Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Повышение устойчивости эксплуатации единой системы газоснабжения на юге Российской Федерации

ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Гусейнов, Керим Басирович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБОСНОВАНИЕ ГЕОЛОГО РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ В РЕСПУБЛИКЕ ДАГЕСТАН.

1.1. Краткая характеристика особенностей глубинного строения и условий формирования залежей УВ в Предгорном Дагестане.

1.2. Анализ структуры начальных суммарных ресурсов (НСР) газа, нефти и конденсата степень их разведанности и освоенность.

1.3. Качественная характеристика углеводородного сырья.

1.4. Перспективы развития геологоразведочных работ на углеводородное сырье силами ООО "Каспийгазпром".

1.4.1. Обоснование необходимости проведения ГРР на газ в Предгорном Дагестане

1.4.2. Направления развития ГРР и формирование сырьевой базы в Предгорном Дагестане на перспективу.:.

1.4.3. Краткая прогнозная геолого-промысловая характеристика объектов проведения ГРР по нефтегазоносным

ЕЬшшредка&гячаул.

Площадь Агачбулак

Площадь Чирюрт.

Площадь Аданак.

Площадь Улашкент.

Площадь Рукель.

Площадь Чубарарка.

Площадь Алмало.

1.5. Основные критерии, определяющие последовательность ГРР на лицензионных перспективных площадях.

1.6. Последовательность реализации запланированных работ ГРР.

1.7. Основные технико-экономические показатели и эффективность ГРР в Предгорном Дагестане.

Выводы к главе 1.

ГЛАВА II. РЕКОНСТРУКЦИЯ ГАЗОПРОВОДОВ ООО "КАСПИЙГАЗПРОМ" С ЦЕЛЬЮ МИНИМИЗАЦИИ ВЛИЯНИЯ ФОРС-МАЖОРНЫХ ОБСТОЯТЕЛЬСТВ И ПОВЫШЕ НИЯ УСТОЙЧИВОСТИ НАДЕЖНОЙ РАБОТЫ ЕДИНОЙ ГАЗОСНАБЖАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ НА ЮГЕ РФ.

2.1. Единая система газоснабжения (ЕСГ) Российской Федерации и его современное состояние.

2.2. Развитие сети магистральных газопроводов и отводов в Республике Дагестан.

2.3. Газотранспортная система ООО «Каспийгазпром». Технические характеристики и современное состояние. Место и роль в ЕСГ России.

2.4. Газоснабжение потребителей Республики Дагестан.

2.5. Безопасность функционирования газотранспортной системы юга России -гарант надежности газоснабжения потребителей Республики Дагестан.

2.5.1. Значение фактора надежности газоснабжения.

2.5.2. Минимизация форс-мажорных явлений путем реконструкции магистрального газопровода.

2.5.3. Выбор оптимального диаметра газопровода-перемычки между газопроводами Макат-Северный Кавказ и Моздок-Казимагомед.

2.5.4 Технико - экономический расчет строительства газопровода - перемычки

Кумли - Кизляр - Карланюрт.

2.6. Этапы сооружения газопровода-перемычки Кумли-Кизляр-Карланюрт.

2.6.1. Технические решения по ускорению строительства газопроводаперемычки

2.6.2 Метод восстановления или строительства воздушных переходов через водные преграды с помощью катково - блочно - тросовой системы.

Выводы к главе II

ГЛАВА III. ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ ГАЗОСНАБЖЕНИЯ ЮГА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ С ПОМОЩЬЮ СИСТЕМЫ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ ГАЗА.

3.1. Назначение подземных хранилищ газа.

3.2. Методика определения эффективности создания подземных хранилищ газа в газодобывающем районе.

Геологические условия для создания подземных хранилищ газа в Дагестане

3.3.1. Димитровское газоконденсатное месторождение.

3.3.2. Шамхал-булакское газоконденсатное месторождение.

3.3.3. Ачисинское газоконденсатное месторождение.

3.4. Обоснование создания подземного газохранилища Шамхал-булак.

3.5. Определение потребности в активном объеме ПХГ Шамхал-булак.

3.6. Технология создания ПХГ в пластах с трещинно-поровым типом коллектора

3.6.1. Определение основных технологических показателей хранилища.

3.6.2. Стратегия создания хранилища Шамхал-булак.

3.7. Режим работы хранилища.

3.7.1. Методы определения режимов работы подземных хранилищ газа.

3.7.2. Краткий анализ режима разработки месторождений.

