.П. Крылова,А.Х. Мирзаджанзаде, М.Т. Абасова, Ю.П. Коротаева и др.
Исследования по разработке месторождений углеводородов на современном этапе освещены в трудах О.Ф. Андреева, И.М. Аметова,
З.С. Алиева, Г.И. Баренблатта, К.С. Басниева, С.Н. Бузинова, А.Т. Горбунова, А.И. Гриценко, М.А. Гусейн-заде, В.М. Ентова, О.М. Ермилова, Ю.П. Желтова, С.Н. Закирова, Г.А. Зотова, Р.Д. Каневской, А.К. Курбанова, В.М. Максимова, Р.И. Медведского, Е.М. Нанивского, Н.Н. Непримерова, В.Н. Николаевского, В.Ф. Перепеличенко, А.И. Пономарева, Г.Б. Пыхаче-ва, Г.В.Рассохина, В.В. Ремизова, M.JI. Сургучева, P.M. Тер-Саркисова,
A.П. Телкова, М.М. Хасанова, A.JI. Хейна, О.Ф. Худякова, Э.Б. Чекалюка,
B.А. Черных, М.И. Швидлера, П.Т. Шмыгли и др.
Значительный вклад в проектирование и анализ разработки месторождений углеводородов севера Западной Сибири внесли ученые газодобывающей отрасли Э.Б. Бухгалтер, Б.В. Дегтярев, В.А. Истомин, А.Н. Лапердин, С.М. Лютомский, В.Н. Маслов, Ю.Г. Тер-Саакян, Ю.Ф. Юшков и др.
В последние годы интенсивно развивается системный подход к поиску решения проблем геологии и разработки нефтяных и газовых залежей. Это направление представлено исследованиями А.Н. Дмитриевского, Ю.Н. Васильева, Л.Ф. Дементьева, А.Н. Кирсанова и др.
Труды перечисленных ученых являются методической базой данной работы.
Объекты исследования
Газовые, газоконденсатные и нефтегазоконденсатные месторождения севера Западной Сибири; технологические процессы газодобывающих комплексов региона; технические устройства, обеспечивающие процессы добычи и подготовки газа к дальнему транспорту (эксплуатационные скважины газовых месторождений региона, промысловые сооружения); взаимодействия между техническими устройствами, объектами газодобывающих комплексов и природно-геологической средой, возникающие на различных этапах жизненного цикла систем добычи газа.
Научная новизна работы
Автором впервые разработан единый методический подход к проведению комплексного геотехнологического мониторинга и составляющих его локальных блоков применительно к системам добычи газа. В развитие теоретических основ разработки месторождений создана универсальная, адаптируемая как по объектам исследований, так и по этапам жизненного цикла, методология комплексного геотехнологического мониторинга сложных систем добычи газа для углеводородов севера Западной Сибири.
Впервые разработаны и запатентованы новые средства контроля характеристик газового потока, позволяющие с высокой дискретностью регистрировать давление, температуру и дебит и вести обработку результатов газогидродинамических исследований скважин в режиме реального времени. Разработан и защищен патентом метод газогидродинамических исследований, сочетающий исследования на стационарных и нестационарных режимах фильтрации с использованием новых средств контроля характеристик газового потока и метода "функции влияния", предложенного С.Н. Бузиновым.
На основе учета природных факторов, характеризующих месторождения Надым-Пур-Тазовского междуречья и полуострова Ямал, а также результатов промысловых экспериментов обоснованы условия безопасной эксплуатации скважин на Бованенковском нефтегазоконденсатном месторождении.
На защиту выносятся
1. Методологические основы проведения комплексного геотехнологического мониторинга системы добычи газа месторождений углеводородов севера Западной Сибири.
2. Разработанная система комплексного геотехнологического мониторинга, позволяющая эффективно эксплуатировать газовые месторождения севера Западной Сибири на всех этапах жизненного цикла, принимать управляющие решения в режиме реального времени и использовать накопленный опыт в новых районах освоения месторождений углеводородов.
3. Разработанные новые средства контроля характеристик газового потока, позволяющие с высокой дискретностью регистрировать давление, температуру и дебит, а также вести обработку результатов газогидродинамических исследований скважин в режиме реального времени.
4. Разработанный метод газогидродинамических исследований скважин сочетающий методы, основанные на стационарном и нестационарном режимах фильтрации газов.
Личный вклад автора состоит в постановке проблемы, разработке методологии исследования, организации и научном руководстве промысловыми экспериментами, проведении газогидродинамических исследований и обобщении их результатов. Разработка методологии комплексного мониторинга газодобывающего комплекса выполнена непосредственно автором. Идеи автора реализованы в ряде патентов на изобретения.
Практическая значимость работы и реализация результатов в промышленности
1. Применяемый в практической деятельности комплексный геотехнологический мониторинг позволяет переносить положительный опыт эксплуатации газоконденсатного месторождения Медвежье и нефте-газоконденсатных месторождений Ямбургское, Юбилейное и Ямсо-вейское на освоение новых месторождений полуострова Ямал.
