Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Совершенствование методов мониторинга параметров подземных хранилищ газа с целью предотвращения осложнений при эксплуатации

ВАК РФ 25.00.19, Строительство и эксплуатация нефтегазоводов, баз и хранилищ

Автореферат диссертации по теме "Совершенствование методов мониторинга параметров подземных хранилищ газа с целью предотвращения осложнений при эксплуатации"

На правах рукописи

!

ЯКОВЛЕВА Наталья Вячеславовна

«СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ МОНИТОРИНГА ПАРАМЕТРОВ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ ГАЗА С ЦЕЛЬЮ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОСЛОЖНЕНИЙ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ»

Специальность 25.00.19. - «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ» (технические науки)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Работа выполнена в Российском государственном университете нефти и газа им. И.М. Губкина

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Лурье Михаил Владимирович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Одишария Гурамий Эрастович

кандидат технических наук Тупысев Михаил Константинович

Ведущая организация: Институт проблем нефти и газа РАН

Защита диссертации состоится «__»_2005г. в_часов, в аудитории _на заседании диссертационного совета Д 212.200.06 в Российском государственном университете нефти и газа им. И.М. Губкина по адресу:

Ленинский проспект, 65, Москва. В-296, ГСП-1, 119991.

С диссертаций можно ознакомиться в библиотеке РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина.

Автореферат разослан «__»_2005г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

С.Г. Иванцова

щы 22529!$

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертация посвящена развитию теории и методов эксплуатации подземных хранилищ газа (ПХГ), созданных (или создаваемых) в водоносных пластах и истощенных газовых залежах. Выполненные исследования позволяют своевременно предупреждать и устранять некоторые специфические осложнения, возникающие при эксплуатации хранилищ данного типа. Специфическими осложнениями являются всевозможные потери и уходы газа, имеющие место в подземной части ПХГ. Причины потерь и уходов газа - это перетоки газа в другие горизонты; утечки через различные нарушения герметичности кровли и подошвы пласта; уходы газа за пределы купольного поднятия за счет чрезмерного расширения контура газоносности; заполнение газом различных карманов и полуизолированных пустот в сложном неоднородном пласте, а также унос растворенного газа пластовой водой, многократно увеличенный вследствие циклического характера эксплуатации ПХГ и т.п.

Для выявления возможных осложнений развивается теория непрерывного мониторинга внутренних параметров ПХГ на основе гистерезисных (p/Z-V) - диаграмм. Излагается теория таких диаграмм, техника их построения и обработки. Развиваются методы диагностики объемов активного и буферного газа, контурного давления, объема мигрирующей воды (т.е. воды, вытесняемой из полости ПХГ при закачках и внедряющейся в эту полость при отборах), а также предлагается и обосновывается теория расчета естественной убыли газа в ПХГ за счет растворения в воде. Результаты теоретического анализа иллюстрируются на примере эксплуатации некоторых ПХГ.

Актуальность темы диссертации. Подземное хранение газа является неотъемлемым звеном технологической цепочки транспортирования газа по трубопроводам. Подземные хранилища газа - это резервуарные парки магистральных газопроводов, т.е. объекты, без которых газотранспортная система

I РОС. НАЦИОНАЛЫ. I

не в состоянии нормально функционировать. Подземное хранение газа является общепринятой технологией, используемой сегодня во всем мире.

Достижения в развитии теории и практики подземного хранения газа связаны с именами отечественных ученых, таких как И.А. Чарный, А.И. Ширковский, A.JI. Хейн, С.Н. Бузинов, Е.В. Левыкин, М.В. Филинов, Д.И. Астрахан, A.M. Власов, Г.Г. Гершанович, Р.Ф. Гимер, А.Е. Евгеньев, Г.И. Задора, С.Н. Закиров, М.Ф. Каримов, М.В. Лурье, В.М. Максимов, A.A. Михайловский, Г.И. Солдаткин, и др., а также зарубежных исследователей А. Ван Эвердингена, Е. Вудса, Д.Каца, Г. Кречтмара, К. Кутса, М.Р.Тека, В. Херска и др.

Благодаря основополагающим решениям выдающихся организаторов газовой промышленности А.К. Кортунова, С.А. Оруджева, В.А. Динкова, Н.К. Байбакова, В.А. Каламкарова, М.В. Сидоренко, К.К. Смирнова и др., в нашей стране создана и функционирует сеть подземных хранилищ газа, включающих в настоящее время 23 единицы (общим объемом = 150 млрд. м3 хранимого газа). Большая заслуга в проектировании подземных хранилищ газа принадлежит ведущим научно-исследовательским и проектным институтам ОАО «ВНИИГАЗ» и ОАО «ВНИПИТРАНСГАЗ», а также ООО «ПОДЗЕМГАЗПРОМ».

Несмотря на успешное функционирование сети подземных хранилищ газа, существуют серьезные технические проблемы их эксплуатации, требующие развития новых подходов и методов для оценки явлений, происходящих в подземной части ГГХГ. В диссертации развиваются методы непрерывного мониторинга гех параметров ПХГ, которые недоступны непосредственному измерению, а также анализа этих параметров с целью диагностики и предотвращения возможных осложнений при эксплуатации ПХГ.

Одной из наиболее существенных причин, осложняющих работу ПХГ в водоносных пластах или истощенных газовых залежах, является ослабление функций той части газа, находящегося в хранилище, которая называется бу-

ферным газом. Как известно, главное назначение этой составляющей газа состоит в обеспечении своевременной подачи коммерческого или, как его еще называют, активного газа, к эксплуатационным скважинам в осенне-зимние периоды отбора газа из ПХГ. Существуют, однако, факторы, из-за которых буферный газ с первых же циклов (или со временем) либо не обеспечивает отбор газа, либо обеспечивает его, но не в полном объеме. Этими факторами являются, прежде всего, различные потери газа и уходы газа за замки ловушек. Кроме того, потери и уходы буферного газа могут приводить к разрушению скелета продуктивного коллектора ПХГ, образованию и повышенному выносу песка, а также увеличению водного фактора (т.е. увеличению содержания воды в извлекаемом из ПХГ газе). В связи с изложенным выше, проблемы прогнозирования, своевременной диагностики и предотвращения потерь и уходов газа в ПХГ, являются крайне актуальными.

Таким образом, основную проблему, исследуемую в диссертации, можно сформулировать следующим образом: как по данным непрерывно измеряемых параметров, таких как давления в эксплуатационных скважинах и объемам закачиваемого (отбираемого) газа оценить количество газа, находящегося в газовой полости ПХГ.

Цель диссертационной работы: разработать методы диагностики осложнений эксплуатации подземных хранилищ газа, и, прежде всего, потерь буферного газа, в том числе его уходов за пределы купольного поднятия.

Для осуществления цели диссертации, решены следующие научные задачи:

- разработана методика использования результатов циклической эксплуатации ПХГ, для осуществления непрерывного мониторинга и диагностики работы ПХГ;

- предложены методы анализа параметров циклической эксплуатации ПХГ, позволяющие дать научно-обоснованное заключение о потерях буфер-

ного газа или их отсутствии; произведена оценка объема буферного газа в конкретном ПХГ;

- разработана математическая модель процесса переноса газа в растворенном виде, в рамках которой предложены формулы для определения количества газа, унесенного в растворенном виде; произведены расчеты потерь газа в результате его растворения в воде для конкретных ПХГ;

- обоснован тезис о том, что одной из причин разрушения продуктивных коллекторов ПХГ могут являться потери и уходы буферного газа; проиллюстрированы выводы на примере эксплуатации конкретного ПХГ;

- сформулированы обобщающие выводы и даны рекомендации прикладного плана, направленные на совершенствование эксплуатации ПХГ.

Научная новизна. Разработаны новые аспекты теории и техники оперативного мониторинга параметров состояния подземной части ПХГ, базирующейся на использовании гистерезисных (р/г-У) - диаграмм.

Впервые представлены теоретические основы процесса естественной убыли газа за счет его частичного растворения в пластовой воде при циклической эксплуатации хранилища.

Обосновано влияние соотношения активного и буферного газа на интенсивность знакопеременных нагрузок на скелет вмещающих пород, ведущих к разрушению последнего.

