×
10.11.2014
216.013.0370

СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОДЗЕМНОГО ХРАНИЛИЩА ПРИРОДНОГО ГАЗА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и предназначено для эксплуатации подземных хранилищ газа (ПХГ). На ПХГ, на которых сооружены эксплуатационные скважины со вскрытием коллекторов хранилища, производят циклическую закачку в хранилище природного газа с созданием буферного и активного его объемов и отбор активного объема газа. В процессе эксплуатации ПХГ в нижнюю его часть закачивают диоксид углерода и замещают им в буферном объеме природный газ. В конце циклов отбора природного газа граница раздела диоксида углерода и природного газа достигает нижних отверстий интервала перфорации эксплуатационных скважин. Изобретение обеспечивает увеличение активного объема хранимого природного газа в ПХГ и снижение затрат на образование его буферного объема.
Основные результаты: Способ эксплуатации подземного хранилища природного газа, включающий сооружение эксплуатационных скважин со вскрытием коллекторов хранилища, циклическую закачку в хранилище природного газа с созданием буферного и активного его объемов, отбор активного объема природного газа и закачку в хранилище диоксида углерода с заменой на него части буферного объема природного газа, при этом в процессе эксплуатации подземного хранилища газа диоксид углерода закачивают за несколько циклов с таким расчетом, чтобы в конце циклов отбора природного газа граница раздела диоксида углерода и природного газа в хранилище достигала нижних отверстий интервала перфорации эксплуатационных скважин коллекторов, используемых для отбора газа.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и предназначено для эксплуатации подземных хранилищ газа (ПХГ).

Известен способ эксплуатации подземного хранилища природного газа в пластах-коллекторах, включающий закачку буферного объема газа и циклическую закачку и отбор активного объема газа, причем после отбора/закачки активного объема газа определяют значение текущего пластового давления в ПХГ, при значении данного давления ниже величины минимального/максимального проектного давления в пласт-коллектор дополнительно закачивают инертный газ в объеме, обеспечивающем повышение величины текущего пластового давления до проектного значения, при этом в качестве инертного газа используют азот, диоксид углерода или любой другой газ, который не содержит компонентов, которые могут реагировать с оборудованием и средой пласта-коллектора (Патент на полезную модель Украины №40544, 10.04.2009).

Основным недостатком известного способа является то, что при эксплуатации ПХГ возникает потребность в определенных объемах инертного газа (например, диоксида углерода), необходимых для разовых закачек и поддержания в ПХГ проектных величин пластового давления.

Технической задачей предлагаемого изобретения является увеличение активного объема хранимого природного газа в ПХГ, снижение затрат на образование его буферного объема и захоронение диоксида углерода как промышленного отхода.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в способе эксплуатации подземного хранилища природного газа, включающем сооружение эксплуатационных скважин со вскрытием коллекторов хранилища, циклическую закачку в хранилище природного газа с созданием буферного и активного его объемов, отбор активного объема природного газа и закачку в хранилище диоксида углерода с заменой на него части буферного объема природного газа, в процессе эксплуатации подземного хранилища газа суммарное количество диоксида углерода закачивают с таким расчетом, чтобы в конце циклов отбора природного газа граница раздела диоксида углерода и природного газа в хранилище достигала нижних интервалов вскрытия коллекторов эксплуатационными скважинами, используемыми для отбора газа.

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. 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. При этом в ПХГ в процессе отбора природного газа остается некоторый его объем, зависящий от геологических, технологических и др. причин, который называют буферным газом. В ПХГ всегда имеется некоторый объем природного газа, который не может быть поставлен потребителю. Объем буферного газа может достигать половины и более всего объема газа в ПХГ после цикла закачки. При использовании описываемого изобретения предлагается замещать часть природного газа в буферном его объеме в ПХГ на неуглеводородные газы, например диоксид углерода (CO2). Источниками таких газов могут служить газы, в том числе не утилизируемые и загрязняющие природную среду, например дымные газы, выхлопные газы и др.

Диоксид углерода отличается от природного газа (метана) значительно большими плотностью и сжимаемостью, поэтому при его закачке в ПХГ изначально можно предполагать высокие скорости расслоения диоксида углерода и природного газа. Для ускорения процесса расслоения газов и создание в ПХГ буферного объема газа преимущественно за счет диоксида углерода предлагается CO2 закачивать в нижнюю часть ПХГ.

