Спосіб експлуатації підземного сховища газу

1. Спосіб експлуатації підземного сховища газу, що включає закачування природного газу у пласт-колектор, його зберігання і відбирання, закачування інертного газу для заміщення частини буферного газу, який відрізняється тим, що процес закачування інертного газу виконують наступним чином: спочатку закачують у пласт-колектор інертний газ - діоксид вуглецю, а потім - інертний газ, вибраний як основний інертний газ для заміщення частини буферного газу. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як основний інертний газ для заміщення частини буферного газу використовують азот або будь-який інший газ, який не містить реагуючих компонентів. (19) (21) u200812919 (22) 05.11.2008 (24) 25.03.2009 (46) 25.03.2009, Бюл.№ 6, 2009 р. (72) МАРЧУК ЯРОСЛАВ СЕМЕНОВИЧ, UA, КЛЮК БОГДАН ОЛЕКСІЙОВИЧ, UA, ШИМКО РОМАН ЯРОСЛАВОВИЧ, UA, ДЕРКАЧ МИХАЙЛО ПЕТРОВИЧ, UA, ЗАРУБІН ЮРІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, UA, ВЕЧЕРІК РОМАН ЛЕОНІДОВИЧ, UA, ХАЄЦЬКИЙ ЮРІЙ БРОНІСЛАВОВИЧ, UA, ЗАЄЦЬ ВІКТОР ОЛЕКСАНДРОВИЧ, UA (73) МАРЧУК ЯРОСЛАВ СЕМЕНОВИЧ, UA, КЛЮК БОГДАН ОЛЕКСІЙОВИЧ, UA, ШИМКО РОМАН ЯРОСЛАВОВИЧ, UA, ДЕРКАЧ МИХАЙЛО ПЕТРОВИЧ, UA, ЗАРУБІН ЮРІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, UA, ВЕЧЕРІК РОМАН ЛЕОНІДОВИЧ, UA, ХАЄЦЬКИЙ 3 му за рахунок закачування інертного газу - діоксиду вуглецю (вуглекислий газ, СО2) у пластколектор перед процесом закачування іншого інертного газу, наприклад, азоту для заміщення частини буферного газу на етапі циклічної експлуатації ПСГ, буде отримано можливість провести ефективне очищення привибійної зони свердловин та навколосвердловинного порового простору пласта-колектора від машинного масла, забезпечити високу продуктивність (приймальність) свердловин, відбирати додаткові об’єми природного газу і мінімізувати процес дисперсії природного газу та азоту, і, тим самим, забезпечити необхідну якість природного газу, який відбирають з ПСГ у процесі експлуатації, та покращення технікоекономічних показників роботи ПСГ. Поставлена задача вирішується тим, що у способі експлуатації підземного сховища газу, що включає закачування природного газу у пластколектор, його зберігання і відбирання, закачування інертного газу для заміщення частини буферного газу, згідно з корисною моделлю процес закачування інертного газу виконують наступним чином: спочатку закачують у пласт-колектор інертний газ діоксид вуглецю, а потім - інертний газ, вибраний як основний інертний газ для заміщення частини буферного газу. При цьому, як основний інертний газ для заміщення частини буферного газу використовують азот або будь-який інший газ, який не містить реагуючих компонентів, тобто компонентів, які містять кисень, окиси азоту, сірки тощо. Спосіб здійснюється наступним чином. Процес експлуатації підземних сховищ газу супроводжується постійними знакозмінними термобаричними навантаженнями на пласт і експлуатаційні свердловини, що виникають внаслідок циклічності закачування/відбирання природного газу в/із ПСГ на протязі тривалого періоду експлуатації. Разом з цим, закачування природного газу у сховище здійснюють за допомогою компресорної станції, робота якої супроводжується потраплянням у привибійну зону (зону перфорації) свердловин машинного масла та подальшим його проникненням у пласт-колектор. Це призводить до зниження продуктивності свердловин внаслідок кольматації не тільки привибійної зони, а й навколосвердловинного порового простору пласта-колектора. Для проведення ефективного заміщення буферного природного газу інертним, під час закачування основного інертного газу, наприклад, азоту, повинен утворюватись рівномірний фронт витіснення природного газу. При значній кольматації привибійної зони свердловин та їх погіршених продуктивних характеристиках неможливо досягти ефекту рівномірного просування азоту по пластуколектору. У цьому випадку для ліквідації кольматації у зоні перфорації, видалення проміжних і важких компонентів машинного масла з привибійної зони свердловин та наступного їх винесення на значну відстань використовують інертний газ - діоксид вуглецю. Під час попереднього закачування інертного газу - діоксиду вуглецю через свердловини відбувається очищення привибійної зони свердловин та навколосвердловинного порового простору плас 40167 4 та-колектора в результаті розчинення і/або випаровування проміжних і важких компонентів машинного масла і переходу їх у газову фазу. За рахунок цього відбувається збільшення приймальності свердловин. Радіус та швидкість розповсюдження діоксиду вуглецю залежить відповідно від обсягу та темпів його закачування. Чим більше обсягзакачуваного діоксиду вуглецю, тим якісніше відбувається очищення привибійної зони, а разом з цим збільшується очікувана приймальність свердловин і термін їх стабільної роботи в радіусі впливу для забезпечення рівномірного закачування основного інертного газу - азоту. Під час закачування азоту відбувається витіснення діоксиду вуглецю, насиченого розчиненими важкими компонентами машинного масла, у віддалені частини пласта-колектора, що сприяє очищенню привибійної зони свердловин та навколосвердловинного порового простору. Формування зони із діоксиду вуглецю, яка є "перехідною" зоною між природним газом та азотом, сприяє створенню умов для покращення закачування азоту у пластколектор і мінімізації дисперсії газів, а також унеможливлює вилучення азоту. Зона діоксиду вуглецю є чітким індикатором забезпечення необхідної якості природного газу, який відбирають з ПСГ у