2. Внедрена в производственную практику энергосберегающая технология газогидродинамических исследований скважин, основанная на разработанных под руководством автора и запатентованных новых технических средствах и методиках; проведено 400 исследований на газовых скважинах; экономический эффект составляет около 14 млн. руб. в год.
3. Внедрены научно обоснованные технические решения на стадии проектирования и обустройства Ямсовейского и Юбилейного нефте-газоконденсатных месторождений с общим экономическим эффектом около 70 млн руб.
4. Разработанная новая технология термовращательного погружения свай дает при внедрении экономический эффект около 9 тыс. руб. на одну сваю.
5. Научно обоснованные технические решения, разработанные на основе результатов мониторинга производственных объектов месторождения Медвежье, реализованы на всех месторождениях, эксплуатируемых ООО "Надымгазпром" и учтены при проектировании обустройства Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения.
Апробация работы
Международном конгрессе "Новые высокие технологии для нефтегазовой промышленности и энергетики будущего" (г. Москва, 1997 г.); Всесоюзной научно-практической конференции "Повышение эффективности разработки и эксплуатации газоконденсатных месторождений" (г. Ухта, 1998 г.); на заседании секции "Транспорт и подземное хранение газа" Научно-технического совета ОАО "Газпром" (г. Москва, 1998 г.); на заседании секции "Энергосбережение и экология" Научно-технического совета ОАО "Газпром" (г. Саратов, 1998 г.); IV горно-геологическом форуме "Природные ресурсы стран СНГ" (г. Санкт-Петербург, 1998 г.); Второй конференции геокриологов России, МГУ им. М.В. Ломоносова (г. Москва, 2001 г.); Международной конференции "Фундаментальные проблемы разработки нефтегазовых месторождений, добычи и разработки углеводородного сырья" (г. Москва, 2004 г.); научно-технической конференции "Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России" (г. Москва, 2005 г.).
Публикации
Основные результаты исследований изложены в 69 научных работах, включая 2 монографии и 8 научных обзоров. По результатам представленных в работе исследований получено 23 патента РФ на изобретения. 10 работ опубликовано единолично, 15 работ опубликовано в изданиях, выпускаемых в РФ и включенных в Перечень ВАК. Наиболее существенные из опубликованных работ приведены в автореферате.
Структура работы
Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 298 страницах машинописного текста, включает 62 рисунка и 24 таблицы.
Заключение Диссертация по теме "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", Березняков, Александр Иванович
ВЫВОДЫ
1. Методологические основы проведения комплексного геотехнологического мониторинга системы добычи газа севера Западной Сибири, разработанные автором, являются развитием теоретических основ разработки месторождений углеводородов и включают:
- систему терминов, понятий и обозначений;
- концептуальные требования;
- методику комплексирования блоков локального мониторинга;
- технологию наблюдений, обработки и хранения данных;
- обеспечивают единство описания сложных геотехнологических систем и системы наблюдения.
2. Разработанная универсальная, адаптируемая к изменению горногеологических условий и этапов жизненного цикла газодобывающих объектов методология комплексного геотехнологического мониторинга:
- делает возможным использование комплексного мониторинга в качестве инструмента исследования больших развивающихся систем добычи газа;
- позволяет рационально применять опыт эксплуатации газодобывающих комплексов севера Западной Сибири при проектировании и освоении месторождений углеводородов полуострова Ямал;
- допускает возможность использования при исследовании подсистем газодобывающего комплекса различной природы, включая социально-экономическую.
3. Разработанные средства проведения локального мониторинга при проведении газогидродинамических исследований скважин используются при исследовании сопредельных подсистем и позволяют:
- в режиме реального времени с высокой дискретностью регистрировать параметры (давление и температуру на устье, дебит) и обрабатывать получаемые данные с визуализацией результатов для оценки их качества;
- впервые в регионе проводить исследования на нестационарных режимах фильтрации в скважинах, эксплуатирующих высокопроницаемые пласты-коллекторы.
4. Основным условием выхода из проблемной ситуации, связанной с присутствием взвесей в потоке добываемого газа, является комплексное применение разработанных способов диагностики наличия и генезиса механических примесей и неуглеводородной жидкости, которое позволяет:
- с высокой степенью достоверности установить качественные и количественные характеристики взвесей в газовом потоке;
- на основе определения наличия и генезиса взвесей разрабатывать мероприятия по снижению их негативного воздействия на технические элементы и технологические процессы: "добыча — внутрипромысловый транспорт - подготовка газа к дальнему транспорту".
5. Разработанная концепция и реализованная в полном объеме в практике ООО "Надымгазпром" технология проведения мониторинга инженерных сооружений газдобывающего комплекса, взаимодействующих с криоли-тозоной позволяет:
- выявлять неблагоприятные тенденции состояния геотехнических систем;
- выделять подверженные максимальному воздействию криогенных процессов сооружения газовых промыслов;
- снижать влияние деструктивных криогенных процессов на инженерные сооружения;
- обеспечивать устойчивость инженерных сооружений в криолитозо-не и за счет применения новых научно обоснованных технических решений.
