Науки о Земле
Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ
Смирнов А.К., соискатель, научный сотрудник Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина
НЕЙТРАЛЬНЫЕ ПЕРИОДЫ В ЦИКЛИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПХГ
Главным отличием подземных хранилищ газа (ПХГ) от газовых месторождений является циклическая эксплуатация ПХГ. Как известно, общий объём газа в ПХГ состоит из активного объёма, отбираемого и восполняемого последующей закачкой, и буферного, технологически необходимого для извлечения активного.
На Рисунке №1 представлены 2 типовых цикла эксплуатации одного из Подмосковных ПХГ. Началом цикла является закачка газа. В данном случае буферный объём газа составляет около 65%, активный, соответственно, 35% от общего. В период закачки газа увеличивается давление в пласте-коллекторе и объём газового «пузыря». При заполнении хранилища до проектной величины (100%) закачку останавливают. Начинается, так называемый, нейтральный период. В этот период: осуществляют подготовку технологических коммуникаций и оборудования к отбору газа, выполняют геолго-промысловые исследования пласта-коллектора и вышележащих горизонтов. Нейтральные периоды бывают, как правило, дважды в течение цикла эксплуатации ПХГ: осенний нейтральный период — после времени окончания закачки и до начала отбора газа и весенний нейтральный период — с момента окончания отбора до начала закачки.
Продолжительность нейтрального периода обычно не регламентируется какими-либо документами и составляет от одной до нескольких недель (иногда, 1-2 месяца). В научной и технической литературе практически нет публикаций о назначении и характеристиках нейтральных периодов при циклической эксплуатации ПХГ. Между тем, продолжительность нейтральных периодов играет весьма значительную роль в формировании газового «пузыря» в пласте-коллекторе, объекте подземного хранения газа. Практически определено: чем меньшая продолжительность «весеннего» нейтрального периода, тем больший объём газа извлекается в следующий сезон отбора из ПХГ (Рисунок №2). Указанная тенденция наглядно иллюстрируется линиями тренда. Объясняется это тем, что значительная депрессионная воронка, образовавшаяся в сводовой части подземной структуры, с большей эффективностью заполняется газом по вертикали. Промыслово-геофизическими замерами определена «инерционность» газо-водяной системы: на контуре газового «пузыря» пластовые воды двигались к центру, в то время, как 1-2 месяца производилась закачка газа в ПХГ.
А при длительном «весеннем» нейтральном периоде происходит естественный рост пластового давления за счёт напора пластовых «краевых» вод. При «запоздалой» закачке, в данном случае, закачиваемый газ движется по кровле пласта-коллектора (под газонепроницаемой покрышкой) со скоростью на порядок большей, чем «внедряется» по вертикали. Следствием этого может явиться «уход» некоторых объёмов газа за пределы замыкающей изогипсы подземной структуры.
Оптимальная продолжительность «весеннего» нейтрального периода должна составлять 5-10 суток после окончания отбора газа.
Определено также: чем длительнее «осенний» нейтральный период, тем больший объём газа извлекается затем из ПХГ (Рисунок №3). И в этом случае помогает «инерционность» га-
зо-водяной системы. Отмечено, что газонасыщенная мощность (толщина) газового «пузыря» в центральной части увеличивается не только в течение «осеннего» нейтрального периода, но в течение последующих 1-2 месяцев с начала сезона отбора газа. Если же начать отбор газа с коротким «осенним» нейтральным периодом, то возможно преждевременное формирование воронки депрессии в сводовой части с последующим обводнением и защемление объёмов газа не «успевших» подтянуться к сводовой части с периферии.
Оптимальная продолжительность «осеннего» нейтрального периода должна составить не менее 50-ти суток после остановки закачки газа в ПХГ.
Циклы эксплуатации Подмосковного ПХГ
Рисунок №1
100
95
90
85
3 80
«и» ™ ^__\-----V "7 Осенний нейтральный период
У / У 1 <Г
// Отбор газа из ПХГ / ^ Г < 1 1
< /
у---- >
(Г 1 / ✓ / % Закачка газа в ПХГ %У Ук
е. ^ с---- -Ч^ . С-- с- „ ---- ____~.
Весенний нейтральный период ■ - ■ Цикл-1 Цикл-2
75
70
65
С
(О (О
О
60
70
75
80
85
90
95
100
105
Пластовое давление, кгс/см
Зависимость отбора газа из ПХГ за сезон от продолжительности весеннего нейтрального периода 75
70
а 65
д
I 60
е
С
13 55
о н
к 50 а
^ 45
«
е
н
нго 40 ге
£ 35 е
ё 30 ж
е
§ 25 вот 20
с е
£ 15
л о
« 10
Рисунок
1300 1250 1200
1150. д
1100 | 1050 ус,
1000 8
е
950 £ 900 л 850 |
800 едсл
750 и
700 £
650 га
600 Л
550 О
500
450
400
350
Ч' А" / ^ ч*4 # ^ ^ ^ ч^ / ^ # # ^ # /
Количество дней нейтрального периода ■ * ■ Отбор за следующий сезон
Зависимость отбора газа из ПХГ за сезон от продолжительности осеннего нейтрального периода 80
70
2 60
50
40
30
20
10
Рисунок №3 1400
1300
1200
1100 к
1000
900 3
- 800 5
- 700 я
600 £
500
400
300
—■—Колич.дней нейтр.периода ■ * ■ Отбор за сезон
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.