Практическая ценность полученных результатов состоит в возможности непосредственного использования этих результатов в практике эксплуатации подземных хранилища газа как для оперативного мониторинга их работы (в частности, для инвентаризации объема газа в ПХГ, обнаружения и предупреждения возможных потерь газа из-за перетоков газа в другие горизонты и утечек), так и для обоснования принимаемых технологических решений.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях:

- 55-й Юбилейной Межвузовской студенческой научной конференции «Нефть и газ -2001» (г. Москва, 17-20 апреля 2001г.);

- 1-й Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Нефтегазовые и химические технологии» (г. Самара, 23 -24 октября 2001г.);

- 5-й Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России «Новые технологии в газовой промышленности» (г. Москва, 23 - 26 сентября 2003 г.);

- «Молодежная наука - нефтегазовому комплексу» (г. Москва, 31 марта 2004г.);

- Международной конференции «Фундаментальные проблемы разработки нефтегазовых месторождений, добычи и транспортировки углеводородного сырья» (Российская Академия наук, Институт проблем нефти и газа, г. Москва, 24 - 26 ноября 2004 г.)

- 6-й научно-технической конференции-выставке «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (г. Москва, 26-27 января 2005г.).

По материалам исследования написано и внедрено в учебный процесс одно учебное пособие «Подземное хранение газа», 172 е., 2004.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и рекомендаций, приложения, списка литературы из 102 наименований и изложена на 162 страницах, в том числе содержит 30 рисунков, 13 таблиц и 2 страницы приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность исследований, изложенных в диссертации. Кратко охарактеризовано основное содержание работы.

В первой главе диссертации рассмотрена технология подземного хранения газа в водоносных пластах и истощенных газовых залежах.

Уделено внимание истории развития и современному состоянию подземного хранения газа в России и мире. Дана общая характеристика основных технологических процессов эксплуатации ПХГ. Условно эти процессы подразделяются на две категории:

• процессы, доступные визуальному наблюдению и контролю;

• процессы, недоступные визуальному наблюдению и непосредственному контролю.

Первая категория процессов происходит, как правило, на поверхности Земли, т.е. в машинах и аппаратах станций подземного хранения газа (СПХГ), вторая категория процессов происходит глубоко под землей, в тех пластах, в которых создано и эксплуатируется ПХГ. Параметры первой категории процессов можно измерять непосредственно с помощью контрольно-измерительных устройств, установленных во всех узлах газовых трактов системы обвязки СПХГ. Параметры второй категории процессов непосредственному измерению, как правило, не подлежат, хотя контроль за ними имеет не менее важное значение для достижения положительных результатов эксплуатации подземного хранилища газа в целом. Для измерения и анализа последних приходится изыскивать косвенные методы, поэтому с достаточным основанием их можно отнести к разряду диагностических методов.

К процессам недоступным визуальному наблюдению и непосредственному контролю относятся: процессы циклического замещения воды газом (при закачках) и газа водой (при отборах); возможные утечки газа из газовой

полости ПХГ; процесс растворения природного газа в пластовой воде и его унос за пределы хранилища при циклической эксплуатации.

Предметом исследований, изложенных в настоящей диссертационной работе, является анализ тех технологических процессов эксплуатации ПХГ, которые недоступны визуальному наблюдению и непосредственным измерениям.

На основе анализа «Метода материального баланса газа», используемого в настоящее время для контроля запасов газа в ПХГ, сделан вывод, что данный метод не дает достаточно точных результатов в случаях значительной подвижности воды, поскольку невозможно точно определить объем мигрирующей воды (т.е. пластовой воды, вытесняемой из газовой полости ПХГ при закачках газа, и вторгающейся в нее при отборах).

При обзоре работ различных исследователей, в частности тех, кто решал проблему герметичности газохранилищ, отмечено, что задача обнаружения и оценки величины утечки и уходов газа из объекта хранения окончательно не решена.

Исходя из анализа рассматриваемой проблемы, сформулированы цели и задачи исследований, изложенных в диссертации.

Во второй главе излагается теория мониторинга параметров подземных хранилищ газа, основанная на использовании так называемых (р/г-У)-гистерезисных диаграмм. Здесь р - средневзвешенное по площади давление в газовой полости ПХГ; Ъ- коэффициент сверхсжимаемости газа; V- объем газа в ПХГ, приведенный к стандартным условиям. Техника использования гистерезисных диаграмм для оценки параметров циклической эксплуатации подземных хранилищ газа широко распространена за рубежом, прежде всего, в США и Канаде. В нашей стране существенный прогресс в этой области достигнут в работах М.В.Лурье, А.С.Дидковской и В.М Максимова. В частности, ими предложена методика прогнозирования режимов работы

ПХГ, а также методика инвентаризации запасов газа в ПХГ, основанные на оригинальной технике обработки гистерезисных диаграмм.

Гистерезисные (p/Z-V) - диаграммы представляют собой зависимость объема V газа, находящегося в ПХГ к текущему моменту времени, от приведенного давления p/Z газа в газовой полости ПХГ. На гистерезисных (p/Z-V) - диаграммах можно проследить все стадии циклического процесса эксплуатации ПХГ. Криволинейные участки диаграммы соответствуют периодам закачки и отбора газа, прямолинейные периодам простоя, (рис.1)

Объем активного (коммерческого) газа равен V^ - Vmin, а объем буферного газа V. . = V ,„.

буф mut

V (нм3) с„_в

' j M(p/Z,v)

/ J / f /

/ , D

vV' ' , \ ^« / ' *• » 1 и* . ' I 1 ! 1 4 p/Z (МПа)

0 (p/Z)B(p/Z)A(p/Z)c(p/Z).

Рис. 1 Гистерезисная (p/Z-V) - диаграмма работы ПХГ

С помощью гистерезисных (p/Z-V)- диаграмм можно выявить такие важные параметры ПХГ, не столь очевидные на первый взгляд, как контурное давление рк - то относительно постоянное давление, которое существует в водонапорной системе, окружающей газонасыщенную полость ПХГ на достаточном удалении от нее; газонасыщенный поровый объем V - объем пустот пласта, занятых газом, а также объем у, мигрирующей воды, т.е. воды вытесняемой из газонасыщенной полости в окружающую водонапор-

ную систему при закачках, и объем воды, вторгающейся в газонасыщенную полость ПХГ при отборах газа.

При циклической эксплуатации ПХГ возможны необратимые потери газа. Причинами таких потерь могут являться:

• заполнение газом различных карманов и полуизолированных пустот в » сложном неоднородном пласте;

• различного рода утечки газа через дефекты в кровле пласта или через ^ зазоры, обусловленные эксплуатационным оборудованием;

• уходы газа за пределы купольного поднятия за счет чрезмерного расширения контура газоносности;

• унос растворенного газа пластовой водой, многократно увеличенный вследствие циклического характера эксплуатации ПХГ.

С помощью гистерезисных (p/Z-V)- диаграмм можно сделать заключение, существуют ли в конкретном газохранилище потери той части буферного газа, которая обеспечивает своевременную подачу необходимого количества активного газа к скважинам в период отбора, или же такие потери отсутствуют. Наличие уходов газа из газовой полости ПХГ влияет на поведение гистерезисных диаграмм.

Если в газохранилище имеются утечки или уходы газа из газовой полости, то гистерезисные кривые изменяют свою форму. В диссертации найдены закономерности этих изменений.

Сначала рассмотрено, как изменяются (p/Z-V)-диаграммы при закачках и отборах газа в резервуары с жесткими стенками, т.е. в резервуары с постоянным объемом Vn. Если утечки газа из таких резервуаров отсутствуют, то гистерезисные диаграммы на плоскости (p/Z - V) представляются отрезками прямых линий. Если же утечки газа имеют место, то соответствующие * диаграммы представляется уже не отрезком прямой, а состоят из цепочки отрезков с постоянно изменяющимися наклонами: при закачках газа отрезки идут более полого, чем при отсутствии утечки, а при отборах - более круто.

(рис.2) Из рис.2 видно, что давления газа в резервуаре в конце отборов монотонно уменьшаются. Это явление обусловлено тем, что в результате уменьшения массы газа в резервуаре, уменьшаются и давления в конце отборов.

V MMLKftf м

600 5Ю 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50

0 0 1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Tfi p/Z МП*

Рис 2 Гистерезисные диаграммы ПХГ с постоянным значением газонасыщенного порового объема при наличии утечки газа

Такое поведение гистерезисных диаграмм характерно для подземных хранилищ газа, эксплуатируемых в газовом режиме, т.е. в режиме, при котором миграция воды из хранилища при закачках газа и в хранилище при его отборах, практически отсутствует.