6. Типизация геокриологических условий кустовых площадок Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения с целью строительства скважин позволила:
- выделить и охарактеризовать три типа мерзлотных условий по степени благоприятности для строительства и эксплуатации скважин;
- обосновать необходимость применения комбинированной теплоизоляции газовых скважин для сохранения их устойчивости при эксплуатации на Бованенковском месторождении.
7. Научно обоснованные технические решения, разработанные на основе результатов мониторинга объектов месторождения Медвежье реализованы на всех месторождениях ООО "Надымгазпром" и учтены при проектировании обустройства Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Месторождения углеводородов севера Западной Сибири: Медвежье, Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Юбилейное, на основе которых сформированы современные газодобывающие комплексы, в настоящее время являются базовыми месторождениями отрасли. Беспрецедентное по масштабам освоение месторождений региона при одновременном проектировании, обустройстве и эксплуатации газодобывающих комплексов проводится, как правило, при отсутствии достаточной и систематизированной информации о состоянии добывающих систем и их взаимодействии с природной средой. Особое значение информационное обеспечение приобретает с усложнением систем добычи газа, для принятия научно обоснованных управляющих решений на всех фазах жизненного цикла — от проектирования до завершающей стадии разработки. Получение, использование информации и исследование геотехнологических систем должны проводится в рамках единой концепции, которая представила бы возможность проведения анализа систем, определения влияния состояния системы на ее устойчивость. Представленная автором научно-методическая работа по обоснованию проведения комплексного геотехнологического мониторинга, формированию методологии и технологии его проведения дает возможность такого подхода. Комплексный геотехнологический мониторинг является основой получения, анализа и обобщения информации о состоянии природно-технических комплексов на всех этапах их жизненного цикла, на основе его результатов разработаны и применены при проектировании, обустройстве и эксплуатации систем добычи газа научно обоснованные решения по управлению газодобывающей системой.
Методология комплексного мониторинга реализована автором на газовых месторождениях севера Западной Сибири в виде "Базовой структурной схемы проведения комплексного мониторинга систем добычи газа". В соответствие с разработанной схемой автором были проведены исследования по совершенствованию средств и методов проведения мониторинга по локальным блокам. Блоки выделены на основе структурирования системы добычи газа и технологичности проведения наблюдений. На основе мониторинга локальных блоков автором разработаны научно обоснованные технические решения, внедрение которых проводилось после анализа их возможного влияния на состояние сопредельных подсистем и системы в целом. Таким образом, исследования, проведенные автором по научному обоснованию и промышленной реализации комплексного геотехнологического мониторинга систем добычи газа на газовых месторождениях севера Западной Сибири позволили сделать следующие
Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Березняков, Александр Иванович, Надым
1. Алиев З.С. Анализ результатов исследований газовых скважин Ямбургского ПСМ и Заполярного ГНКМ7 З.С. Алиев, Р.А. Хабибуллин, Н.А. Панкин. — Казань : Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 1999.
2. Ананенков A.F. Энергосберегающая технология исследования вы-сокодебитных газовых скважин / А.Г. Ананенков, А.Э. Конторович, О.М. Ермилов, А.И. Березняков, Ю.Г. Тер-Саа1сян, В.И. Кононов // Газовая промышленность. 2004. - № 11. - С. 56-59.
3. Анисимов О.А. Прогнозные сценарии эволюции криолитозоны при глобальных изменениях климата в XXI веке / О.А. Анисимов, Ф.Э. Нельсон, А.В. Павлов // Криосфера Земли. 1999. - Т. 3,№4;-С. 15-25.
4. Аривьян О.Х. Опыт применения люминесцентно- битуминологи-ческих исследований РОВ в ММП / О.Х. Аривьян, Б.В. Дегтярев, Н.Б. Мизулина, В.М. Балан // Геология нефти и газа. — 1988. № 5.
5. Афанасенко В.Е. Изменения геокриологических условий на участках газовых месторождений на севере Западной Сибири / В.Е. Афанасенко, С.Н. Булдович, Л.С. Гарагуля, Е.Н. Оспенников // Геоэкология. 1997. — № 3. -С. 50-55.
6. Басниев К.С. Нефтегазовая гидромеханика: учебное пособие для вузов / К.С. Басниев, Н.М. Дмитриев, Г.Д.Розенберг. — М. :Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2005. — 544 с.
7. Басниев К.С. Подземная гидромеханика: учебник для вузов / К.С. Басниев, Н.М. Дмитриев, Р.Д. Каневская, В.М. Максимов. — М. — Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2005. 496 с.
8. Баулин В.В. Многолетнемерзлые породы нефтегазоносных районов СССР / В .В. Баулин. М.: Недра, 1985.
9. Березняков А.И. Принципы управления экологической стабильностью газодобывающих регионов / А.И. Березняков, Г.И. Грива, JI.C. Чугунов,
10. JI.H. Решетников // Проблемы экологии при освоении газовых и нефтяных месторождений Крайнего Севера : сб. науч. тр.— М. : ВНИИГАЗ, 1995. — Ч. 2. -С. 17-24.
