СПОСОБ СОЗДАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНОГО ХРАНИЛИЩА ГАЗА Российский патент 2014 года по МПК E21F17/16 B65G5/00 

Описание патента на изобретение RU2514339C1

Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и предназначено для добычи газа, растворенного в водах глубинных горизонтов, создания и эксплуатации подземных хранилищ газа (ПХГ) в выше залегающих геологических структурах.

Известен способ создания и эксплуатации подземного хранилища природного газа в пористых и проницаемых коллекторах горных структур, насыщенных водой, истощенных газовых и газоконденсатных месторождениях, включающий бурение или использование имеющихся эксплуатационных скважин, циклическую закачку и отбор газа из ПХГ с образованием буферного и активного объемов его хранения (А.И. Ширковский. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. М.: Недра, 1979, С.255-276).

Одним из недостатков известного способа является то, что для создания ПХГ используется природный газ из месторождений, находящихся, как правило, на значительных расстояниях от геологического объекта, выбранного для ПХГ. В то же время имеются регионы, в которых кроме геологических объектов, находящихся на сравнительно небольших глубинах (например, водоносные пласты с покрышкой или выработанные нефтегазовые месторождения), имеются на больших глубинах водоносные пласты с аномально высокими пластовыми давлениями (АВПД) со значительными запасами растворенного и диспергированного газа.

Технической задачей предлагаемого изобретения является использование для создания ПХГ природного диспергированного и (или) растворенного газа в глубинных водоносных пластах.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в способе создания и эксплуатации подземного хранилища газа (ПХГ), включающего сооружение скважин со вскрытием геологической структуры с коллекторами, имеющей покрышку, закачку газа в эту структуру с оттеснением пластовой воды вниз от покрышки с учетом недопущения выхода газа за границы геологической структуры и отбор газа из верхней части ПХГ потребителю, определяют наличие в регионе с геологической структурой, предназначенной для ПХГ, на больших глубинах с аномально высоким пластовым давлением залежи пластовой воды с растворенным и (или) диспергированным газом, сооружают эксплуатационные скважины со вскрытием этой залежи, отбирают из них воду с растворенным и (или) диспергированным газом и перепускают ее через скважины в геологическую структуру, предназначенную для ПХГ, отбор газа из ПХГ осуществляют после выделения растворенного и (или) диспергированного газа из воды и их расслоения, а перепуск воды с растворенным и (или) диспергированным газом из геологической структуры с аномально высоким пластовым давлением в ПХГ осуществляют по мере снижения в нем давления в результате отбора газа потребителю. Сущность изобретения заключается в следующем.

Подземные хранилища природного газа (ПХГ) создают в выработанных газовых или нефтяных месторождениях или в геологических структурах, коллектора которых заполнены водой. Последующая эксплуатация ПХГ заключается в циклической закачке природного газа в коллектора геологической структуры через сооружаемые эксплуатационные скважины с достижением величины пластового давления, не более максимального допустимого давления, зависящего от многих геологических факторов (герметичность покрышки геологической структуры, глубина структуры, активность окружающего водоносного бассейна и др.) и отборе природного газа из ПХГ потребителю по мере необходимости. Максимальные пластовые давления в ПХГ могут, как правило, превышать условно гидростатические не более чем в 1,5 раза. При использовании описываемого изобретения предлагается использовать в качестве источника природного газа растворенный и (или) диспергированный газ в воде, находящейся в том же регионе, что и геологическая структура, предназначенная для создания ПХГ, только на больших глубинах. Часто такие водоносные геологические структуры с растворенным газом имеют аномально высокие пластовые давления (АВПД). Поэтому при сооружении скважин на эти водоносные структуры и подключении их к скважинам, сооруженным на верхний геологический объект для ПХГ, пластовая вода с растворенным газом будет перетекать из одного объекта в другой за счет разности пластовых давлений. В верхнем объекте за счет более низких пластовых давлений растворенный и (или) диспергированный газ будет выделяться из воды, а за счет разности плотностей фаз будет происходить их расслоение. При этом объемы перепускаемой воды с растворенным и (или) диспергированным газом в создаваемое ПХГ регулируют таким образом, чтобы высвобождаемый газ не выходил за границы его геологической структуры. По мере образования в верхней части этой геологической структуры достаточного объема газа можно приступить к эксплуатации ПХГ, т.е. к поставкам природного газа потребителю. По мере снижения пластового давления за счет отбора газа его объемы могут быть восстановлены за счет последующего перепуска воды с газом из нижнего геологического объекта в верхний. При этом излишки перепускаемой воды после выделения из нее газа могут отфильтровываться за границы ПХГ.