процесі експлуатації, та можливості відбирання додаткових об’ємів кондиційного природного газу. Як зазначено вище, у процесі закачування азоту відбувається переміщення штучно сформованої зони діоксиду вуглецю на значну відстань від свердловин. Враховуючи те, що підземні сховища газу створюють у високопроникних колекторах з проникністю для водоносних структур не менше 500мД, виснажених газових (газоконденсатних) родовищ - не менше 100-300мД, та те, що існуючі ПСГ України підпадають під зазначені параметри за коефіцієнтом проникності, кольматація віддалених зон пласта-колектора на будь-якому з них максимально унеможливлюється. Таким чином, використання запропонованої технології на ПСГ України по закачуванню у пластколектор діоксиду вуглецю з наступним закачуванням азоту в якості буферного газу дозволяє: 1. Здійснити очищення привибійної зони свердловин та навколосвердловинного порового простору пласта-колектора від машинного масла і забезпечити високу приймальність свердловин, які використовують для закачування азоту, та, відповідно, збільшити темп його закачування у пластколектор. 2. Забезпечити рівномірне просування за усіма напрямками фронту витіснення "азот - діоксид вуглецю - природний газ" і виключити дисперсію газів (азоту та природного газу). 3. Утворити "перехідну" зону діоксиду вуглецю, забезпечивши при цьому відбирання кондиційного природного газу під час циклічної експлуатації ПСГ та вилучення додаткових об’ємів природного газу. Запропонований спосіб пояснюється за допомогою схем, де зображено на: Фіг.1 - схема закачування діоксиду вуглецю у пласт-колектор; Фіг.2 - схема закачування азоту у пластколектор. 5 Спосіб реалізують наступним чином. Діоксид вуглецю закачують у пласт-колектор 1 через свердловину 2 для очищення привибійної зони 3 та навколосвердловинного порового простору 4 від машинного масла (Фіг.1). Після цього через свердловину 2 закачують азот, під дією якого проходить витіснення штучно утвореної "перехідної" зони діоксиду вуглецю, насиченої розчиненими проміжними і важкими компонентами машинного масла 5 у віддалені частини пластаколектора 1. Відбирання кондиційного природного газу під час циклічної експлуатації ПСГ та додаткових об’ємів природного газу здійснюють через свердловини 6 (Фіг.2). Якщо провести розрахунки на прикладі гіпотетичного ПСГ, то вони виглядатимуть наступним чином. Газосховище експлуатують у циклічному режимі на глибині 1000м на базі виснаженого газового родовища із загальним об’ємом зберігання 2000млн. м3 газу при максимальному пластовому тиску 100кгс/см2, в тому числі активний газ складає 1000млн. м3, буферний газ - 1000млн. м3 при мінімальному пластовому тиску 50кгс/см2. Загальний фонд свердловин ПСГ складається із 100 свердловин, у тому числі експлуатаційних - 85, спостережних усіх видів - 15. Закачування інертного газу - діоксиду вуглецю у пласт-колектор здійснюють через 5 свердловин, визначених для закачування основного інертного газу, наприклад, азоту, як буферного газу, із середньою приймальністю однієї свердловини, що коливається в межах 10-20тис. м3/добу. Як діоксид вуглецю можуть бути використані відпрацьовані вихлопні гази компресорних станцій ПСГ. За добу у пласт-колектор по кожній свердловині закачують біля 20тис. м3 діоксиду вуглецю, а в цілому по 5 свердловинах - біля 100тис. м3. Це дозволяє здійснити якісне очищення привибійних зон і штучно утворити у пласті-колекторі навколо кожної свердловини потужну "перехідну" зону діоксиду вуглецю із радіусом розповсюдження 6-10м від стволів свердловин. Після цього закачування діоксиду 40167 6 вуглецю припиняють і здійснюють закачування азоту із середньою приймальністю однієї свердловини близько 140-150тис. м3/добу. Такий високий темп закачування азоту може бути забезпечений завдяки якісному попередньому очищуванню привибійної зони свердловин, можливістю рівномірного просування фронту витіснення "азот - діоксид вуглецю - природний газ" за усіма напрямками та створенням "перехідної" зони діоксиду вуглецю, що унеможливлює дисперсію газів. Відбирання кондиційного активного газу та додаткових об’ємів природного газу здійснюють через експлуатаційні свердловини із дебітом однієї свердловини близько 140-150тис. м3/добу. Тобто, об’єм природного газу, який відбирають додатково, буде практично рівний об’єму азоту, що закачують у ПСГ, внаслідок майже однакових коефіцієнтів стисливості газів. За один рік закачування азоту у пластколектор згідно із запропонованим способом очікуване відбирання додаткових об’ємів природного газу складе близько 98-105млн. м3, що в грошовому еквіваленті при ціні на природний газ 179,5 доларів США за 1000м3 складатиме 17,59118,848млн. доларів США. Крім того, економія коштів у разі використання діоксиду вуглецю замість різного роду модифікацій поверхнево-активних речовин (ПАР) складе близько 1млн. доларів США. Загальний прибуток від реалізації способу сягатиме 18,591-19,848млн. доларів США на рік. Таким чином, запропонований спосіб експлуатації підземного сховища газу дозволить провести ефективне очищення привибійної зони свердловин та навколосвердловинного порового простору пласта-колектора від машинного масла, забезпечити високу приймальність свердловин, мінімізувати дисперсію інертного та природного газів у пласті-колекторі, вилучити додаткові об’єми природного газу, що, тим самим, забезпечить покращення техніко-економічних показників експлуатації ПСГ. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 40167 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601