3.8. Применение горизонтальных скважин на хранилищах с трещинно-поровым типом коллектора

3.8.1. Применение горизонтальных скважин в газодобывающей промышленности

3.8.2. Анализ результатов исследования скважин месторождения Шамхал-булак

3.8.3. Расчет продуктивности горизонтальных скважин на ПХГ Шамхал-булак.

3.9. Технико-экономическая эффективность ПХГ Шамхал-булак.

Выводы к главе III

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Повышение устойчивости эксплуатации единой системы газоснабжения на юге Российской Федерации"

Бурное развитие промышленности в большинстве индустриально развитых стран явилось необходимой составляющей общей закономерности периодической смены прежнего энергоресурса более высококачественным. Даже в условиях жесткой конкуренции энергоносителей роль газа, как наиболее экологически чистого вида топлива, заметно возрастает и, по прогнозам экспертов, его доля в энергобалансе мира к середине XXI века составит 28-30%. Таким образом, наступает эпоха метана, которая позволяет реально ставить задачи создания устойчивой глобальной системы энергоснабжения. Широкомасштабное использование природного газа открывает большие возможности для ряда крупных технологических прорывов и в других отраслях народного хозяйства. Особую роль играет газификация сельского производства и быта. Не будет преувеличением сказать, что Россия без широкой газификации села вряд ли сможет обеспечить себя сельскохозяйственной продукцией и выдержать конкуренцию с ее импортом /1/.

При этом от четкой и слаженной работы газотранспортной системы зависит решение не только социальных вопросов россиян, но и материальное их состояние. Стабильность работы ЕСГ, особенно на Северном Кавказе, нарушается в последнее время из-за сложившейся геополитической обстановки в регионе. Вследствие прекращения поставок природного газа в период 1995 - 2000гг. по магистральному газопроводу Моздок - КазиМагомед в государства Закавказья (Азербайджан, Армения, Грузия) Республика Дагестан была конечным пунктом ПОСТАВКИ газа в РФ. В республике Дагестан находятся в эксплуатации 1163 км газопроводов и отводов высокого давления, 772 км межпоселковых и 6874 км внутрипоселковых газопроводов низкого давления, 72 АГРС и 791 газорегуляторных пунктов. Природным газом в настоящее время пользуются население и промышленные предприятия всех городов и 198 сельских населенных пунктов республики. В 2000 году потребителям Дагестана поставлено 2194 млн. куб. м газа, из которых только 33% поставляется из местных 6 месторождений. В условиях роста объемов потребляемого внутри республики и в регионе газа, а также обеспечения транзита его в соседние государства (Азербайджан, Армения, Грузия и др.) через территорию республики, надежное и устойчивое функционирование работы газотранспортной системы ЕСГ на юге РФ в частности РД, приобретает важное народнохозяйственное значение.

100% решение этой проблемы может быть достигнуто только комбинацией трех направлений, претворение в жизнь которых в совокупности и обеспечит надежное функционирование ЕСГ на юге РФ, это:

• широкомасштабное ведение ГРР с целью наращивания добычи газа в республике;

• строительство нового газопровода-перемычки Кумли-Кизляр-Карланюрт;

• строительство подземного хранилища газа на базе одного из выработанных газоконденсатных месторождений.

Диссертационная работа посвящена решению проблем повышения устойчивости работы ЕСГ на юге России. Даются пути, обоснованы методы, аргументированы расчетами направления реализации сформулированных задач.

Республика Дагестан относится к старейшему газонефтедобывающему району, пережившему в своей истории несколько этапов подъема и спада в добыче и реализации УВ. Глубокая рецессия в экономике Российской Федерации не обошла стороной и топливно-энергетический комплекс республики. В последние годы добыча газа в Дагестане имеет тенденцию к постоянному снижению, которая составила в 2000 году 615 млн. куб.м. Потребность же в газе составляет около 2250-2300 млн. куб.м.

Как ни парадоксально, но факт, что, имея достаточные сырьевые ресурсы, Дагестан испытывает острую нехватку газа. Следует отметить, что только в Предгорном Дагестане сосредоточено 538 млн. т.у.т. начальных суммарных ресурсов (НСР) углеводородов (УВ), где открыто 15 месторождений газа и нефти, большинство из которых являются многопластовыми. Степень разведанности НСР УВ в Предгорном Дагестане составляет: начальных - 29,2% и текущих 7

4,7%. Такая освоенность недр территории Предгорного Дагестана отражает большие резервы в наращивании добычи газа и нефти в республике.

Путем ранжирования по геологическим, технико-экономическим показателям осуществлена оценка перспектив вовлечения УВ в народное хозяйство и определена очередность ввода площадей в разведку, которая выражается в сетевом графике проведения ГРР.