600 560 500 450 400 350 300 до 200 190 100 Я

0 0 I 2 3 4 5 S 7 8 Э 10 11 12 13 14 15 16 17 рО.Ш1т

Рис. 3. Гистерезисные диаграммы ПХГ в водоносном пласте при наличии утечки, рассчитанные по поршневой модели вытеснения.

Для подземных газохранилищ, созданных в водоносных пластах, газонасыщенный поровый объем Уп не остается постоянным - при закачках

•V

ф

v-

газа он увеличивается, при отборах - уменьшается. Гистерезисные диаграммы таких хранилищ характеризуются петлями, что связано с циклическими движениями воды, (рис.3)

В диссертации показано, что для ПХГ, созданных в водоносных пластах, при наличии утечек газа из газовой полости, также характерно явление снижения давления в конце отбора и увеличение давления в конце закачки. Давления, необходимые для закачки газа, систематически возрастают, т.к. в пласте увеличивается количество воды, вторгающейся в газовую полость.

Рис 4. Гистерезисные диаграммы ПХГ в водоносном пласте при наличии утечки, рассчитанные по двухфазной модели вытеснения

На рис.4, представлены аналогичные диаграммы, построенные в ходе компьютерных расчетов, выполненных в рамках пространственной модели с учетом двухфазного характера вытеснения и учетом разности плотностей фаз. Видно, что каждая последующая петля гистерезисной диаграммы охватывает предыдущую петлю, так что минимальные давления в конце периодов отбора газа постоянно уменьшаются, а максимальные давления в конце периодов закачки газа постоянно увеличиваются.

Таким образом, свидетельством утечек газа из ПХГ является систематическое снижение давления в конце периодов отбора и повышение давления в конце периодов закачек в том случае, если объемы закачек и отборов газа не изменяются во времени. При отсутствии утечек газа из газовой

полости ПХГ, график закачек и отборов в одном каком-либо цикле повторяет график закачек и отборов газа в другом цикле.

В диссертации обработан и обобщен обширный материал, связанный с циклической эксплуатацией Краснодарского ПХГ. Краснодарское ПХГ создано на базе истощенной газоконденсатной залежи, приуроченной к терри-генным коллекторам зеленой свиты эоцена, Александровского газоконден-сатного месторождения в Краснодарском крае. Были построены гистерезис-ные диаграммы Краснодарского ПХГ за девятилетний период его циклической эксплуатации, (рис.5) Обработка и анализ этих диаграмм позволил обнаружить ранее неизвестную закономерность - монотонное снижение давления в ПХГ в конце периодов отбора при относительно стабильном объеме активного газа и повышении давления в конце периодов закачки. Если приведенное давление в конце периода отбора в цикле 1994-1995 гг. составило 7,7 МПа, а в цикле 1998-1999 гг. 6,65 МПа, то в цикле 2002-2003 гг. оно снизилось до 5,5 МПа. В конце периода закачки в цикле 1994-1995 гг. давление составило 13,07 МПа, а в цикле 2002-2203 гг. 13,76 МПа. Было выдвинуто и обосновано положение, что такое поведение параметров ПХГ с большой вероятностью говорит о наличии систематических утечек газа из газовой полости хранилища (возможно, перетоков газа в другие горизонты).

^пхг> у.е 3000 -

2500 -

200О

1500 -

5 6 7 8 9 10 11 12 13 р/21)4мПа

Рис.5 Гистерезисные диаграммы циклической эксплуатации Краснодарского ПХГ за 9 лет эксплуатации (1994-2003гт.).

Объем активного газа в Краснодарском ПХГ составляет примерно 1000 у.е., а объем буферного газа - 1700 у.е. В работе была произведена оценка буферного газа в данном ПХГ. Согласно оценкам, в Краснодарском ПХГ не хватает почти 850 у.е. газа. То есть работающая часть буферного газа примерно 900 у.е., что почти в 1,5 -1,7 раза меньше «книжного» остатка.

В Краснодарском ПХГ имеется малоамплитудное Восточно-Александровское поднятие, в котором, вероятно скапливается какая-то часть газа, а также возможно газ вообще уходит за пределы купольного поднятия, перетекает в другие горизонты, а также уносится в растворенном воде виде.

Таким образом, с помощью гистерезисных (р/г-У)- диаграмм можно осуществлять непрерывный мониторинг и диагностику работы ПХГ, определять объем газа, находящегося в ПХГ, который невозможно измерить инструментальными средствами, также можно оценить количество буферного газа, и своевременно выявить величину потерянной части буферного газа

Третья глава диссертации посвящена исследованию потерь газа в подземных хранилищах за счет растворения в воде.

Эксплуатация подземных хранилищ газа, создаваемых в водоносных пластах и в истощенных газовых залежах, неизбежно связана с потерями некоторой части газа за счет его растворения в пластовой воде и последующего уноса вместе с ней за пределы хранилища. Процесс уноса газа в растворенном виде состоит в следующем: при закачках газа давление в газовой полости повышается, газонасыщенный поровый объём увеличивается, и пластовая вода примерно в том же объёме вытесняется из газовой полости в окружающую водонапорную систему. Вытесняемая вода, имеет определенную насыщенность газом. Попадая в область, расположенную вне пределов газовой полости, эта вода смешивается с окружающей водой, не содержащей газ или содержащей его в меньшем количестве. В результате средняя насыщенность пластовой воды газом уменьшается; при отборах газа водонапорная система сжимает газовую полость, и вода возвращается на прежнее место, но уже с

меньшим (чем при закачке) содержанием растворенного газа. Следовательно, объём газа, переносимого в растворённом виде в обратном направлении, меньше объёма газа, переносимого в прямом направлении. В результате такого циклического процесса должен происходить постоянный унос газа из газовой полости ПХГ и постепенное проникновение его во всё более удалённые области водонапорной системы. Иными словами, циклические движения воды из хранилища при закачках и в хранилище при отборах должны подобно насосу выбрасывать газ в растворенном виде из газовой полости ПХГ.

В главе приводятся сведения о растворимости компонентов природного газа в воде. Анализ растворимостей отдельных компонентов природного газа в воде и всего газа в целом показывает, что в 1 м3 воды может содержаться от 1,0 до 2,0 м3 природного газа. Особенно хорошо растворим в воде основной компонент природного газа - метан, а также азот и диоксид углерода. Хорошо растворяется также этан, в то время как растворимость пропана значительно меньше. В работе предлагается метод определения газосодержания пластовой воды, апробированный на результатах экспериментальных исследований пластовых вод Краснодарского ПХГ. В таблице 1 представлены результаты гидрогеологических исследований, выполненных на Краснодарском ПХГ в режимах «до закачки газа» и «после закачки газа».

Таблица 1

Газонасыщенность пластовой воды Краснодарского ПХГ

(1„ = 90" С, минерализация « 20г/дм3)

Газонасыщенность, м3/м3

СКВ. СКВ. СКВ. СКВ. СКВ. СКВ.

№10 №151 №152 №153 №155 №161

До закачки 0,71 0,88 0,81 0,80 0,71 0,86

После закачки 1,07 0,91 1,08 0,98 0,95 0,98

Из таблицы видно, что насыщенность пластовой воды газом при закачках превышает насыщенность той же воды газом при отборах. Это говорит о том, что в одном направлении пластовая вода переносится с большим содер-

жанием газа, а в обратном направлении с меньшим, что свидетельствует о естественной убыли газа за счет его растворения в воде.

С помощью соответствующих методик рассчитана растворимость природного газа в пластовой воде Краснодарского ПХГ. Согласно теоретическому расчету, общая растворимость природного газа в пластовой воде Краснодарского ПХГ составляет 1,4 ст.м3 газа на 1 м3 воды, что находится в весьма неплохом соответствии с данными опытных гидрогеологических исследований.

В диссертации разработана математическая модель процесса переноса газа растворенного в воде.

При закачке газа через любое сечение пласта проходит объем воды ДУ„ с содержанием газа 9,, поэтому объем газа, переносимого в растворенном виде, равен 9, ■ ДУ„. В области, куда попадает эта вода, она смешивается с водой, содержащий газ в концентрации 32 (Э2 < Э,). Если принять, что смешение объемов пластовой воды, содержащей газ в концентрации 9,, с водой, содержащей газ в концентрации 92, происходит в отношении а:(1-а), где параметр а (0<а<1) определяется из сопоставления результатов расчета с опытными данными, то после смешения вод концентрация газа в воде стала равной а • 9, + (1 - а)- 92.