На чертеже показана схема реализации способа создания и эксплуатации ПХГ, где: 1 - водоносный горизонт с растворенным газом и АВПД, 2 - эксплуатационная скважина, 3 - водоносный горизонт, предназначенный для ПХГ, 4 - покрышка водоносного горизонта, 5 - нагнетательная скважина ПХГ, 6 - эксплуатационная скважина ПХГ, 7 - газовая залежь ПХГ, 8 - наблюдательная пьезометрическая скважина ПХГ, 9 - запорно-регулировочная система, 10 - газопровод для подачи газа из ПХГ потребителю.

Пример реализации способа.

В верхнемеловых отложениях Тамани водоносные горизонты установлены почти в 2000-метровой толще на глубинах от 3285 до 5215 м. Коллекторы трещинно-порово-кавернозного типа, приурочены, в основном, к верхнетурон-коньяк-сантонским отложениям. Их емкостно-фильтрационные свойства связаны с развитием вторичных пор и каверн, а также с зонами трещиноватости. Воды характеризуются низкой минерализацией (7-8 г/дм3), бессульфатностью, высоким содержанием карбонатов и гидрокарбонатов натрия. Газовые факторы верхнемеловых вод Тамани изменяются от 9 до 67 м33, что указывает на то, что в водах наряду с растворенными содержатся и диспергированные газы. При дебитах от 400 до 2000 м3/сут. высокотермальных (120-130°С) содовых вод возможно получение в каждом из испытанных интервалов от 8 до 23 тыс.м3 газа в сутки. В составе растворенных газов преобладают метан (64-89%) и двуокись углерода (31-9%). Пластовые давления превышают условно гидростатическое в 1,6÷2,0 раза.

В верхней части геологического разреза в миоценовых отложениях региона на глубинах от глубин 200 до 400-500 м развиты антиклинальные структуры. Их размеры около 3×0,5-0,7 км с амплитудами до 90-140 м. Породы-коллекторы приурочены, преимущественно, к отложениям чокракского, караганского и сарматского ярусов, они представлены карбонатными и карбонатно-терригенными разностями и относятся к порово-трещинному, порово-кавернозно-трещинному, кавернозно-трещинному типам толщиной 40-70 м, пластовые давления не превышают условно гидростатических.

Для осуществления предложенного способа (фиг.1) на глубину 3500-4000 м бурят или восстанавливают из законсервированных, по крайней мере, одну эксплуатационную скважину (2) в зону водоносного горизонта с АВПД (1) и растворённым газом. По результатам геолого-геофизических исследований выбирают геологическую структуру, имеющую, как минимум, один водоносный горизонт (3) с покрышкой (4), пригодную для строительства ПХГ, и бурят одну или несколько нагнетательных (5) и эксплуатационных (6) скважин, а также наблюдательные пьезометрические скважины (9). Создав и регулируя депрессию на пласт с помощью запорно-регулировочной системы (9), из скважины (2) отбирают газоводяную смесь и по трубопроводу подают её через скважину (5) в водоносный пласт (3), в котором пластовое давление ниже давления насыщения растворённых газов и буферного давления в скважине (2). Выделившийся из воды газ занимает купольную часть структуры, образуя техногенную газовую залежь (7), а дегазированные воды вместе с пластовой водой отжимаются вниз по напластованию. В результате создаваемое ПХГ становится не только хранилищем газа, но и естественным сепаратором подаваемой в него водогазовой смеси. Подача смеси ведется при одновременном контроле за продвижением газоводяного контакта (ГВК) в техногенной залежи, в основном, по наблюдениям в пьезометрической скважине (8), таким образом, чтобы избежать выхода газа за границы ловушки. Отбор газа из ПХГ ведут после формирования техногенной залежи через эксплуатационные скважины (6), пробуренные в верхнюю часть ловушки, (ПХГ) при остановке или одновременной закачке водогазовой смеси через нагнетательные скважины (5).