11. Березняков А.И. Диагностика и регулирование работы кустовых скважин сеноманских залежей севера Тюменской области / А.И. Березняков // Повышение эффективности освоения газовых месторождений Крайнего Севера : сб. науч. тр. -М.: Наука, 1997. С. 193-201.
12. Березняков А.И. Проблемы устойчивости добывающих скважин месторождений полуострова Ямал / А.И. Березняков, Г.И. Грива, А.Б. Осокин, А.П. Попов, З.С. Салихов, Г.К. Смолов, JI.C. Чугунов. — М. : ИРЦ Газпром, 1997.-159 с.
13. Березняков А.И. Мониторинг геотехнологических систем в газодобывающих регионах: задачи, особенности и методология выполнения /
14. A.И. Березняков, Е.И. Березнякова, Г .И Грива, В.И. Кононов // Серия, Разработка и эксплуатация газовых месторождений : обзор, информ. — М. : ИРЦ Газпром, 1998. — 22 с.
15. Березняков А.И. Геоэкологический мониторинг геотехнологических систем в северных газодобывающих регионах: задачи, особенности и методика выполнения / А.И. Березняков, Е.И. Березнякова, Г.И. Грива,
16. B.И. Кононов // Серия, Проблемы экологии газовой промышленности : на-уч.-техн. сб.-М.: ИРЦ Газпром, 1999.-№3.-С 3-17.
17. Березняков А.И. Газодинамические исследования скважин на газовых месторождениях севера Тюменской области / А.И. Березняков. — М. : ИРЦ Газпром, 2001. 46 с.
18. Березняков А.И. Промышленный эксперимент по перепуску газа на месторождении / А.И. Березняков, А.Н. Харитонов, В.Н. Гордеев // Газовая промышленность. — 2002. — № 6. — С. 32-33.
19. Берталанфи Л. фон. История и синтез общей теории систем / JI. фон Берталанфи // Системные исследования : ежегодник, 1973. — М.: Наука, 1973.-С. 20-37.
20. Ботнева Т.А. Методическое руководство по люминесцентно-битуминологическим и спектральным методам исследования органического вещества пород и нефтей / Т.А. Ботнева, А.А. Ильина, Я.А. Терской. — М. : Недра, 1979.-204 с.
21. Ботнева Т.А. Применение люминесцентно-оптических методов для выделения нефте- и газоматеринских толщ / Т.А. Ботнева, Н.Б. Мизулина // Методы анализа органического вещества пород, нефти и газа. — Тюмень : ЗапСибНИГНИ, 1977. -С. 105-108.
22. Бузинов С.Н. Исследование нефтяных и газовых скважин и пластов / С.Н. Бузинов, И.Д. Умрихин. М.: Недра, 1984. - 269 с.
23. Булдович С.Н. Опыт проведения инженерно-геокриологического мониторинга на Ямсовейском газоконденсатном месторождении на севере Западной Сибири / С.Н. Булдович, JI.C. Гарагуля, Е.Н. Оспенников // Геоэкология.-1998. №6. - С. 33-41.
24. Бусленко Н.П. Лекции по теории сложных систем / Н.П. Бусленко, В.В. Калашников, И.Н. Коваленко. М.: Советское радио, 1973. - 440 с.
25. Быков И.Ю. Техника экологической защиты Крайнего Севера при строительстве скважин / И.Ю. Быков. Л.: ЛГУ, 1991.
26. Васильев Ю.Н. Автоматизированные системы управления разработкой газовых месторождений / Ю.Н. Васильев. М.: Недра, 1987. — 141 с.
27. Вечная мерзлота и освоение нефтегазовых районов / под ред. Е.С. Мельникова (ч. I, III) и С.Е. Гречищева (ч. II, III, IV). М.: ГЕОС, 2002. - 402 с.
28. Врачев В.В. Гидроразрыв мерзлых пород / В.В. Врачев, С.Р. Мик-лин, А.И. Березняков, Б.В. Дегтярев, М.И. Подоляко // Особенности освоениягазовых месторождений в сложных геокриологических условиях : сб. науч. тр. М.: ВНИИГАЗ, 1987. - С. 84-92.
29. Гвоздев Б.П. Эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений /Б.П. Гвоздев, А.И. Гриценко, А.Е. Корнилов. — М.: Недра, 1988. — С. 282.
30. Геокриологические условия Западно-Сибирской газоносной провинции / Е.С. Мельников, М.И. Горальчук, JI.H. Крицук. — Новосибирск: Наука, 1983.
31. Геокриология СССР. Западная Сибирь / под ред. Э.Д. Ершова. — М. : Недра, 1989.
32. Геология нефти и газа Западной Сибири / А.Э. Конторович, И.И. Нестеров, Ф.К. Салманов. — М.: Недра, 1975. — 679 с.
33. Геолого-технические комплексы в газодобыче // Л.Ф. Дементьев, Н.А. Туренков, А.Г. Заворыкин, A.M. Свечников. М. : Недра, 1992. — 281с.