При отборе газа через рассматриваемое сечение пласта также проходит объем воды, равный ДУП, однако ее содержание газа равно а • Э, + (1 - а) • Э2 =а-(91 -32)+Э2 т.е. меньше, чем при закачке. Следовательно, объем [а• (э, -Э2)+Э2]-ДУл газа, переносимого в растворенном виде в обратном направлении, меньше объема газа, переносимого в прямом направлении. За полный цикл (1 год) их разность составляет величину:

Ар = 91-ДУ11-[а-(91-92)+92]-ДУп=у.(91-92).ДУп (1) где: у = 1 - а.

При переходе к модели с распределенными параметрами концентрации 9, и 92 газа в пластовой воде представляются в следующем виде:

а их разность - в виде:

I 2 О

С учетом (1) имеем следующий закон:

ДСН-У-ДУ,

, (ЯГ "

(2)

характерный для уравнения типа «теплопроводности».

Годовой перенос Я (м3/год) газа, растворенного в воде, через произвольное сечение V водоносной области с учетом равенства имеет вид:

ас?, т(ау„)2 аа

Ч— „ — _ - > к^у в 0 ОТ

где: 0- время полного цикла (0 = 1 год), а уравнение объемного баланса газа в пластовых водах:

»3-0. (4)

д1 ду У '

дает дифференциальное уравнение переноса газа в растворенном виде:

£ = (5)

а ЭУ2 ' ()

у ■ (ДУ V

где выражение: Б = ——— можно считать коэффициентом дисперсии. 0

Количество газа W(t), уносимого из ПХГ в растворенном в воде виде, можно представить интегралом:

Т.е. количество газа, уносимого из ПХГ в растворенном виде, пропорционально корню квадратному из числа эксплуатационных циклов и объему АУП мигрирующей воды.

Из сравнения выражения (6) с результатами измерений на Краснодарском ПХГ получено значение у: у = 0,5. Тогда формула (6) принимает вид:

Также подсчитано количество унесенного газа в 3-х российских газохранилищах. Таким образом, ежегодные потери газа в ПХГ за счет растворения в воде составляют доли % от объема буферного газа, однако за большое число циклов они могут составить существенную величину.

В четвертой главе выдвигается и обосновывается тезис о том, что неконтролируемые потери буферного газа в процессе циклических закачек и отборов могут являться одной из основных причин разрушения продуктивных коллекторов, приводящих к увеличению выноса песка из пласта в период отбора газа. Песок, выносимый из продуктивного коллектора, повреждает оборудование станции подземного хранения газа, что в свою очередь ведет к значительному росту эксплуатационных затрат. Произведен анализ работ, посвящённых причинам разрушения пористого коллектора.

который после вычислений дает выражение:

•8.AV„-VNsl,13Vr-MV.-VN. (6)

W(N) =0,8-9. AVn • VN . (7)

В работе обосновано, что потери и уходы буферного газа приводят к возрастанию доли активного газа в общем объеме находящегося в ПХГ газа, и как следствие, к увеличению амплитуды колебаний пластового давления вокруг равновесного (невозмущенного) значения. Отношение объемов активного и буферного газа в ПХГ влияет на устойчивость пористого коллектора продуктивного пласта в процессе его циклических нагрузок и разгрузок при отборах и закачках газа, соответственно. На рис.4 представлены расчетные гистерезисные диаграммы циклической эксплуатации ПХГ с одинаковыми объемами активного газа, но различными объемами буферного газа.

Рис.4. Расчетные гистерезисные диаграммы циклической эксплуатации ПХГ

Из рисунка видно, что чем меньше отношение объема активного газа к объему буферного газа, тем меньше амплитуда колебаний пластового давления вокруг невозмущенного значения.

Наиболее опасными для устойчивости порового коллектора ПХГ являются большие депрессии, возникающие в пласте в периоды отбора газа.

21

ст„ , ш Ар

-й=1+---^ (8)

Рг 1-т Рг

где: <7П - напряжение в породах, рг - горное давление (его можно принять равным невозмущенному давлению в окружающей ПХГ водонапорной системе); р - текущее давление в газовой полости ПХГ; ш - пористость; Ар = рг - р - депрессия в пласте (отклонения текущего давления в ПХГ при отборе (р < рг; Ар > 0) газа от равновесного горного давления).

Чем больше депрессия в пласте, тем больше нагрузка, приходящаяся на породы пласта, т.е. тем больше напряжения, возникающие в горных породах. Очевидно, в процессе знакопеременных нагрузок, сопровождающих отборы и закачки газа, породы, слагающие коллектор ПХГ, могут разрушаться. Видимым образом это проявляется в возникновении и увеличении выноса песка из пласта.

Поскольку утечки и уходы буферного газа из газовой полости ПХГ приводят к постепенному сокращению объема буферного газа, то в процессе эксплуатации хранилища отношение объема активного газа к буферному постоянно увеличивается, это рано или поздно приводит к разрушению пород пласта.

В главе проанализированы диаграммы Краснодарского ПХГ. В связи с существующими утечками, отношение объема активного газа к объему буферного газа в этом ПХГ постепенно увеличивается. Если в цикл 1994-1995 гг- Ч/Ч = °>78, в цикл 1997- 1998 гг. - Уа/У6 =1,06, то в цикле 2002-2003 гг. Ч/Ч =1,2. При этом желание эксплуатационных служб извлечь из рассматриваемого ПХГ необходимый 1,0 млрд. м3 газа в условиях существующих потерь приводит к тому, что для этой цели ежегодно приходится увеличивать депрессию Ар: если в 1994-1995 гг. она составила 1,84МПа

(Д(р/Z) = 2,3 МПа), в 1997- 1998 гг. 2,2МПа ( А(р/г) = 2,76МПа), то в 20022003 гг. 2,44МПа (Д(р/Z)« 3,05МПа).

Увеличение амплитуды знакопеременных нагрузок вызывает большие напряжения в горных породах, что способствует разрушению пород слагающих пласт ПХГ. Информация о работе данного ПХГ свидетельствует об интенсивном выносе песка в период отбора газа, т.е. о разрушении продуктивного коллектора.

ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Доказано, что представление текущих данных о циклической работе подземных хранилищ газа (создаваемых как в водоносных пластах, так и истощенных газовых залежах) в виде (p/Z-V)- диаграмм, является наиболее информативным способом для оперативного мониторинга и анализа параметров эксплуатации ПХГ.

2. Показано, как с помощью развитой и обобщенной техники анализа гис-терезисных диаграмм можно определять важнейшие параметры циклической эксплуатации ПХГ, такие как - контурное давление, газонасыщенный поровый объем, объем мигрирующей воды, истинный объем газа в ПХГ, амплитуду колебаний нагрузок на пласт при отборах и закачках.

3. Утверждается, что гистерезисные (p/Z-V)-диаграммы циклической эксплуатации ПХГ позволяют выполнять анализ текущих запасов газа в ПХГ, и сделать заключение о наличии или отсутствии потерь или уходов газа другие горизонты. Выполненный в диссертации анализ многолетней эксплуатации Краснодарского ПХГ позволяет предположить существование подобных уходов газа в количестве 2-3 % от объема активного газа. Выдвинуты гипотезы о возможных причинах этих потерь.

4. Доказано существование естественной убыли газа в ПХГ за счет частичного растворения в пластовой воде и последующего его уноса из газовой полости при циклическом движении газа и воды в направлении из хранилища при закачках, и в хранилище при отборах. Эта убыль колеблется в пределах от 0,10 - 0,20 % от объема активного газа. Объем естественной убыли газа в ПХГ пропорционален VÑ, где N- число эксплуатационных циклов, а коэффициент пропорциональности зависит от объема мигрирующей воды. Для определения количества газа уносимого в растворенном воде виде из газовой полости ПХГ рекомендовано использовать методику, разработанную в диссертации.