Создаваемая в ПХГ искусственная залежь природного газа, которая при отборе газа разрабатывается, а при закачке газа восстанавливается, снизу может подстилаться пластовой водой. Поскольку диоксид углерода имеет большую плотность и, кроме того, большую вязкость, по сравнению с метаном, то буферный объем CO2 в ПХГ выполняет роль газового поршня между пластовой водой и хранимым природным газом, который препятствует преждевременному прорыву пластовой воды к эксплуатационным скважинам при отборе природного газа и уменьшает его потери за счет растворимости в пластовой воде в случае непосредственного контакта с ней.

Кроме того известно, что газ CO2 обладает значительно большей растворимостью в воде, чем метан. Так при температуре 40°C растворимость CO2 составляет 1, а CH4 - 0,016 (граммы газа в 1 кг воды). Поэтому при закачке в ПХГ диоксида углерода в область контакта природного газа с водой значительная часть диоксида углерода будет растворяться в воде с образованием слабой малостабильной угольной кислоты (H2CO3), а при отборе природного газа из ПХГ по мере снижения пластового давления диоксид углерода снова будет возвращаться в газовую фазу, оттесняя природный газ к эксплуатационным скважинам.

Производить закачку диоксида углерода предпочтительнее на стадии закачки природного газа в ПХГ, чтобы за время выдержки ПХГ до стадии отбора природного газа из ПХГ произошло расслоение диоксида углерода и природного газа. В качестве скважин для закачки CO2 в ПХГ могут быть использованы имеющиеся, например, наблюдательные скважины, имеющие связь (интервал перфорации) с коллекторами геологической структуры для ПХГ на контакте с пластовой водой, или специальные скважины, специально сооружаемые для этого.

Наибольшая эффективность описываемого изобретения достигается в ПХГ, созданных на базе истощенных газовых месторождений с газовым режимом их эксплуатации, в которых за время отбора газа не успевает среагировать и продвинуться в поровое пространство коллекторов ПХГ пластовая вода. В таких ПХГ соотношение объемов всего хранимого в ПХГ природного газа в конце закачки и буферного его объема практически равно соотношению давлений в конце закачки и после отбора газа, поэтому имеется возможность замещения природного газа в буферном его объеме в размере, равном поровому объему ПХГ (с учетом давления) от нижней границы до интервала перфорации эксплуатационных скважин, используемых в конце цикла отбора природного газа.

Пример реализации способа.

Имеется ПХГ, созданное в истощенном газовом месторождении с газовым режимом эксплуатации (с малоактивной пластовой водой). Максимальное пластовое давление в конце цикла закачки природного газа (PЗ) составляет 10 МПа, минимальное пластовое давление в конце цикла отбора газа из ПХГ (PO), потребное для подачи газа потребителю, составляет 5 МПа. Объем порового объема ПХГ (VП) составляет 100 млн.м3, пластовая температура - T=320 K. Отношение порового объема ПХГ от плоскости нижних дыр интервала перфорации эксплуатационных скважин, используемых в конце цикла отбора газа, до покрышки ПХГ ко всему объему ПХГ составляет 0,4. Хранимый природный газ в ПХГ по составу является преимущественно метаном.

Определяем объем газа (VCH4), который может храниться в таком ПХГ, и объем, остающийся в ПХГ после отбора газа, т.е. объем буферного газа :

VCH4=VП·PЗ·Tст/Zз·Тпл·Рст=100·10·293/0,89·320·0,1=10288 млн.м3,

,

где Zз - коэффициент сжимаемости метана в конце цикла закачки (Zз=0,89) и отбора (Zo=0,93) газа при соответствующих пластовых условиях; Tст, Pст - стандартные температура (293 K) и давление (0,1 МПа).

Из приведенных вычислений видно, что объем буферного газа в ПХГ составляет 0,48 (4923/10288) всего объема хранимого газа, а объем активного газа - 5365 млн.м3.

По предлагаемому способу закачиваем в нижнюю часть ПХГ диоксид углерода с таким расчетом, чтобы в конце цикла отбора газа его верхняя граница достигала плоскости нижних дыр интервала перфорации эксплуатационных скважин, т.е. для наших условий объем CO2 в конце цикла отбора газа будет занимать в ПХГ 0,6 всего его порового объема.

Определяем объем CO2, который мы можем закачать в ПХГ:

VCO2=0,6·VП·PO·Тст/ZCO2·Тпл·Рст=0,6·100·5·293/0,8·320·0,1=3434 млн.м3,

где ZCO2=0,8 - коэффициент сжимаемости CO2 при пластовом давлении 5 МПа.