34. Геолого-технологические принципы освоения нефтегазоконден-сатных месторождений Тюменского Севера / В.В. Ремизов., Л.Ф. Дементьев, Н.Н. Кирсанов ; под ред. А.Н. Кирсанова. М.: Недра, 1996. - 362 с.
35. Геохимические исследования на территории БГКМ по выявлению причин техногенных газопроявлений и их локализации : отчет по договору №5/94 (3 этап) / Научно-производственный центр "Геохимия". М. : 1995.
36. Герасимов И.П. Экологические проблемы в прошлой, настоящей и будущей географии мира7 И.П. Герасимов. М. : Наука, 1985. - С.247.
37. Гречищев С.Е. Основы моделирования криогенных физико-географических процессов / С.Е. Гречищев, Л.В. Чистотинов, Ю.Л. Шур ; под ред. А.В. Павлова. М.: Наука, 1984.
38. Гречищев С.Е. Прогноз изменения геокриологических условий в районах Крайнего Севера / С.Е. Гречищев, Е.С. Мельников // Сов. геология. — 1984.-№9.-С. 112-116.
39. Гриценко А.И. Природный газ России в XXI веке: фундаментальные прикладные и научные проблемы 7 А.И. Гриценко // Газовая промышленность. 1998. - №8. - С. 2-5.
40. Гриценко А.И. Руководство по исследованию скважин / А.И. Гриценко, З.С. Алиев, О.М. Ермилов, В.В. Ремизов, Г.А. Зотов. М. : Наука, 1995.-523 с.
41. Гугняков В.А. Повышение эффективности газодинамических исследований скважин / В.А. Гугняков, А.Н. Харитонов, В.Б. Поляков // Сборник трудов молодых ученых и специалистов ООО Надымгазпром. — М. : ИРЦ, 2000.-С. 6-12.
42. Гурари Ф.Г. Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирской низменности — новой нефтяной базы СССР / Ф.Г. Гурари. — Новосибирск, 1963.
43. Дементьев Л.Ф. Системные исследования в нефтегазопромысло-вой геологии : учеб. пособие для вузов / Л.Ф. Дементьев. М. : Недра, 1988. -204 с.
44. Дружинин В.В. Проблемы системологии (проблемы теории сложных систем) / В.В. Дружинин, Д.С. Конторов ; с пред. акад. В.М. Глушкова -Сов. радио, 1976 296 с.
45. Дубина М.М. Замерзание талой зоны вокруг скважины в мерзлых породах с учетом зависимости температуры замерзания от давления / М.М. Дубина, Б.А. Красовицкий // Инженерно-физический журнал. — 1985. -Т.48,№ 1.- С. 122-129.
46. Дучков А.В. Оценка современных изменений температуры воздуха и грунтов в Западной Сибири / А.В. Дучков, Л.С. Соколова, А.В. Павлов // Криосфера Земли. -2000. Т. 4, № 1. - С. 51-58.
47. Дюрани Т. Лазерные системы в гидравлических измерениях / Т. Дюрани, К. Грейд. М. : Энергия, 1980.
48. Ермилов О.М. Геотехнология разработки крупных газовых месторождений Крайнего Севера / О.М. Ермилов // Повышение эффективности освоения газовых месторождений Крайнего Севера. — М. : Наука, 1997. — С. 109-122.
49. Ермилов О.М. Разработка крупных газовых месторождений в неоднородных коллекторах / О.М. Ермилов, В.Н. Маслов, Е.М. Нанивский. -М.: Недра, 1987. 204 с.
50. Ермилов О.М. Эксплуатация газовых скважин / О.М. Ермилов, З.С. Алиев, В .В. Ремизов, JI.C. Чугунов. М. : Наука, 1996. - 359 с.
51. Ершов Э.Д. Геокриологический прогноз и охрана окружающей среды / Э.Д.Ершов, А.Б. Чижов // Геокриологический прогноз при строительном освоении территорий. — М. : Наука, 1987. — С. 11-15.
52. Ершов Э.Д. Задачи, методы и этапы геокриологического прогнозирования / Э.Д. Ершов, JI.C. Гарагуля, JI.H. Максимова // Геокриологический прогноз при строительном освоении территорий. М. : Наука, 1987. — С. 4-10.
53. Заде JI. Теория линейных систем: Метод пространственных состояний / JI. Заде, Ч. Дезоер ; под. ред. F.G. Поспелова; пер. с анг. — М. '. Наука, 1970.-704 с.
54. Закиров С.Н. Разработка газовых, газоконденсатных и нефтегазо-конденсатных месторождений / С.Н. Закиров. — М.: Струна, 1998. — 628 с.
55. Закиров С.Н. Теория и проектирование разработки газовых и газоконденсатных месторождений / С.Н. Закиров. — М.: Недра, 1989. — 334 с.
56. Зотов Г.А. Новый этап развития научных и инженерных основ разработки месторождений природных газов / Г.А. Зотов // Газовая промышленность. 1998. - № 8. - С. 28-30.