На базе результатов аналитических исследований с целью определения пригодности выработанных месторождений газа и газоконденсата для сооружения хранилищ газа осуществлен выбор объекта для создания оперативного базисного газохранилища. Расчетным путем определена оптимальная технологическая схема эксплуатации ПХГ. Особое внимание уделено горизонтальному бурению, с целью увеличения добычных возможностей скважин, режимам работы газохранилища.

С целью исключения или минимизации форс-мажорных обстоятельств на газотранспортной системе ЕСГ на юг РФ автором предлагается, а на практике уже осуществляется, строительство газопровода Кумли - Кизляр -Карланюрт в обход Чеченской республики.

Все это в конечном итоге положительно повлияет на технико-экономические показатели эксплуатации ЕСГ на юге России.

Цель работы.

Создание надежной системы бесперебойного газоснабжения и обеспечения транзита на юге России путем наращивания добычи углеводородов за счет собственной сырьевой базы, реконструкции существующих газопроводов, сооружения подземного хранилища газа.

Работа выполнена в соответствии с генеральной стратегией развития газовой промышленности Российской Федерации:

- стратегия газовой экспансии (т.е. крупномасштабного наращивания объемов добычи газа и расширения рынка его сбыта)

- стратегия максимально эффективного использования газа. 8

О структуре диссертации.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка таблиц, списка рисунков, списка графических приложений, литературы . Работа изложена

Заключение Диссертация по теме "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", Гусейнов, Керим Басирович

Выводы к главе III.

1. Анализ геологических условий свидетельствует о возможности создания подземных хранилищ в Республике Дагестан на базе выработанных и находящихся в разработке газовых месторождений. Наиболее благоприятным объектом является газовое месторождение Шамхал-Булак.

2. Проведенный анализ условий газоснабжения Республики Дагестан показывает необходимость создания здесь хранилища с суточным отбором в 10 млн. куб. м и с активным объемом в 1 млрд. куб. м.

3. Разработана методика оценки эффективности создания подземных хранилищ газа в газодобывающем районе. Показано, что для условий республики более эффективным способом регулирования сезонной неравномерности газоснабжения является создание подземного хранилища газа.

4. Произведен анализ разработки месторождения Шамхал-Булак с точки зрения выявления условий создания здесь подземного хранилища газа. Выявлены возможные осложнения, связанные с эксплуатацией этого хранилища и намечены основные направления на предотвращения возможных негативных последствий.

5. Разработаны основные требования к технологии создания подземных хранилищ газа, создаваемых в трещинно-поровом типе коллектора с возможными активными водопроявлениями при эксплуатации.

6. Показана высокая эффективность горизонтального бурения скважин на месторождении Шамхал-Булак.

7. Разработанные технологические решения по ПХГ Шамхал-Булак обеспечивают высокие технико-экономические показатели этого хранилища. По величине удельных капитальных вложений это хранилище примерно в два раза более эффективно по сравнению с другими хранилищами. создаваемыми на территории Российской Федерации.

8. Разработана методика оценки технологических показателей хранилища по данным оперативного анализа разработки месторождения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

• Уточнены прогнозные ресурсы УВ по конкретным площадям и объектам на основании проведенных в последние годы научно-исследовательских работ и новых данных сейсморазведки.

• Определены особенности глубинного строения и условия формирования залежей УВ Предгорного Дагестана.

• Дана качественная характеристика ресурсов УВ сырья объектов проведения ГРР по нефтегазоносным комплексам.

• Разработаны критерии определения последовательности проведения ГРР на перспективных лицензионных площадях.

• Разработан и экономически обоснован сетевой график проведения ГРР, что позволит значительно увеличить добычу газа в ближайшие годы в Республике Дагестан (1 млрд.м3 в 2007 г.).

• Впервые, в ходе проведенных исследований, обобщены и систематизированы материалы по развитию сети магистральных газопроводов и формированию газотранспортной системы РД, дана полная характеристика состояния объектов транспорта газа и структуры газопотребления

РД.

• Предложены пути повышения устойчивости работы ЕСГ на юге России и обеспечения надежности газоснабжения потребителей РД.

• Разработан метод строительства воздушного перехода через водные преграды посредством катково-блочно-тросового метода

• Произведен анализ разработки месторождения Шамхалбулак с точки зрения выявления условий создания здесь подземного хранилища газа. Выявлены возможные осложнения, связанные с эксплуатацией этого хранилища и намечены основные направления на предотвращения возможных негативных последствий.

• Разработана методика сравнительной экономической оценки эффективности создания ПХГ и эксплуатации месторождения в режиме регулятора в газодобывающем регионе.