По найденной величине определяем объем порового пространства ПХГ, занимаемый CO2 в конце цикла закачки газа:

,

где ZCO2=0,4 - коэффициент сжимаемости CO2 при пластовом давлении 10 МПа.

Остальную часть порового пространства ПХГ будет занимать газ (метан), в результате объем хранимого газа составит:

Из данной величины буферный объем газа составит:

,

а активный (8745-1969)-6776 млн.м3.

Таким образом, на ПХГ с описанными параметрами имеется возможность увеличить объем активного газа с 5365 млн.м3 до 6776 млн.м3, а объем буферного газа уменьшить с 4923 млн.м3 до 1969 млн.м3. Кроме того, предлагаемый способ позволяет захоронить 3434 млн.м3 диоксида углерода.

В случае невозможности закачки всего объема диоксида углерода за один цикл, данная операция может быть реализована за несколько циклов закачки газа, при этом по методике, изложенной в примере реализации предлагаемого изобретения, определяется объем порового пространства ПХГ, занимаемый CO2 на каждом цикле закачки газа, а также объем закачиваемого природного газа с достижением максимального значения закачиваемого диоксида углерода на каком-то цикле закачки газа и соответствующих ему объемов хранимого и активного природного газа в ПХГ.

При использовании предлагаемого способа эксплуатации ПХГ значительно сокращаются объемы консервации природного газа на создание его буферных величин, увеличиваются активные объемы его хранения и использования, кроме того, имеется возможность утилизации (захоронение) значительных объемов диоксида углерода или других газов, загрязняющих природную среду.

Способ эксплуатации подземного хранилища природного газа, включающий сооружение эксплуатационных скважин со вскрытием коллекторов хранилища, циклическую закачку в хранилище природного газа с созданием буферного и активного его объемов, отбор активного объема природного газа и закачку в хранилище диоксида углерода с заменой на него части буферного объема природного газа, при этом в процессе эксплуатации подземного хранилища газа диоксид углерода закачивают за несколько циклов с таким расчетом, чтобы в конце циклов отбора природного газа граница раздела диоксида углерода и природного газа в хранилище достигала нижних отверстий интервала перфорации эксплуатационных скважин коллекторов, используемых для отбора газа.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 40 items.
10.01.2013
№216.012.194e

Способ вытеснения жидкости из пласта

Изобретение относится к области добычи нефти, в частности к способам интенсификации вытеснения пластовой жидкости из слоисто-неоднородных пластов при осуществлении газовой репрессии в указанные пласты, и может быть использовано при подземном хранении газа в пористых пластах. Обеспечивает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471970
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.23de

Система для контроля искривления ствола вертикальной скважины

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано для контроля целостности скважин, в частности осуществления контроля искривления ствола скважины. Система для контроля искривления ствола скважины содержит обратимый акустический преобразователь с равномерной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474684
Дата охранного документа: 10.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b85

Способ контроля искривления ствола скважины

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли и может быть использовано для контроля целостности скважин. Способ контроля искривления ствола скважины заключается в измерении величины прогиба бурильной или насосно-компрессорной трубы скважины с помощью скважинного прибора, спускаемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476668
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2c1f

Оптическая система для определения пространственного положения магистрального трубопровода

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для определения пространственного положения магистральных трубопроводов (МТ) в опасных местах их прохождения, например при пересечении дорог и взаимных пересечениях. Заявленная оптическая система содержит n источников...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476822
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.03.2013
№216.012.30fc

Способ получения метановодородной смеси

Изобретение относится к области химии. Способ получения метановодородной смеси осуществляют путем подачи природного газа по трубопроводу 1 в сатуратор 2, заполняемый циркулирующим конденсатом водяного пара 3, для получения смешанного газового потока 4, в который на выходе из сатуратора 2...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478078
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.05.2013
№216.012.441b

Способ создания малопроницаемого экрана в пористой среде при подземном хранении газа

Изобретение относится к способу создания малопроницаемого экрана в пористой среде при подземном хранении газа в пористых пластах-коллекторах и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. Согласно изобретению предварительно определяют необходимые объемы растворов в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483012
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.48e9

Способ исследования газовой скважины

Изобретение относится к области добычи природного газа и может быть использовано при исследовании газовых скважин, преимущественно не подключенных к газопроводам для сбора продукции скважин. Техническим результатом является использование добываемого газа в процессе исследования газовых скважин...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484245
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4d5a