57. Иванова М.М. Нефтегазопромысловая геология: учеб. для вузов/М.М. Иванова, И.П. Чоловский, Ю.И. Брагин. М. : Недра- Бизнесцентр, 2000.-414 с.
58. Израэль Ю.А. Глобальная система наблюдений: Прогноз и оценка изменения состояния окружающей среды: Основы мониторинга / Ю.А. Израэль // Метеорология и гидрология. — 1974. — №7.
59. Израэль Ю.А. Эволюция криолитозоны при современных изменениях глобального климата / Ю.А. Израэль, А.В. Павлов, Ю.А. Анохин // Метеорология и гидрология. — 2002. № 1. — С. 22-34.
60. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды / Ю.А. Израэль. — JI.: Гидрометеоиздат, 1979.
61. Ильичев Б.А. Комплексный мониторинг зоны техногенного влияния ПХ углеводородов в пластах каменной соли / Б.А. Ильичев, М.В. Ваку-ленко, С.Н. Жариков, М.К. Теплов, Р.Б. Ильичев // Газовая промышленность. 2002.-№1.-С. 43-47.
62. Инженерная геокриология : справочное пособие. — М. : Недра,1991.
63. Инженерно-геологический мониторинг объектов компремирова-ния газа месторождений Крайнего Севера / В.В. Ремизов, JI.C. Чугунов, А.Б. Осокин // Серия, Подготовка и перераб. газа и газового конденсата : обзор. информ. М.: ИРЦ Газпром, 1995. — 124 с.
64. Инструкция по комплексному исследованию газовых и газоконденсатных скважин и пластов / под ред. Зотова Г.А., Алиева Э.С. — М. : Недра, 1980. -300 с.
65. Каналин В.Г. Методика и практика выделения эксплуатационных объектов на многопластовых нефтяных месторождениях / В.Г. Каналин, Л.Ф. Дементьев. -М.: Недра, 1982.-224 с.
66. Карогодин Ю.Н. Региональная стратиграфия: (Системный аспект) /Ю.Н. Карогодин. -М.: Недра, 1985. 179 с.
67. Кирсанов А.Н. Закон системности Ю.А. Урманцева в задачах промысловой геологии / А.Н. Кирсанов, В.В. Адлер // Системный подход в геологии (теоретические и прикладные аспекты) : тез. докл. III Всесоюзной конференции. М., 1989.-Ч. 1.-С. 126-128.
68. Клейменов В.Ф. Разработка методики выявления скоплений газа в зонах развития ММП материковой части районов Крайнего севера России : отчет по договору №4/1-93.94 / В.Ф. Клейменов. ВНИГНИ, 1994.
69. Кондаков В.А. Строительство параметрических скважин глубиной 350-400 м на кустовых площадках Бованенковского ГКМ : технический отчет / В.А. Кондаков, А.Ш. Галявич, О.А. Кондакова, О.Ф. Кусова. Воркута : НПФ "Криос", 1995.
70. Кондратьев В.Г. Концепция системы инженерно- геокриологического мониторинга строящегося железнодорожного пути Беркаит — Том-мот / В.Г. Кондратьев В.Г., В.А. Позин. — Якутск: Забтранс, 2000. — 84 с.
71. Кононов В.И. Газогидродинамические методы исследования вы-сокодебитных газовых скважин месторождений ООО "Надымгазпром" /
72. B.И. Кононов, А.И. Березняков, А.Н. Харитонов, В.Б. Поляков, В.А. Гугняков // Проблемы развития топливно- энергетического комплекса Западной Сибири на современном этапе: межвуз. сб. науч. тр. — Тюмень : ТюмГНГУ, 2003. —1. C. 63-71.
73. Королев В.А. Мониторинг геологической среды / В.А. Королев. — М. : Изд-во МГУ. 1995.
74. Коротаев Ю.П. Избранные труды : в 3 т. / Ю.П. Коротаев ; под ред. Р.И. Вяхирева. Т. 1. - М.: Недра, 1996. - 606 с.
75. Коротаев Ю.П. Исследование газовых скважин при нестационарных режимах фильтрации / Ю.П. Коротаев, Г.А. Зотов И Подземная гидродинамика : сб. науч. тр. — М. : Госуд. научно-технич. изд-во нефтяной и горнотопливной литературы, 1963. — 182 с.
76. Коротаев Ю.П. Комплексная разведка и разработка газовых месторождений / Ю.П. Коротаев. — М. : Недра, 1968. — 426 с.
77. Кузнецов O.JL Система природа-общество-человек: Устойчивое развитие / O.JI. Кузнецов, П.Г. Кузнецов, Б.Е. Большаков ^Государственный научный центр РФ ВНИИгеосистем; Международный университет природы, общества и человека "Дубна", 2000. — 392 с.
78. Масленников В.В. Системный геофизический контроль разработки крупных газовых месторождений / В.В. Масленников, В.В. Ремизов. — М. : Недра, 1993. -303 с.
79. Мельников В.П. Электрофизические исследования мерзлых пород / В.П. Мельников. Новосибирск : Наука, 1977. — 108 с.