5 Обосновано утверждение, согласно которому одной из возможных причин разрушения скелета продуктивного коллектора ПХГ являются неконтролируемые потери или уходы буферного газа в процессе циклических закачек и отборов. Уменьшение объема буферного газа в ПХГ ведет к увеличению амплитуды колебаний пластового давления при отборах и закачках газа, в частности, увеличению депрессии. Для уменьшения депрессии и предотвращения выноса песка из скважин, рекомендуется сокращать объем активного или увеличивать объем буферного газа, т.е. уменьшать отношение объемов активного и буферного газа.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Яковлева Н.В. Осложнения, возникающие при циклической эксплуатации подземных газохранилищ вследствие утечек газа. Тезисы докладов Пятой всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России «Новые технологии в газовой промышленности». - М., 2003.- с.28

2. Яковлева Н.В., Лурье М.В., Дидковская A.C. Естественная убыль природного газа в подземных газохранилищах, создаваемых в водоносных пластах // Транспорт и подземное хранение газа: Науч.- тех.сб. - М.: ИРЦ Газпром, 2003. - №6. - с.21-31.

3. Яковлева Н.В., Лурье М.В., Дидковская A.C. Увеличение доли буферного газа в ПХГ как эффективное средство предотвращения разрушения порового коллектора // Управление качеством в нефтегазовом комплексе. - 2004. - №3/4. - с.65-67.

4. Яковлева Н.В., Лурье М.В., Вегера А.И., Дидковская A.C., Ковалевский В.Т. Анализ эксплуатации подземных газохранилищ на основе гистерезисных диаграмм // Известия ВУЗов «Нефть и газ», 2004. - №4. -с.63-72

5. Яковлева Н.В. Лурье М.В., Дидковская A.C., Варчев Д.В. Подземное хранение газа. Учебное пособие. - М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2004. - 172с.

6. Яковлева Н.В. Потери газа в ПХГ за счет растворения в воде // Нефть, газ и бизнес. Научно-техническое приложение. - 2004. - №1. - с.71-72.

7. Яковлева Н.В. Количественная оценка естественной убыли газа в подземном хранилище за счет растворения в воде // Транспорт и подземное хранение газа: Науч -тех.сб. - М.: ИРЦ Газпром, 2004. - №3. - с.64-70

8. Яковлева Н.В. Природная убыль газа в ПХГ за счет растворения в воде / Фундаментальные проблемы разработки нефтегазовых месторождений, добычи и транспортировки углеводородного сырья / Материалы Международной конференции 24-26 ноября 2004 г. Москва. - М.: ГЕОС, 2004. - 340с.

I

[

Типография ордена "Знак Почета" издательства МГУ 119234, Москва, Ленинские горы Заказ № 635 Тираж 100 экз

№23 4 62

РНБ Русский фонд

2006-4 27945

i

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Яковлева, Наталья Вячеславовна

Введение.

ГЛАВА 1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПХГ

1.1. Технология подземного хранения газа в водоносных пластах и истощенных газовых залежах.

1.2. Общая характеристика основных технологических процессов эксплуатации ПХГ.

1.3. Метод материального баланса.

1.4. Обзор и анализ научно-технической литературы в области ПХГ.

1.5. Цели и задачи исследований, изложенных в диссертации.

ГЛАВА 2. МОНИТОРИНГ ПАРАМЕТРОВ ЦИКЛИЧЕСКОЙ

ЭКСПЛУАТАЦИИ ПХГ.

2.1. Гистерезисные диаграммы циклической эксплуатации подземного газохранилища.

2.2. Построение гистерезисных диаграмм Краснодарского ПХГ.7.

2.3. Мониторинг параметров эксплуатации ПХГ на основе гистерезисных диаграмм.

2.4. Оценка работающей составляющей буферного газа.

2.5. Оценка буферного газа на примере Краснодарского ПХГ.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕРЬ ГАЗА В ПОДЗЕМНЫХ

ХРАНИЛИЩАХ ЗА СЧЕТ РАСТВОРЕНИЯ В ВОДЕ.

3.1. Общие сведения о растворимости газов в воде.

3.2. Опытные методы определения содержания газа в пластовой воде.

3.3. Результаты гидрогеологических исследований в Краснодарском ПХГ.

3.4. Расчет растворимости природного газа в пластовой воде Краснодарского ПХГ.

3.5. Математическая модель процесса переноса газа в растворённом в воде виде.

3.6. Примеры расчёта естественной убыли газа для конкретных подземных % -V газохранилищ

3.6.1. Р0счет естественной убыли газа в Краснодарском ПХГ.

3.6.2. Расчет естественной убыли газа в Щелковском ПХГ.

3.6.3. Расчет естественной убыли газа в Касимовском ПХГ.

ГЛАВА 4. РАЗРУШЕНИЕ ПРОДУКТИВНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ ГАЗА В РЕЗУЛЬТАТЕ УМЕНЬШЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА БУФЕРНОГО ГАЗА

4.1. Характеристики горных пород слагающих пласт ПХГ.

4.2. Анализ работ, посвященных причинам разрушения пористого коллектора.

4.3. Разрушение продуктивных коллекторов ПХГ в результате неконтролируемых потерь буферного газа.

4.4. Анализ диаграмм Краснодарского ПХГ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Совершенствование методов мониторинга параметров подземных хранилищ газа с целью предотвращения осложнений при эксплуатации"

Диссертация посвящена развитию теории и методов эксплуатации подземных хранилищ газа (ПХГ), созданных (или создаваемых) в водоносных пластах и истощенных газовых залежах. Основная цель выполненных исслеГ довайий состоит в разработке методов своевременного предупреждения и устранения некоторых специфических осложнений, возникающих при эксплуатации хранилищ данного типа. Специфическими осложнениями являются всевозможные потери и уходы газа, имеющие место в подземной части ПХГ. Причины потерь и уходов газа - это перетоки газа в другие горизонты; утечки газа через различные нарушения герметичности кровли и подошвы пласта; уходы газа за пределы купольного поднятия за счет чрезмерного расширения контура газоносности; заполнение газом различных карманов и полуизолированных пустот в сложном неоднородном пласте, а также унос растворенного газа пластовой водой, многократно увеличенный вследствие циклического характера эксплуатации ПХГ и т.п.

Для достижения сформулированной цели развивается теория непрерывного мониторинга внутренних параметров ПХГ на основе гистерезисных (р/г-У) - диаграмм. Излагается теория таких диаграмм, техника их построения и анализа. Развиваются методы диагностики объемов активного и буферного газа, контурного давления, объема мигрирующей воды (т.е. воды, вытесняемой из полости ПХГ при закачках и внедряющейся в эту полость при отборах), а также предлагается и обосновывается теория расчета естественной убыли газа в ПХГ за счет растворения в воде. Результаты теоретического анализа иллюстрируются на примере из практики эксплуатации Краснодарского ПХГ, расположенного на Северном Кавказе.

Актуальность выбранного направления определяется значительностью роли, которую играет подземное хранение газа в работе газотранспортных систем в целом. В сущности, подземные хранилища газа - это резервуарные парки магистральных газопроводов,, т.е. объекты, без которых газотранспортная система не в состоянии нормально функционировать.

Необходимость в хранилищах газа большой вместимости диктуется, главным образом, неравномерностью потребления газа на промышленные и коммунальные нужды. Поверхностные резервуары не в состоянии разместить и безойасно содержать под давлением значительные объемы газа, в то время как подземные хранилища газа способны хранить огромные количества газа под давлением 9-12 МПа и выше без угрозы для людей, промышленных и гражданских объектов.

Существуют различные типы подземных газохранилищ, как, например, газохранилища, создаваемые в истощённых газовых и нефтяных залежах, газохранилища в соляных кавернах естественного происхождения или создаваемых искусственно, путём размыва полостей и выщелачивания вещества, и газохранилища в водоносных пластах, т.е. пластах первоначально заполненных водой.

Наиболее экономичными ПХГ являются подземные газохранилища, созданные в истощённых или находящихся на стадии истощения нефтяных и газовых залежах. Это обусловлено хорошей геофизической изученностью, имеющимся обустройством, сокращением сроков ввода ПХГ в эксплуатацию.

Вместе с тем определённая часть хранилищ для регулирования неравномерности газопотребления создаётся в водоносных пластах. Это объясняется тем, что в крупных газопотребляющих районах, где наиболее целесообразно создавать ПХГ большого объёма, не имеется выработанных нефтяных и газовых месторождений. Подземные хранилища газа могут быть созданы практически в любых районах, тяготеющих к трассам магистральных газопроводов или вблизи городов и промышленных центров, являющихся крупными потребителями газа. Подземное хранение газа является общепринятой технологией, используемой сегодня во всем мире.