Фронтально-козловой трубоукладчик

Изобретение относится к строительству трубопровода в стесненных горных условиях, а именно к средствам для осуществления операций по перемещению и наращиванию трубопровода из стальных гидроизолированных труб с зачищенными концами. Фронтально-козловой трубоукладчик содержит силовую раму с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485384
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.09.2013
№216.012.68b0

Способ определения анизотропии порового пространства и положения главных осей тензора проницаемости горных пород на керне

Изобретение относится к области исследования структуры порового пространства горных пород и предназначено для определения латеральной анизотропии фильтрационных свойств терригенного коллектора по результатам исследования его керна. Проводят исследование керна, для этого первоначально керновый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492447
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.12.2013
№216.012.8983

Аппаратура для исследования скважин

Изобретение относится к области эксплуатации скважин и может быть использовано для проведения геофизических исследований скважин. Техническим результатом является получение однозначных результатов исследований теплопроводности пластов, окружающих скважину переменного сечения. Аппаратура...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500885
Дата охранного документа: 10.12.2013
Showing 1-10 of 70 items.
10.01.2013
№216.012.194e

Способ вытеснения жидкости из пласта

Изобретение относится к области добычи нефти, в частности к способам интенсификации вытеснения пластовой жидкости из слоисто-неоднородных пластов при осуществлении газовой репрессии в указанные пласты, и может быть использовано при подземном хранении газа в пористых пластах. Обеспечивает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471970
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.03.2013
№216.012.30fc

Способ получения метановодородной смеси

Изобретение относится к области химии. Способ получения метановодородной смеси осуществляют путем подачи природного газа по трубопроводу 1 в сатуратор 2, заполняемый циркулирующим конденсатом водяного пара 3, для получения смешанного газового потока 4, в который на выходе из сатуратора 2...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478078
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.05.2013
№216.012.441b

Способ создания малопроницаемого экрана в пористой среде при подземном хранении газа

Изобретение относится к способу создания малопроницаемого экрана в пористой среде при подземном хранении газа в пористых пластах-коллекторах и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности. Согласно изобретению предварительно определяют необходимые объемы растворов в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483012
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.48e9

Способ исследования газовой скважины

Изобретение относится к области добычи природного газа и может быть использовано при исследовании газовых скважин, преимущественно не подключенных к газопроводам для сбора продукции скважин. Техническим результатом является использование добываемого газа в процессе исследования газовых скважин...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484245
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4d5a

Фронтально-козловой трубоукладчик

Изобретение относится к строительству трубопровода в стесненных горных условиях, а именно к средствам для осуществления операций по перемещению и наращиванию трубопровода из стальных гидроизолированных труб с зачищенными концами. Фронтально-козловой трубоукладчик содержит силовую раму с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485384
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.09.2013
№216.012.68b0

Способ определения анизотропии порового пространства и положения главных осей тензора проницаемости горных пород на керне

Изобретение относится к области исследования структуры порового пространства горных пород и предназначено для определения латеральной анизотропии фильтрационных свойств терригенного коллектора по результатам исследования его керна. Проводят исследование керна, для этого первоначально керновый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492447
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.12.2013
№216.012.8983

Аппаратура для исследования скважин

Изобретение относится к области эксплуатации скважин и может быть использовано для проведения геофизических исследований скважин. Техническим результатом является получение однозначных результатов исследований теплопроводности пластов, окружающих скважину переменного сечения. Аппаратура...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500885
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8985

Термический способ исследования технического состояния скважины

Изобретение относится к гидрогеологии, бурению и эксплуатации скважин и может быть использовано для проведения геофизических исследований технического состояния скважин. Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является расширение эксплуатационных возможностей способа на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500887
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.12.2013
№216.012.8986

Акустический способ определения места перетока флюида в заколонном пространстве скважины

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для определения качества цементирования скважин. Акустический способ определения места перетока флюида в заколонном пространстве скважины заключается в равномерном перемещении вдоль скважины акустического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500888
Дата охранного документа: 10.12.2013
10.02.2014
№216.012.9f0c

Термическая каротажная система для обследования технического состояния скважин

Изобретение относится к гидрологии, бурению и эксплуатации скважин и может быть использовано при проведении геофизических исследований технического состояния скважин. Техническим результатом, получаемым при внедрении изобретения, является расширение эксплуатационных возможностей за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506424
Дата охранного документа: 10.02.2014
+ добавить свой РИД