80. Мельников Е.С. Структура геологической среды как объект геокриологического прогноза / Е.С. Мельников, М.И. Горальчук // Геокриологический прогноз при строительном освоении территорий. М. : Наука. 1987. — С. 16-24.
81. Месарович М. Общая теория систем: Математические основы / М. Месарович, Я. Такахара. — М.: Мир, 1978.
82. Месарович М. Теория иерархических многоуровневых систем / М. Месарович, Д. Мако, Я. Такахара. М.: Мир, 1973. — С. 345.
83. Методические указания по технологическим расчетам абсорбционной осушки газа. Тюмень: НПО "Тюменгазтехнология", 1988.
84. Мирзаджанзаде А.Х. Основы технологии добычи газа / А.Х. Мир-заджанзаде, O.JT. Кузнецов, К.С. Басниев, З.С. Алиев. — М. : Недра, 2003. -880 с.
85. Михайлов Н.В. Надежность систем добычи газа / Н.В. Михайлов, А.И. Березняков, Е.И. Березнякова, K.JI. Полянский // Наука и техника в газовой промышленности. М.: ИРЦ Газпром, 2000. — № 1. - С. 39-41.
86. Михайлов Н.Н. Информационно-технологическая геодинамика околоскважинных зон / Н.Н. Михайлов. — М.: Недра, 1996. — 339 с.
87. Москаленко Н.Г. Картографический мониторинг некоторых геосистем криолитозоны Западной Сибири / Н.Г. Москаленко // Криосфера Земли.- 1999.-Т. 3,№3.С. 100-104.
88. Надымгазпром: геотехномониторинг в криолитозоне / В.В. Ремизов, В.И. Кононов, А.И. Березняков, A.F. Глухенький, В.М. Демин, Н.В. Михайлов, А.Б. Осокин, А.П. Попов, JI.H. Решетников, Г.К. Смолов. — М. : ИРЦ Газпром, 2001. 147 с.
89. Никаноров С.П. Концептуальная модель геологических структур / С. П. Никаноров, Н. К. Никитина, Е.А. Алексеева // Управление большими системами: материалы Междунар. науч.-практ. конф., Москва, 2226 сентября 1997 г. М., 1997. - С. 353.
90. Никоненко И.С. Газодобывающее предприятие как сложная система / И.С. Никоненко, Ю.Н. Васильев. — М. : Издательство Недра, 1998. — 343 с.
91. Орлинский Б.М. Геофизические методы контроля за разработкой нефтяных месторождений / Б.М. Орлинский, Р.А. Валиуллин // Вестник АИС "Каротажник". 1996. - Вып. 20. - С. 44-60.
92. Основы мерзлотного прогноза при инженерно-геологических исследованиях / под ред. В.А. Кудрявцева. М.: Изд-во МГУ, 1979.
93. Осокин А.Б. Геотехнический мониторинг — основа обеспечения надежности инженерных сооружений / А.Б. Осокин, А.П. Попов, Э.Ю. Галактионов, А.И. Березняков, Г.К. Смолов // Газовая промышленность. — 2002. -№ 6.-С. 45-47.
94. Павлов А.В. Мерзлотно-климатический мониторинг России: Методология, результаты наблюдений, прогноз / А.В. Павлов // Криосфера Земли. 1997. - Т. 1, № 1. - С. 47-58.
95. Павлов А.В. Основные положения концепции геокриологической информационной системы / А.В. Павлов // Материалы Второй конф. геокри-ол. России. М.: МГУ, 2001. - Т. 3. - С. 198-204.
96. Павловский Б.А. Комплексное измерение скоростей размеров и концентрации движущихся частиц в двухфазном потоке / Б.А. Павловский, Н.В. Семидетнов // Измерительная техника. -1991.- № 9. С. 40-42.
97. Преображенский И.А. Минералы осадочных пород. / И.А. Преображенский, С.Г Саркисян. М.: Гостопехиздат, 1954. — 462 с.
98. Природные опасности России. Геокриологические опасности / под ред. JI.C. Гарагуля, Э.Д. Ершова. — М. : Издательская фирма "КРУК", 2000.
99. Программа расчета теплового взаимодействия инженерных сооружений с вечномерзлыми грунтами "WARM" : свидетельство № 940281, 1994 / Хрусталев Л.Н., Емельянов М.В., Пустовойт Г.П., Яковлев С.В.
100. Ремизов В.В. Газовые геотехнологии XXI в. / В.В. Ремизов, А.И. Гриценко, Г.А. Зотов, P.M. Тер-Саркисов // Газовая промышленность. -2000.-№7.-С. 21-23.
101. Серия, Геология и разведка тазовых и газоконденсатных месторождений : обзор, информ. — М.: ИРЦ Газпром, 1995. — 65 с.
102. Совершенствование систем разработки, добычи и подготовки газа на месторождениях Крайнего Севера / О.М. Ермилов, JI.C. Чугунов, В.В. Ремизов, А.Н. Дмитриевский, Ю.Г. Тер-Саакян ; под ред. Р.И. Вяхирева. М.: Наука, 1996.-415 с.