Развитие теории проектирования и эксплуатации подземных хранилищ газа в нашей стране имеет более чем полувековую историю. Достижения в этой области связаны с именами известных ученых, таких как И.А. Чарный, А.И. Ширковский, A.JI. Хейн, С.Н. Бузинов, Е.В. Левыкин, М.В. Филинов, Д.И. Астрахан, A.M. Власов, Г.Г. Гершанович, Р.Ф. Гимер, А.Е. Евгеньев, Г.И. Задора, С.Н. Закиров, М.Ф. Каримов, М.В. Лурье, В.М. Максимов, A.A. Михайловский, Г.И. Солдаткин, и др., а также зарубежных исследователей А. Ван Эвердингена, Е. Вудса, Д.Каца, Г. Кречтмара, К. Кутса, М.Р.Тека, В. Херска и др.

Благодаря основополагающим решениям выдающихся организаторов газовой промышленности А.К. Кортунова, С.А. Оруджева, В.А. Динкова, Н.К. Байбакова, В.А. Каламкарова, М.В. Сидоренко, К.К. Смирнова и др., в нашей стране создана и функционирует сеть подземных хранилищ газа, включающих в настоящее время 23 единицы (общим объемом ~ 150 млрд. м3 хранимого газа).(табл.1.1) Большая заслуга в проектировании подземных хранилищ газа принадлежит научно-исследовательским и проектным институтам ВНИИГАЗ и ВНИПИТРАНСГАЗ, а также ООО «ПОДЗЕМГАЗ-ГТРОМ».

Несмотря на успешное функционирование сети подземных хранилищ газа, существуют серьезные технические проблемы их эксплуатации, требующие развития новых подходов и методов оценки явлений, происходящих в подземной части ПХГ. В диссертации развиваются методы непрерывного мониторинга тех параметров ПХГ, которые недоступны непосредственному измерению, а также анализа этих параметров с целью диагностики и предотвращения возможных осложнений при эксплуатации ПХГ.

Одной из наиболее существенных причин, осложняющих работу ПХГ в водоносных пластах или истощенных газовых залежах, является ослабление функций той части газа, находящегося в хранилище, которая называется буферным газом. Как известно, главное назначение этой составляющей газа состоит в обеспечении своевременной подачи коммерческого или, как его еще называют, активного газа, к эксплуатационным скважинам в осенне-зимние периоды отбора газа из ПХГ. Существуют, однако, факторы, из-за которых буферный газ с первых же циклов (или со временем) либо не обеспечивает отбор газа, либо обеспечивает его, но не в полном объеме. Этими факторами Г являются, прежде всего, различные потери газа и уходы газа за замки ловушек.

Кроме того, потери и уходы буферного газа могут приводить к разрушению скелета продуктивного коллектора ПХГ, образованию и повышенному выносу песка, а также увеличению водного фактора (т.е. увеличению содержания воды в извлекаемом из ПХГ газе). Вот почему проблемы прогнозирования, своевременной диагностики и предотвращения потерь и уходов газа в ПХГ, являющиеся центральными в данном исследовании, актуальны.

Основные результаты диссертации предлагают оперативные методы диагностики осложнений, поименованных выше, вскрывают механизм их действия и влияние на интегральные показатели работы ПХГ, а также формулируют мероприятия для снижения или устранения их отрицательной роли.

Научная новизна выполненного исследования состоит в разработке новых аспектов теории и техники оперативного мониторинга параметров состояния подземной части ПХГ, базирующейся на использовании гистерезис-ных (p/Z-V) - диаграмм, а также апробации этой техники на анализе работы конкретных ПХГ.

Новой является развиваемая в диссертации теория естественной убыли газа за счет его частичного растворения в пластовой воде при циклической эксплуатации хранилища.

Научной новизной обладают выводы о влиянии соотношения активного и буферного газа на интенсивность знакопеременных нагрузок на скелет вмещающих пород, ведущих к разрушению последнего.

Диссертация состоит из четырех глав и приложений.

Первая глава посвящена технологии подземного хранения газа в водоносных пластах и истощенных месторождениях. Дана общая характеристика основных технологических процессов эксплуатации ПХГ. Рассмотрен метод материального баланса газа, используемый для контроля запасов газа в подземных газохранилищах. Дан обзор и анализ научно-технических работ в области ПХГ. Формулируются цели и задачи исследований, изложенных в диссертации.

Вторая глава содержит теорию и технику построения гистерезисных диаграмм, с помощью которых отображают процесс циклической эксплуатации ПХГ. Развита техника мониторинга параметров подземного газохранилища с использованием гистерезисных диаграмм. Предложена оценка объема буферного газа с помощью гистерезисных диаграмм. На примере Краснодарского ПХГ произведена оценка буферного газа.

Третья глава содержит теорию естественной убыли газа за счет растворения в воде. Систематизированы общие сведения о растворимости газов в воде. Предложен метод определения газосодержания пластовой воды, апробированный на результатах экспериментальных исследований пластовых вод Краснодарского ПХГ. С помощью соответствующих методик рассчитана растворимость природного газа в пластовых водах Краснодарского ПХГ. Разработана математическая модель процесса переноса газа в растворённом виде. Приведены примеры расчета естественной убыли газа в некоторых российских газохранилищах. Дается общая методика и правила расчета естественной убыли газа в ПХГ за счет его частичного растворения в воде.

В четвертой главе рассмотрено влияние параметров эксплуатации ПХГ на несущую способность скелета пористых пород слагающих пласт ПХГ. Дается анализ работ, посвященных причинам разрушения пористого коллектора. Выдвигается и обосновывается тезис о том, что одной из причин разрушения продуктивных коллекторов является уменьшение количества буферного газа в ПХГ. Приводятся гистерезисные диаграммы циклической эксплуатации ПХГ с одинаковыми объемами активного газа, но различными объемами буферного газа. Анализируются диаграммы Краснодарского ПХГ, в которых как полагает автор, имеются определенные потери или уходы буферного газа.

По результатам исследований опубликовано 8 научных работ. В соавторстве написано одно учебное пособие для вузов «Подземное хранение газа».

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях:

- 55-й Юбилейной Межвузовской студенческой научной конференции «Нефть и газ -2001» (г. Москва, 17-20 апреля 2001г.);

- 1-й Всероссийской научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Нефтегазовые и химические технологии» (г. Самара, 23-24 октября 2001г.);

- 5-й Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России «Новые технологии в газовой промышленности» (г. Москва, 23 - 26 сентября 2003 г.);

- «Молодежная наука - нефтегазовому комплексу» (г. Москва, 31 марта 2004г.);

- Международной конференции «Фундаментальные проблемы разработки нефтегазовых месторождений, добычи и транспортировки углеводородного сырья» (Российская Академия наук, Институт проблем нефти и газа, г. Москва, 24 - 26 ноября 2004 г.)

- 6-й научно-технической конференции-выставке «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (г. Москва, 26-27 января 2005г.).

Автор благодарит профессора М.В. Лурье за руководство работой и ценные указания.

Автор благодарит также доцента A.C. Дидковскую за помощь в работе и полезные обсуждения.

Автор благодарна коллективу кафедры «Проектирование и эксплуата

•V ция газонефтепроводов», прежде всего, его заведующему профессору В.М. Писаревскому, за благожелательную и творческую атмоссферу, в которой проходила ее работа все годы.

11

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Яковлева, Наталья Вячеславовна, Москва

1. Алиев З.С., Андреев А,, Власенко А.П., Коротаев Ю.П. Технологический режим работы газовых скважин. М.: Недра, 1978. 279 с.

2. Алиев Р.А., Березина И.В., Телегин Л.Г. и др. Сооружение и ремонт газонефтенроводов, газохранилищ и нефтебаз. Учебник для вузов. -М.: Недра, 1987.-271с.

3. Байдюк Б.В. Механические свойства горных нород нри высоких давлениях и температурах. М.: Гостоптехиздат, 1963. 102 с.

4. Баклашов И.В. Деформирование и разрушение породных массивов. М.: Недра, 1988.-271с.

5. Баклашов И.В. Механика горных пород. М.: Недра, 1975. 272 с.

6. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. М.: Недра, 1984. 211 с.