199

• Предложены технологические приемы, способствующие эксплуатации ПХГ с трещино-поровым типом коллектора.

• Показана высокая эффективность горизонтального бурения скважин на месторождении Шамхалбулак.

• Разработана методика оценки технологических показателей хранилища по данным оперативного анализа разработки месторождения.

• Предложенные автором способы повышения устойчивости работы ЕСГ приняты и утверждены техсоветом ООО "Каспийгазпром", включены в перечень инвестиционных проектов ОАО "Газпром" и Правительства РФ. Начаты и проводятся ГРР и строительство газопровода Кумли-Кизляр-Бабаюрт (I этап).

200

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Гусейнов, Керим Басирович, Москва

1. Боксерман Ю.И., Брянских В.Е., Вяхирев Р.И. и др. Стратегия развития газовой промышленности России. М. Энергоатомиздат, 1997.

2. Галин B.J1. Основные этапы тектонического развития возрастной складчатости Дагестана. Кн. Новые данные по нефтяной геологии, гидрогеологии, геотектоники, геофизики Центрального и Восточного Кавказа. Тр. Грозненского нефтяного института, ст.29 с. 31-39

3. Сабанаев К.А. Некоторые черты тектонического строения Южного Дагестана и связанные с ними особенности нефтегазонакопления. Азерб.нефт. хоз-во, 1981, №4 с. 15-19

4. Буторин Г.Д., Галин В.Л., Галина A.A. и др. Тр. Института геологии и разработки горючих ископаемых. 1980, т.4, с.207

5. Вершовский В.Г., Докунихин В.Ф., Сабанаев К.А. Новый район газодобычи на Северном Кавказе. Ж. Газовая промышленность № 1, 2000, с. 16-17

6. Мирзоев Д.А., Пирбудагов В.М., Гасангусейнов Г.Г. и др. К. Типы осадочных формаций нефтегазоносных бассейнов. М. Наука, 1980, с. 253-260

7. Гусейнов К.Б., Сабанаев К.А., Сабанаев А.К. Формирование залежей УВ в Предгорном Дагестане. Ж. Газовая промышленность № 3, 2000, с.37-38

8. Вассоевич Н,Б. Происхождение нефти. Вест. Московского университета, сер. геол., № 3, 1962, с. 10-30

9. Сабанаев К.А. Нефть и газ Дагестана. Махачкала, Дагестанское книжное издательство, 1983, с.64

10. Ланда Е.М., Калинина З.П., Васильев В.И. и др. Химический состав нефти, конденсатов и пластовых вод месторождений Махачкала-Тарки, Шамхал207

11. Булак. Кн. Геология и нефтегазоносность Дагестана. Тр. Института геологии Даг.ФАН СССР, вып. 3 (19), 1979, с. 105-115

12. Стасенко В.В., Аббасов И.А., Юдин Г.Т. и др. Нефтегазовая геология и геофизика, № 1, 1975, с.3-7

13. Брод И.О., Польстер JI.A., Несмеянов A.B. Геоструктурное районирование и перспективы нефтегазоносности Предкавказья. Геология нефти и газа, при-лож. №8, 1958

14. В начале большого пути: О строительстве и вводе в эксплуатацию газопровода Саратов-Москва. Воспоминания, очерки, цифры, факты. М. ИРЦ "Газпром", Инкомбу к, 1996

15. Юфин В.А. Трубопроводный транспорт нефти и газа. М. "Недра", 1978

16. Боксерман Ю.И., Ремизов ВВ., Смирнов В.А. Проблемы целостности единой системы газоснабжения. М. МТЭА, ИНЭИРАН, Энергоцентр, 1995

17. Доклад академика РАН А.И.Дмитриевского "Энергетическая составляющая устойчивого развития России". М. 1977

18. Талалаев В.Д. Тектоника и нефтегазоносность глубоко залегающих толщ мезозоя Терско-Каспийского прогиба. Кн. 8. Новое в геологическом строении и перспективах нефтегазоносности Северо-Восточного Кавказа. Тр. СевКавНИПИнефть, вып. 33, 1980, с. 33-42

19. Новоселов В.Ф., Гольянов А.И., Муфтахов Е.М. Типовые расчеты при проектировании и эксплуатации газопроводов. М. Недра, 1982

20. Бузинов С.Н., Грачева О.Н., Григорьев A.B. Особенности формирования и эксплуатации подземного хранилища газа, созданного в пологозалегающем водоносном пласте.

21. Бузинов С.Н., Грачева О.Н., Толкушин Г.Ф. и др. Об использовании месторождения в качестве подземного хранилища газа.

