Спосіб створення та експлуатації підземного сховища газу

Заявлене технічне рішення відноситься до газової промисловості і може бути використане при створенні та експлуатації підземних сховищ газу Відомий спосіб створення та експлуатації підземного сховища газу (ПСГ) в водоносних структура х або газоносних пластах, який включає буріння свердловин, будівництво компресорної станції (КС) та закачування і відбирання газу (а.с. СРСР №1820597, МПК В65G5/00, опубл. 07.07.1993р бюл. №21). Недоліком цього способу являється те, що при довгому періоді експлуатації поступово зменшується активний об'єм газу та збільшується буферний об'єм газу. Це викликано тим, що в процесі багаторазових відбирань газу разом з ним з пласта-колектора виносяться пластові та конденсаційні води і, таким чином, він осушується, підвищується коефіцієнт газонасиченості, зростає газонасичений поровий об'єм, в якому при одному й тому об'ємі зберігає-мого газу верхня і нижня межі газових тисків знижується. Таке явище призводить до того, що свердловини починають працювати з робочими тисками на гирлі нижчими, ніж це передбачено проектом. Особливо це важливо в останні місяці відбору, коли робочий тиск на гирлі свердловини не перевищує робочого тиску в магістральному газопроводі або стає нижче його, що не дає можливості відібрати весь активний об'єм газу. Цю проблему вирішують шляхом додаткового закачування буферного об'єму газу, або будівництвом дожимної компресорної станції, яка працює тільки на відбір, або заводненням частини газового покладу через мережу спеціально побудованих та облаштованих нагнітальних свердловин. Все це вимагає додаткових фінансових витрат і значно збільшує вартість створення та експлуатації ПСГ. Найбільш близьким технічним рішенням до заявленого є спосіб створення та експлуатації підземного схови ща газу, який включає буріння свердловин, будівництво компресорної станції та системи підготовки газу, підключення до магістрального газопроводу, закачування буферного об'єму газу та активного об'єму газу і відбирання активного об'єму газу (Ф.А.Требин, Ю.Ф.Макогон, К.С.Басниев "Добыча природного газа", М. "Недра", 1976, стр.356-357). В цьому способі активний і буферний об'єм газу та газопровід підключення розраховуються і будуються тільки на відбирання газу із схови ща. Недоліком цього способу є те, що при відбиранні газу внаслідок зменшення його тиску на гирлі свердловини до рівня тиску на вході магістрального газопроводу або нижче, стає неможливим відібрати весь активний об'єм газу. Для відбирання всього активного об'єму газу необхідно будівництво додаткової компресорної станції, що збільшує вартість створення та експлуатації ПСГ. Метою технічного рішення, що заявляється, є зменшення матеріальних витрат на створення ПСГ, підвищення продуктивності їх роботи та покращення техніко-економічних показників їх експлуатації. Поставлена мета досягається тим, що у відомому способі, який включає буріння свердловин, будівництво компресорної станції та системи підготовки газу, підключення до магістрального газопроводу, закачування буферного об'єму газу та активного об'єму газу і відбирання активного об'єму газу, згідно винаходу, створюване підземне сховище газу підключають до системи магістральних газопроводів з різними робочими тисками, для закачування буферного об'єму газу та частини активного об'єму газу використовують магістральний газопровід з низьким робочим тиском, потім для закачування другої частини активного об'єму газу використовують магістральний газопровід з високим робочим тиском, для початкового відбирання активного об'єму газу використовують магістральний газопровід з високим робочим тиском, а потім для відбирання залишку активного об'єму газу використовують магістральний газопровід з низьким робочим тиском. Технічним результатом є зменшення вартості створення та експлуатації ПСГ за рахунок відмови від будівництва КС. Підключення ПСГ до системи магістральних газопроводів дає можливість збільшити активний об'єм газу, та більш гн учко керувати потоками газу в газотранспортній системі. Проведений патентний пошук не виявив технічних рішень, в яких ПСГ підключають до системи магістральних газопроводів з різними робочими тисками, що дає змогу говорити про відповідність заявляемого способу критерію "новизна". Сутність запропонованого технічного рішення заключається в наступному: при створенні підземного газосховища на базі відробленого родовища спочатку пробурюють свердловини, компресорну станцію, облаштовують систему підготовки газу, закачуютьнеобхідну кількість буферного газу, і тільки потім - активний об'єм газу. Але на багатьох ПСГ, що створені на основі виснажених газових родовищ, не вдається закачати об'єм газу, який би дорівнював початковому об'єму. Внаслідок цього залишаються невикористаними потужності КС та системи підготовки, яки розраховані на роботу з початковим об'ємом газу. Відбувається це через те, що в процесі розробки родовища скоротився газонасичений поровий простір за рахунок зменшення пор та закриття тріщин під впливом пластового тиску. При створенні та експлуатації ПСГ початковий пластовий тиск відновити не вдається внаслідок короткого (5-6 місяців) порівняльне з терміном природного формування родовища (мільйони років) періоду закачування газу. В зв'язку з цим фактичний об'єм зберіга-ємого