При использовании предлагаемого способа создания и эксплуатации ПХГ вовлекаются в разработку значительные запасы природного газа, растворенные в пластовых водах. При этом, кроме добычи природного газа из создаваемого ПХГ, обеспечивается утилизация отбираемой пластовой воды, в результате повышается экологическая безопасность процесса.

Похожие патенты RU2514339C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ВНУТРИПЛАСТОВОЙ ГАЗИФИКАЦИИ ИСКОПАЕМОГО УГЛЯ 2004
  • Поддубный Виталий Васильевич
RU2287681C2
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПОДЗЕМНОГО ХРАНИЛИЩА ГАЗА В ВОДОНОСНОЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЕ 2015
  • Каримов Марат Фазылович
  • Латыпов Айрат Гиздеевич
  • Муллагалиева Ляля Махмутовна
  • Аглиуллин Марс Хасанович
  • Исламова Асия Асхатовна
  • Хан Сергей Александрович
  • Костиков Сергей Леонидович
  • Тернюк Игорь Михайлович
  • Дудникова Юлия Константиновна
RU2588500C1
СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНОГО ХРАНИЛИЩА ПРИРОДНОГО ГАЗА 2012
  • Дмитриевский Анатолий Николаевич
  • Аксютин Олег Евгеньевич
  • Исаева Наталья Александровна
  • Максимов Вячеслав Михайлович
  • Михайловский Александр Артемович
  • Семигласов Дмитрий Юрьевич
  • Тупысев Михаил Константинович
  • Хан Сергей Александрович
RU2532278C2
Способ создания и эксплуатации подземного хранилища газа в водоносной геологической структуре 2021
  • Каримов Марат Фазылович
  • Хан Сергей Александрович
  • Костиков Сергей Леонидович
  • Сафонов Игорь Александрович
  • Никитин Роман Сергеевич
  • Муллагалиева Ляля Махмутовна
  • Кошелев Дмитрий Александрович
  • Позднухов Сергей Владимирович
  • Богомазова Александра Геннадьевна
  • Панкратов Андрей Валерьевич
RU2770028C1
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПОДЗЕМНОГО ХРАНИЛИЩА ГАЗА В ГЕОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУРАХ, ЗАПОЛНЕННЫХ ГАЗОМ 2011
  • Дмитриевский Анатолий Николаевич
RU2458838C1
Способ создания подземного хранилища газа в водоносной геологической структуре 2017
  • Каримов Марат Фазылович
  • Хан Сергей Александрович
  • Дудникова Юлия Константиновна
  • Алабердин Ренат Рифатович
  • Костиков Сергей Леонидович
  • Мелков Александр Сергеевич
  • Муллагалиева Ляля Махмутовна
RU2697798C2
Способ вскрытия пластов с аномально высокими пластовыми давлениями и предупреждения смятия обсадной колонны скважины в процессе ее эксплуатации 2018
  • Саркаров Рамидин Акбербубаевич
  • Селезнев Вячеслав Васильевич
  • Бариева Джарият Ибрагимовна
  • Раджабова Алина Рамидиновна
RU2732424C2
СПОСОБ ЛИКВИДАЦИИ СКВАЖИНЫ 2004
  • Пономаренко Дмитрий Владимирович
  • Дмитриевский Анатолий Николаевич
  • Журавлев Сергей Романович
  • Фатихов Василь Абударович
  • Куликов Константин Владимирович
  • Кондратьев Дмитрий Венидиктович
RU2283942C2
Способ хранения газа в пористых коллекторах 1986
  • Агаев Фикрет Талыб Оглы
  • Курбанов Малик Насир Оглы
  • Саркисов Владимир Григорьевич
  • Круткин Рудольф Абрамович
  • Азизова Сурая Алигейдар Кызы
  • Скляров Николай Александрович
SU1474031A1
СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГАЗОМ ПОТРЕБИТЕЛЯ 1991
  • Белоненко В.Н.
  • Габриэлянц М.Г.
RU2043278C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 514 339 C1