7. Басарыгин Ю.М, Макаренко П.П., Черненко A.M., Крапивина Г.С. Особенности проектирования и эксплуатации хранилиш в обводнённых истошённых газовых месторождениях Газовая промышленность, 1995.-№12.-с.14-15

8. Басниев К.С. Добыча и транспорт газа и газового конденсата. М.: Недра, 1985. 246 с.

9. Басниев К.С, Кочина И.Н., Максимов В.М. Нодземная гидромеханика. Учебник для вузов. М.: Недра, 1993. 415 с.

10. Берман Л.Б., Нейман B.C. Исследование газовых месторождений и подземных хранилищ газа методами промысловой геофизики. М.: Недра, 1972.-216 с.

11. Бобровский А., Яковлев Е.И. Газовые сети и хранилища. М.: Недра, 1980.-413 с.

12. Борисов Д. Нодземное хранение газа. М.: Гостоптехиздат, 1962.-

13. Будзуляк Б.В., Тер-Саркисов P.M. Подземное хранение газа: современные задачи науки и техники Наука и техника в газовой нромышленности, 2004. 3-4. с.3-5

14. Бузинов Н., Умрихин И.Д. Исследование нефтяных и газовых скважин и нластов. М.: Недра, 1984. 269с.

15. Бузинов.С.Н., Парфенов В.И. Подземное хранение газа в России: современное состояние, нроблемы и нерспективы развития Сб. науч. тр. «50 ЛЕТ ВНИИГАЗУ 40 ЛЕТ ПХГ». М.: РАО ГАЗПРОМ, 1998. с.5 16

16. Бурлин Ю.К. Природные резервуары нефти и газа. М.: Изд-во МГУ, 1976.- 135с.

17. Водорастворенные газы нефтегазоносных бассейнов Павленко В.В., Бронников В.Н., Обухов В.Ф. Особенности растворимости нриродных газов в высокоминерализованных нластовых водах юга Сибирской нлатформы.-М.: Наука, 1981. 127с.

18. Вопросы нодземного хранения газа в водоносных структурах Труды ВНИИгаза. Под ред. А.Л. Хейна, В.Н. Раабена. М.: Гос. науч.-техн. издво нефт. и горно-топливной лит., 1961. 357 с.

19. Врачев В.В., Шафаренко Е.М., Шустров В.П., Снежкин Б.А. Песконроявления при эксплуатации ПХГ Газовая промышленность, 1999. №11.-с.62

20. Вяхирев Р.И., Коротаев Ю.П., Кабанов Н.И. Теория и опыт добычи газа. М.: Недра, 1998. 479 с.

21. Вяхирев Р.И., Гриценко А.И., Тер-Саркисов P.M. Разработка и эксплуатация газовых месторождений. М.: Недра-Бизнесцентр, 2002. 880 с. 22. Газ из хранилища всегда выручит Газовая промышленность, 2003.

22. Газовая промышленность зарубежных стран Экономико- статистический обзор. М.: ИРЦ Газпром, 2000. с. 183-216

23. Гатауллин О.Н., Полоудин Г.А. Геофизические исследования при создании подземных хранилищ газа Транспорт и подземное хранение газа: Науч.-тех.сб. М.: Р1РЦ Газпром, 1999. -К!.- с. 19-28

24. Гершанович Г.Г. О природе и технологической роли буферного газа в ПХГ Газовая промышленность, 1979. JVol 1. с.38-41.

25. Гиматдинов Ш.К., Ширковский А.И. Физика нефтяного и газового пласта. М.: Недра, 1982. 380с.

26. Дидковская А.С., Лурье М.В., Максимов В.М. Методика непрерывного мониторинга запасов газа в подземных газохранилищах Транспорт и подземное хранение газа: Науч.-тех.сб. М.: ИРЦ Газпром 2002. К26. с. 52-64.

27. Дидковская А.С., Лурье М.В. О вместимости подземных хранилищ газа, сооружаемых в водоносных пластах Транспорт и подземное хранение газа: Науч.-тех.сб. М.: ИРЦ Газпром, 2003. J22. с.50-55

28. Лурье М.В., Дидковская А.С., Яковлева Н.В. Увеличение доли буферного газа в НХГ как эффективное средство предотвращения разрушения порового коллектора Управление качеством в нефтегазовом комплексе. 2004. Х«3/4. с.65-67 29. Егурцов Н.А., Удодов Д.А. К вопросу об организации проведения газогидродинамичесских исследований подземных хранилищ газа Сб. науч. тр. «50 ЛЕТ ВНИИГАЗУ 40 ЛЕТ ПХГ». М.: РАО ГАЗПРОМ, 1998.-С.315-323

30. Желтов Ю.П. Механика нефтегазоносного пласта. М.: Недра, 1975. 216 с.

31. Зиновьев И.В., Варягов А., Никитин Н.К., Гридин В.А., Беленко СВ. Выделение зон Северо-Ставропольского ПХГ Газовая промышленность, 2003. .№2. с.70-73.

32. Ильницкая Е.И., Тедер Р.И., Ватолин Е.С., Кунтыш М.Ф. Свойства горных пород и методы их определения. М.: Недра, 1969. 392с.

33. Ильченко В.П., Акулинчев Б.П., Гирин Ю.Г. и др. Технология глу- бинных нефтегазопоисковых гидрогеологических исследований. М.: Недра, 1992. 173с.

34. Ильченко В.П., Акулинчев Б.П., Гирин Ю.Г. и др. Технология газопромысловых гидрогеологических исследований. М.: Недра, 1997. 300с.

35. Казарян В.П., Лебенков A.M., Шестакова Г.А., Оводов С О Опыт борьбы с пескопроявлением в скважинах с неустойчивыми коллекторами и перспективные направления в технологии заканчивания скважин Сб. науч. тр. «50 ЛЕТ ВНИИГАЗУ 40 ЛЕТ ПХГ». М.: РАО ГАЗПРОМ, 1998. 341-349

36. Карабельников О.М., Либерман Г.И. Экономическая эффективность внедрения новых технологий и оборудования на НХГ Материалы научно-технического совета ОАО «Газпром». М.: ИРЦ Газпром, 1998. с. 14-24

37. Каримов М.Ф. Эксплуатация подземных хранилищ газа. М.: Недра, 1981.-248 с.

38. Карцев А.А., Вагин СБ., Шугрин В.П., Брагин Ю.И. Нефтегазовая гидрогеология. М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им И.М.Губкина, 2001. 264 с.

39. Крапивина Г.С, Черненко A.M. О доразведке структур при создании НХГ в истощенных месторождениях Сб. науч. тр. «50 ЛЕТ ВНИИГАЗУ 40 ЛЕТ НХГ». М.: РАО ГАЗПРОМ, 1998. с.37 46

40. Коротаев Ю.Н., Полянский А.Н. Эксплуатация газовых скважин. М.: Гостоптехиздат, 1961. 383 с.

41. Коротаев Ю.П., Ширковский А.И. Добыча, транспорт и подземное хранение газа. Учебник для вузов. М.: Недра, 1984. 487с.

42. Корценштейн В.Н. Методика гидрогеологических исследований нефтегазоносных районов. М.: Недра, 1991. 419 с.

43. Левыкин Е.В. Технологическое нроектирование газа в водоносных пластах. М.: Недра, 1973. 208 с.

44. Лобанова А.Н., Семенов О.Г., Аннюк Д.М Особенности формирования и эксплуатации ПХГ в сложнопостроенных геологических объектах Транспорт и подземное хранение газа: Науч.-тех.сб. М.: ИРЦ Газпром 1998.-№3.- с. 42-49.

45. Лось В.Н., Иванюк В.А. «Вторая жизнь» подземных хранилищ газа Газовая промышленность, 2004. >Г28. с.59-60

46. Лурье М.В. Механика подземного хранения газа в водоносных пластах. М.: ГУП Изд.-во. Нефть и газ. РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2001. 350 с.