газу в ПСГ майже на 20-30% менше початкових запасів і приблизно на таку ж величину залишаються невикористана потужність КС та система підготовки газу. Для закачування об'єм газу, кий би дорівнював початковому необхідно підключити ПСГ до системи газопроводів, які мають різні робочі тиски, що дозволить гнучко регулювати об'єми закачування та відбирання газу. Створення ПСГ та його експлуатацію згідно способу, що заявляється, проводять в такій послідовності: 1 - пробурюють свердловини, будують компресорну станцію та систему підготовки газу; 2 - підключають ПСГ до системи магістральних газопроводів з різними робочими тисками; З - закачують весь буферний об'єм газу і частину активного об'єму із магістрального газопроводу із низьким робочим тиском, а другу частин у активного об'єму — із магістрального газопроводу з високим робочим тиском; 4 - відбирання газу проводять спочатку в магістральний газопровід з високим робочим тиском, а кінці процесу відбирання - в магістральний газопровід з низьким робочим тиском. Прикладом здійснення способу, що заявляється, є експлуатація Пролетарського ПСГ, створеного в горизонті М-7 та створюється в горизонтах Б-5 і Б-9. Згідно технологічних розрахунків, у відробленому газовому покладі горизонті М-7 передбачалось створити схови ще з об'ємом зберігання 2000млн.м 3 при пластовому тиску 14,9МПа. При створенні штучного газового покладу загальний об'єм зберігання газу (2136млн.м 3) був неодноразово досягнутий на четвертий та шостий рік експлуатації, але проектний активний об'єм газу не було відібрано жодного разу. Це пов'язано з тим, що поровий газонасичений простір виявився більшим за проектний і для відбирання всього активного об'єму не вистачає енергії пластового тиску, який повинен був становити на кінець періоду відбирання 7,0МПа, що давало б змогу подавати необхідні об'єми газу до газопроводу Шебелинка-Дніпропетрівськ-Кривий Ріг (ШДКРі), в якому тиск на період березня - квітня становив 4,0-4,2МПа. Але, як показують результати 12 річної експлуатації сховища в гор. М-7, при відбиранні 80-75% активного об'єму тиск на усті свердловини досягав величини 4,5-4,7МПа. Після проходження системи підготовки та редукування газ на вході в замірний вузол має тиск 3,9-4,0МПа., тобто подавати його в газопровід ШДКРі неможливо. В таких умовах можлива експлуатація ПСГ за трьома шляхами. Перший - це зменшити на 20-25% активний об'єм газу і на стільки ж збільшити буферний об'єм , для фінансування якого потрібно 65-70млн. грн. Другий - для забезпечення відібрання всього проектного активного об'єму в системі магістральних газопроводів ШДКРі знизити робочий тиск до 2,5-3,0МПа. Але цього зробити неможливо, тому що це пов'язано з плановими об'ємами транспортування газу в системі. Третій - побудувати дожимну компресорну станцію, яка дасть можливість підняти тиск газу після замірного вузла і подати його в газопровід в проектному розмірі. Компресорна станція (КС) першого ступеню необхідна також для того, щоб закачувати необхідні об'єми газу і довести пластовий тиск в кінець періоду закачування до проектної величини (14,9МПа). Необхідно будувати КС з трьома агрегатами Ц-6,3 - В/76-2,2. Вартість такого будівництва становить 25-30млн. гривень. Для підземних сховищ газу, які створюються в горизонтах Б-5 і Б-9, де побудовані всі експлуатаційні та спостережні свердловини, система підготовки газу, активний об'єм буде в 2,5-3 рази більшим від того, що маємо в горизонті М-7. Тому необхідно будувати компресорні станції відповідно в 2,5-3 рази більш потужні і вартість їх будівництва буде становити 75-80млн. гривень. Тобто загальні витрати на будівництво тільки КС першої черги становлять 100-110млн. гривень. Але найбільш економічно вигідним варіантом є підключення Пролетарського ПСГ до магістральнихгазопроводів "Союз" та Шебелінка-Полтава -Київ (ШПК). Для цього необхідно побудува ти газопровід довжиною 50км з підключенням його на закачування та відбирання газу до магістрального газопроводу "Союз", де тиск становить 7,0-7,5МПа і на відбирання - до магістрального газопроводу ШПК, де тиск не піднімається вище 2,2МПа. Вартість будівництва цього газопроводу підключення буде становити 50-55млн. грн., що дає змогу зменшити витрати приблизно на 50млн. грн. Підключення до магістрального газопроводу "Союз" дасть змогу повністю відмовитись від будівництва КС першого ступеню та вийти на проектні показники при створенні ПСГ не тільки в гор. М-7, а і в гор. Б-5 і Б-9. Експлуатація Пролетарського ПСГ буде виконуватися в такій послідовності: для закачування буферного об'єму газу і основної частини активного об'єму газу (тобто 75-80% від загального об'єму зберігання) буде використовува тися газ із магістрального газопроводу ШДКРі. В кінці періоду закачування залишок активного об'єму газу буде подаватися із магістрального газопроводу "Союз", що дасть змогу вивести ПСГ на проектні показники не тільки по об'ємам зберігання, а і по величині пластового тиску. Відбирання активного об'єму газу буде проводитися в зворотній послідовності: спочатку подаватимуть газ в магістральний газопровід "Союз", потім в ШДКРі та в ШПК. Це дозволить збільшити об'єми видобутку активного газу на 15-20% від проектних величин, тобто відмовитись від будівництва нового підземного газосховища газу з активним об'ємом 250-300млн. м.