Реферат патента 2014 года СПОСОБ СОЗДАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНОГО ХРАНИЛИЩА ГАЗА

Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и предназначено для добычи газа, растворенного в водах глубинных горизонтов, создания и эксплуатации подземных хранилищ газа (ПХГ) в вышезалегающих геологических структурах. Техническим результатом является использование для создания ПХГ природного диспергированного и (или) растворенного газа в глубинных водоносных пластах. Способ включает сооружение скважин со вскрытием геологической структуры с коллекторами, имеющей покрышку, закачку газа в эту структуру с оттеснением пластовой воды вниз от покрышки с учетом недопущения выхода газа за границы геологической структуры и отбор газа из верхней части ПХГ потребителю. При этом определяют наличие в регионе с геологической структурой, предназначенной для ПХГ, на больших глубинах с аномально высоким пластовым давлением залежи пластовой воды с растворенным и (или) диспергированным газом, сооружают эксплуатационные скважины со вскрытием этой залежи, отбирают из них воду с растворенным и (или) диспергированным газом и перепускают ее через скважины в геологическую структуру, предназначенную для ПХГ, отбор газа из ПХГ осуществляют после выделения растворенного и (или) диспергированного газа из воды и их расслоения, а перепуск воды с растворенным и (или) диспергированным газом из геологической структуры с аномально высоким пластовым давлением в ПХГ осуществляют по мере снижения в нем давления в результате отбора газа потребителю. 1 пр., 1 ил.

Формула изобретения RU 2 514 339 C1

Способ создания и эксплуатации подземного хранилища газа (ПХГ), включающий сооружение скважин со вскрытием геологической структуры с коллекторами, имеющей покрышку, закачку газа в эту структуру с оттеснением пластовой воды вниз от покрышки с учетом недопущения выхода газа за границы геологической структуры и отбор газа из верхней части ПХГ потребителю, при этом определяют наличие в регионе с геологической структурой, предназначенной для ПХГ, на больших глубинах с аномально высоким пластовым давлением залежи пластовой воды с растворенным и (или) диспергированным газом, сооружают эксплуатационные скважины со вскрытием этой залежи, отбирают из них воду с растворенным и (или) диспергированным газом и перепускают ее через скважины в геологическую структуру, предназначенную для ПХГ, отбор газа из ПХГ осуществляют после выделения растворенного и (или) диспергированного газа из воды и их расслоения, а перепуск воды с растворенным и (или) диспергированным газом из геологической структуры с аномально высоким пластовым давлением в ПХГ осуществляют по мере снижения в нем давления в результате отбора газа потребителю.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2514339C1

ШИРКОВСКИЙ А.И., Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений, Москва, Недра, 1979, с.255-276
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ХРАНИЛИЩ ГАЗА В МАЛОАМПЛИТУДНЫХ ВОДОНОСНЫХ СТРУКТУРАХ ИЛИ ОБВОДНИВШИХСЯ ГАЗОНОСНЫХ ПЛАСТАХ 1990
  • Юрченко В.Ф.
SU1820597A1
СПОСОБ СОЗДАНИЯ ПОДЗЕМНОГО ХРАНИЛИЩА В ВОДОНОСНОМ ПЛАСТЕ НЕОДНОРОДНОГО ЛИТОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ 1995
  • Сорокин А.П.
  • Григорьев А.В.
  • Бузинов С.Н.
RU2085457C1
Микрофон 1930
  • Кубецкий Л.А.
SU21237A1
UA 46111 C2, 15.05.2002
US 3807181 A1, 30.04.1974

RU 2 514 339 C1

Авторы

Акулинчев Борис Павлович

Абукова Лейла Азретовна

Тупысев Михаил Константинович

Даты

2014-04-27Публикация

2012-12-11Подача