22. Бузинов с.Н., Ковалев А.Л. прогноз создания ПХГ с использованием фук-ции влияния. Отделение подземного хранения газа. Сб. научных тр. М. ВНИИгаз, 1995, с. 130-131

23. Ширковский А.И. Подземное хранение газа. Вопросы теории, практики и экономики. М. Гостоптехиздат, 1960, с. 75

24. Гальперин В.М., Арский А.К., Арянин А.Н. Некоторые вопросы экономики транспорта газа. М. Изв. АН СССР. Сер. "Энергетика и транспорт", № 2, 1966

25. Гальперин В.М. Об оптимальных условиях дальнего транспорта газа. Ж. Газовая промышленность, № 4, 1954, с. 39-48

26. Фурман И.Я. Экономика магистрального транспорта газа. М. "Недра", 1978

27. Михайловский A.A. Методика расчета процесса создания и эксплуатации газохранилища в истощенной залежи. Разработка и эксплуатация месторождений природных газов. Труды, вып. 146. М. МИНХ и ГП им. И.М.Губкина, 1979, с. 321-324

28. Временная инструкция расчетов возможных отборов газа и составления технологических систем. Абасов М.Т., Закиров С.Н., Палатник Б.М. Адаптация геолого-математических режимов работы хранилищ. М.ВНИИгаз, 1985, с. 80

29. Гусейнов К.Б., Насрутдинов Н.И., Сабанаев К.А. Геолого-промысловые аспекты создания ПХГ в Дагестане на основе использования истощенных газонефтяных месторождений. Доклад на международной конференции "Подземное хранение газа". М. ВНИИгаз, 1995209

30. Забаринский П.П. Геотектонические условия накопления майкопской свиты Северо-Восточного Кавказа. Тр. ГНИ, № 10, 1951, с. 2-8

31. Алиев М.М., Павлова М.М., Смирнов Ю.П. и др. Меловые отложения обрамления Каспийского моря. М. Наука, 1980, с. 242

32. Хейн А.Л. Гидродинамический расчет подземных хранилищ газа. М. "Недра", 1968, с. 316

33. Никитин Б.А. и др. Определение производительности горизонтальных газовых скважин и параметров пласта по результатам гидродинамических исследований на стационарных режимах. Обзорная информация. М. ИРЦ Газпром, 1999, с. 69

34. Бузинов С.Н., Умрихин И.Д. исследование пластов и скважин при упругом режиме фильтрации. М. "Недра", 1964

35. Модели газовой залежи при водонапорном режиме. ДАН СССР, т.308, № 2, 1989, с. 321-324

36. Зотов Г.А. и др. Методика оценки запасов газа мелких месторождений по результатам опытной эксплуатации одной скважины. ЦТС ВНИИгаз, вып. 5. "Недра", 1965

37. Алиев З.С., Шеремет В.В. Определение производительности горизонтальных скважин, вскрывших газовые и газонефтяные пласты. М. "Недра", 1995, с. 144

38. Шеберстов Е.в. методика расчета процесса создания и циклической эксплуатации подземного хранилища газа. Повышение надежности газотранспортных систем. Сб. науч. труд. М. ВНИИгаз, 1979, с. 61-67

39. Шмыгля П.Т. Разработка газовых и газоконденсатных месторождений. М. "Недра", 1967

40. Васильев Ю.Н., Башкиров А.и. Приближенное решение задачи о притоке к скважине с горизонтальной трещиной. Изв. АН СССР, ОТН. № 5, 1961

41. Инструкция по комплексному исследованию газовых и газоконденсатных пластов и скважин. Под ред. Зотова Г.А., Алиева З.С. М. "Недра", 1980, с. 302210

42. Солдаткин Г.И. состояние и пути совершенствования технологического проектирования газохранилищ в пористых пластах. Транспорт и хранение газа. Реф. Сб. М. ВНИИЭГазпром, № 1, 1980, с. 13-20

43. Тер-Саркисов P.M. разработка месторождений природного газа. М. "Недра", 1999

44. Шмыгля П.Т. Экспериментальное и теоретическое исследование притока к несовершенным скважинам при линейном и нелинейном законах фильтрации. Дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Фонды МНИ, 1957

45. Правила создания и эксплуатации подземных хранилищ газа в пористых пластах. М. Внешгаз, 1991

46. Арутюнов А.Е., Бузинов С.Н., Бачурина Н.М. Основные направления снижения затрат подземное хранение газа. Материалы НТС РАО «Газпром», М. ВНИИГаз, 1996г.

47. Kuchuk F. J., Habashy T., Pressure behavior of horizontal wells in multilayer reservoirs with crossflow. SPE Formation Evaluation, March 1996, 55-64