103. Соловьев И.Г. Территориальный ресурсно-экологический мониторинг (состояние, проблемы, этапы развития, примеры) / И.Г. Соловьев, А.В.Бакланов, В.М. Калайджан // Криосфера Земли. 1998. — Т. 2, №3. -С. 48-55.
104. Соломонов Н.Г. Экологические аспекты освоения Севера / Н.Г. Соломонов. -Якутск, 1986. 12 с.
105. Соломонов Н.Г. Экологические проблемы освоения нефтегазовых ресурсов в Якутии / Н.Г. Соломонов, Р.В. Десяткин, В.П. Ларионов, Б.И. Иванов, А.П. Исаев, 3.3. Борисов // Криосфера Земли. 2001. - Т. 5, № 4. - С. 3035.
106. Сорокин С.A. Micro PC и PC/104: два подхода / С.А. Сорокин // Современные технологии автоматизации. 1996. - №1. — С. 6-13.
107. Старобинец И.С. Основы теории геохимических показателей углеводородных скоплений / И.С. Старобинец, А.А. Петухов. — М. : Недра, 1993. -832с.
108. Степанов Н.Г. Влияние растворенного в пластовых водах газа на обводнение газовых залежей / Н.Г. Степанов, Н.И. Дубина, Ю.Н. Васильев. — М.: Недра-Бизнессцентр, 1999. — 124 с.
109. Степанов Н.Г. Системный анализ проблемы газоотдачи продуктивных пластов / Н.Г. Степанов, Н.И. Дубина, Ю.Н. Васильев. — М. : Недра-Бизнессцентр, 2001. — 204 с.
110. Технология добычи природных газов / под ред. А.Х. Мирзаджан-заде. -М. : Недра, 1987.-414 с.
111. Технология разработки крупных газовых месторождений /
112. A.И. Гриценко, О.М. Ермилов, Г.А. Зотов. — М. : Недра, 1990. — 302 с.
113. Хрусталев JI.H. Приложение теории надежности к задачам инженерной геокриологии / JI.H. Хрусталев // Криосфера Земли. 1997. — Т. 1, №2.-С. 12-17.
114. Хрусталев JI.H. Вероятностно-статистические расчеты оснований зданий в криолитозоне / JI.H. Хрусталев, Г.П. Пустовойт. Новосибирск : Наука, 1988. - 252 с.
115. Черский Н.В. Явление генерации углеводородов из предельно окисленных соединений углерода и воды / Н.В. Черский, В.П. Мельников,
116. B.П. Царев // Докл. АН СССР, 1986. Т. 288, № 1. - С. 201-204.
117. Чугунов JI.C. Анализ и обобщение геолого-геофизической информации при контроле за разработкой Медвежьего месторождения / JI.C. Чугунов, И.М. Чупова, Ю.Г. Тер-Саакян. Уфа, 1996. - 38 с.
118. Чугунов JI.C. Проблема устойчивости стенок ствола скважин в ММП / JI.C. Чугунов, А.И. Березняков, А.П. Попов, А.Б. Осокин, Г.К. Смолов, Ю.В. Юрьев // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море. М.: ВНИИОЭНГ, 1996. - № 7. - С. 2-5.
119. Чугунов Л.С. Металлические трубчатые сваи для многолетнемерзлых грунтов / Л.С. Чугунов, Н.В. Михайлов, А.И. Березняков, А.П. Попов, А.Б. Осокин, Ю.В. Юрьев // Газовая промышленность. — 1998-№ 2. — С. 5455.
120. Шагиев Р.Г. Исследование скважин по КВД / Р.Г. Шагиев. — М. : Наука, 1998. 304 с.
121. Ширковский А.И. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений / А.И. Ширковский. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1987.-276 с.
122. Эшби У. Росс. Введение в кибернетику / У. Росс. Эшби. — М. : Из-во иностранной литературы, 1959. 432 с.
123. Багров М.В. Землезнавство: шдручник / М.В. Багров, В.О. Боков, 1.Г. Черваньов ; за ред. П.Г. Шишенка. К.: Либщь, 2000. - 464 с.
124. Earlougher R.S. Advances in well test // Mongr. Ser. Soc. Petrol. Eng. Dallas. 1977. - Vol. 5. - P. 264.
125. Kabir C.S. Does Gauge Placement Matter in Downhole Transient-Data Acquisition / C.S. Kabir, A.R. Hasan // SPE Reservoir Evaluation & Engineering. February 1998. - P. 64-68.
-
Березняков, Александр Иванович
-
доктора технических наук
-
Надым, 2005
-
ВАК 25.00.17
- Обоснование ресурсовоспроизводящих процессов физико-технических и физико-химических геотехнологий освоения гипергенных месторождений
- Методический подход к оценке системной надежности газодобывающих комплексов
- Обоснование геотехнологических направлений кратного повышения эффективности подземной разработки рудных месторождений Якутии
- Геотехнологическая подготовка россыпных месторождений к разработке ударно-акустическими способами
- Методы повышения эффективности процесса добычи газа на средних по запасам месторождениях