47. Лурье М.В. Предельные циклы подземных хранилищ Газовая промыщленность, 1997. №12. с.42-44

48. Лурье М.В., Дидковская А.С., Максимов В.М., Арутюнов А.Е. Оперативный прогноз параметров работы ПХГ Газовая промышленность, 1999.-№9.-с.51-53

49. Лурье М.В., Дидковская А.С. Крупномасщтабные потери газа в ПХГ как следствие ошибок проектирования Газовая промышленность, 2000. №9. с.66-67

50. Лурье М.В., Дидковская А.С. Диагностика утечек газа из полости подземного хранилища газа Транспорт и подземное хранение газа: Науч.-тех.сб. М.: ИРЦ Газпром, 2001. №1. с.43-52

51. Лурье М.В., Дидковская А.С, Яковлева Н.В. Естественная убыль природного газа в подземных газохранилищах, создаваемых в водоносных пластах Транспорт и подземное хранение газа: Науч.-тех.сб. М.: ИРЦ Газпром, 2003. №6. с.21-31

52. Лурье М.В., Дидковская А.С., Вегера, Ковалевский, Яковлева Н.В. Анализ эксплуатации подземных газохранилищ на основе гистерезисных диаграмм Известия ВУЗов «Нефть и газ», 2004. №4. с.63-72

53. Мигуля А.П., Лихушин A.M., Логинов А.Н. Ликвидация газопроявлений с межпластовым перетоком Газовая промышленность, 2003. .№12.-с.76-77

54. Михайловский А.А. Некоторые термины и определения, используемые при оценке баланса газа на подземных газохранилищах Сб. науч. тр. «50 ЛЕТ ВНИИГАЗУ 40 ЛЕТ ПХГ». М.: РАО ГАЗНРОМ, 1998. с.288-296

55. Михайловский А.А. Опыт подсчета запасов газа в подземных хранилищах, созданных в водоносных пластах и истощенных месторождениях Обз. информ. Серия: Геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений. М.: ИРЦ Газпром, 2001. 77 с. 57. На форуме НХГ Газовая промышленность, 1997. N9. с.76-77

56. Намиот А.Ю., Бондарева М.М. Растворимость газов в воде под давлением. М Гостоптехиздат, 1963. 145 с.

57. Намиот А.Ю. Растворимость газов в воде. М.: Недра, 1991. 167с.

58. Николаевский В.Н. Механика пористых и трещиноватых сред. М.: Недра, 1984.-232 с.

59. Новикова Л.И., Трегуб С И Нрактический опыт работы подземных хранилищ газа США в условиях либерализации рынка Наука и техника в газовой промышленности, 2004. J f 3-4. с.43-46 Se

60. Опыт эксплуатации подземного хранилища газа при техногенных газопроявлениях Сб. научн.-техн. статей под ред. Стрельченко В.В. М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2001.- 166 с.

61. Парфенов В.И, Либерман Г.И., Бузинов Н., Семёнов О.Г., Ковалёв А.Л. Касимовское газохранилище Газовая промышленность, 1995. №12.-с.11-13.

62. Подземное хранение газа Труды МИНХ и ГП им. И.М. Губкина. Под ред. М.В. Филинова. М.: Недра, 1978. 134 с.

63. Подземное хранение газа Лурье М.В., Дидковская А.С., Варчев Д.В., Яковлева Н.В. М.: ФГУП Изд-во «Пефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2004. 172с.

64. Правила создания и эксплуатации подземных хранилищ газа в пористых пластах. М ВНРШГАЗ, 1994.- 42с.

65. Промысловый гидрогеологический и экологический контроль Краснодарской СПХГ. Ставрополь: СевКавПИПИгаз, 1998.

66. Пятахин М.В. Определение критической скорости выноса песка и механизма его задержания гравийным фильтром Газовая промышленность, 2004. №7. с.58-60

67. Результаты гидрогеологических исследований наблюдательных и нагнетательных скважин Краснодарской СПХГ. Ставрополь: СевКавНИПИгаз, 2002.

68. Ремизов В.В., Парфёнов В.И., Бузинов Н. Подземное хранение газа: состояние, проблемы и их пути решения Газовая промыщленность, 1997.-Х212.-с.28-29

69. Свалов A.M. Анализ факторов, обусловливающих процессы разрущения призабойной зоны скважин Газовая промыщленность, 2004. Яо7. с.58-60

70. Сидоренко М.В. Подземное хранение газа. М.: Педра, 1965. 139 с.

71. Смирнов А.К. Подземные хранилища газа в водоносных пластах: Учебное пособие для вузов. М.: «Компания Спутник+», 2003. 115с.

72. Солдаткин Г. Методы контроля герметичности подземных хранилищ газа Обз. информ. Серия: Транспорт и подземное хранение газа. М.: ИРЦ Газпром, 2000. 37 с.

73. Солдаткин Г. Методы контроля герметичности и эксплуатации подземных хранилищ газа с наличием перетока газа Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата наук. М.: ВНИИГАЗ, 1999.-20 с.

74. Сооружение газохранилищ и нефтебаз Т.Т. Стулов, Б.П. Поповский, О.М. Иванцов, М.К. Сафарян, В.А. Афанасьев. М.: Недра, 1973. 371с.

75. Транспорт и хранение газа Смирнов А.С., Генкина Л.А., Хущпулян М.М., Чернов Д.Л. М.: Гостоптехиздат, 1962. 422 с.

76. Транспорт и хранение нефти и газа Тугунов Н.И., Новоселов В.Ф., Абузова Ф.Ф. и др. М.: Недра, 1975. 248 с.

77. Федутенко А.Н. Планирование режимов отбора газа из ПХГ Газовая промышленность, 1997. J2l2. с.44-45

78. Физические свойства минералов и горных пород при высоких термодинамических параметрах Справочник под ред. М.П. Воларовича. М.: Недра, 1988. 255с.

79. Фуки Б.И., Логвинова Н.А. Экономические аспекты создания и функционирования ПХГ Материалы научно-технического совета ОАО «Газпром». М.: ИРЦ Газпром, 1998.- с.3-7

80. Фуки Б.И. Пути снижения эксплуатационных затрат на объектах ПХГ Материалы научно-технического совета ОАО «Газпром». М.: ИРЦ Газпром, 1998.-с.7-14

81. Фурман И.Я. Подземное хранение газа в единой системе газоснабжения. М Недра, 1992.- 171 с.

82. Ханин А.А. Основы учения о породах-коллекторах нефти и газа. М.; Недра, 1965.-360 с.

83. Ханин А.А. Породы коллекторы нефти и газа и их изучение. М.: Недра, 1965.-360 с.

84. Хейн А.Л. Гидродинамический расчёт подземных хранилищ газа. М.: Недра, 1968.-315 с.

85. Чарный И.А. Подземная гидрогазодинамика. М.: Гостоптехиздат, 1963.-396с.

86. Чарный И.А., Астрахан Д.И. и др. Хранение газа в горизонтальных и пологозалегающих водоносных пластах. М.: Недра, 1968. 300 с.

87. Ширковский А.И. Подземное хранение газа. М.: Гостоптехиздат, 1960.-70 с.

88. Ширковский А.И. Задора Г.И. Добыча и подземное хранение газа. М.: Недра 1974. 192 с.

89. Энгельгард В. Поровое пространство осадочных пород. М.: Недра, 1964. 232с.

90. Энциклопедия газовой промыщленности., 4-е издание. Пер. с франц.: ред. пер. К.С Басниев. М.: АО Твант, 1994. 884 с.

91. Яковлева Н.В. Количественная оценка естественной убыли газа в подземном хранилище за счет растворения в воде Транспорт и подземное хранение газа: Науч.-тех.сб. М.: ИРЦ Газпром, 2004. J\b3. с.64-70

92. Яковлева Н.В. Потери газа в ПХГ за счет растворения в воде Нефть, газ и бизнес. Научно-техническое приложение. 2004. JVal. с.71-72

93. Culberson O.L., McKetta J.J. Trans.AIME, vol.189, p.319,1950.

94. Culberson O.L., McKetta J.J. Trans.AIME, vol. 192, p.223,1951.

95. Katz D.L., Coats K.H. Underground Storage of Fluids. Second Printing, Michigan, Ann.Arbor, 1973.

96. Katz D.L., Lee R.L. Natural gas Engeneering, Production and Storage. McGrawNill, 1990.

97. Lyrye M.V., Maksimov V.M. Underground storage in horizontal and flatlaying formations. New Technologes (a Special Report to the Russian Gas Industry Magazine), 1997. lOO.Tek M.R. Underground Storage of Natural Gas. Gulf Publishing Co., 1987 101.Тек M.R. Inventory and deliverability. Penn-Well Pablishing.Co.-1996.470 p.

98. Storing Natural Gas Underground Oilfield Review Schlumberger. Summer 2002.-p.2-17