Спосіб розробки морських газогідратних покладів

Реферат: Спосіб розробки морських газогідратних покладів включає буріння свердловин, подачу теплоносія, формування теплового поля у вибраному газогідратному пласті, розкладання газогідратного покладу і подачу здобутого газу на поверхню. Буріння свердловин здійснюють кільцевою системою з улаштуванням центральної експлуатаційної газовідвідної свердловини з перфорацією у продуктивній зоні пласта, попередньо задають дебіт одержаного газу, визначають діапазон температур теплоносія, що подається, з урахуванням геолого-структурних особливостей покладу, розкладання газогідратного покладу здійснюють шляхом впливу зустрічних теплових потоків з ідентичними параметрами у заданому діапазоні температур, контролюють дебіт одержаного газу та порівнюють його з заданою величиною, а при відхиленні - регулюють параметри зустрічних потоків у заданому діапазоні температур. UA 94671 U (54) СПОСІБ РОЗРОБКИ МОРСЬКИХ ГАЗОГІДРАТНИХ ПОКЛАДІВ UA 94671 U UA 94671 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до газодобувної галузі, зокрема до систем видобутку газу (метану та його гомологів), в тому числі з пористої структури донних морських відкладень, що містять газові гідрати. Відомий спосіб добування газу з газових гідратів донних відкладень [Патент РФ 2412337, МПК Е21В 43/01], що включає розчинення верхнього шару скупчень газових гідратів водою з природною температурою водойми, з подачею її у опущений на дно дзвін, з утворенням в ньому водно-газової суміші з метаном та його гомологами та подальше відкачування даної суміші на поверхню спочатку примусово, а потім за рахунок газліфту. Недоліки: реалізація даного способу являється вельми затратною, оскільки потребує використання значних металомістких конструкцій, передбачає транспортування величезних об'ємів води з низьким вмістом газу, придатна лише на малих глибинах та обмежених по площі ділянках. Найбільш близьким аналогом є спосіб термічної розробки родовищ твердих вуглеводнів [Патент РФ 2231635, МПК Е21В], що включає розбурювання покладу свердловиною з системою замкнутих горизонтальних бокових секцій, формування теплового поля у нижньому пласті та відбір вуглеводнів з верхнього газогідратного пласта. У процесі експлуатації підтримується безперервне подання гарячої води за рахунок дії теплового поля, її циркуляція по утвореним замкненим каналам з нижнього пласта та примусова подача охолодженої води з верхнього пласта до нижнього з послідуючим відбором вуглеводнів з верхнього газогідратного пласта, та їх подальшою сепарацією. Недоліки: обов'язкова наявність під газогідратним покладом гарячої пластової води, що забезпечує циркуляцію гарячої води по системі труб для дисоціації газових гідратів, значна ускладненість багаторівневої схеми з пасивним висхідним потоком гарячої води та активним низхідним потоком, транспортування величезних об'ємів води, необхідність подальшої сепарації. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу розробки морських газогідратних покладів, в якому введенням нових технологічних операцій та параметрів досягається можливість безперервного отримання газу на великих глибинах при спрощенні технології, управління процесом дисоціації газових гідратів зі зниженням негативного впливу на природну структуру донних порід, особливо пористу, та виключення порушення водного балансу покладу, і за рахунок цього сприяє збільшенню продуктивності процесу в цілому при зниженні витрат. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі розробки морських газогідратних покладів, що включає буріння свердловин, подачу теплоносія, формування теплового поля у вибраному газогідратному пласті, розкладання газогідратного покладу і подачу здобутого газу на поверхню, згідно з корисною моделлю, буріння свердловин здійснюють кільцевою системою з улаштуванням центральної експлуатаційної газовідвідної свердловини з перфорацією у продуктивній зоні газогідратного пласта, попередньо задають дебіт одержаного газу, визначають діапазон температур теплоносія, що подається, з урахуванням геолого-структурних особливостей покладу, розкладання газогідратного покладу здійснюють шляхом впливу зустрічних теплових потоків з ідентичними параметрами у заданому діапазоні температур, контролюють дебіт одержаного газу та порівнюють його з заданою величиною, а при відхиленні - регулюють параметри зустрічних потоків у заданому діапазоні температур. На кресленні представлена схема розробки морських газогідратних покладів: 1 - нагнітально-зливні свердловини для циркуляції теплої морської води, що береться з верхніх шарів моря 2 - центральна експлуатаційна газовідвідна свердловина з перфорацією 3 - газоприймальні установки 4 - продуктивна зона газогідратного пласта 5 - плавучі платформи. Спосіб здійснюється наступним чином. Попередньо вивчають та визначають контури газогідратного родовища. Враховуючи гірничогеологічні та термічні умови вибраного покладу, визначають діапазон температур і глибин розробки, а також дебіт одержуваного газу. З плавучої платформи "5", що знаходиться на поверхні моря, відомим способом бурять кущ кільцевих вертикальних нагнітально-зливних свердловин для циркуляції теплої морської води, що береться з верхніх шарів моря, "1" з улаштуванням центральної експлуатаційної газовідвідної свердловини з перфорацією "2". На глибині покладу свердловини переходять у 1 UA 94671 U 5 10 15 20 25 30 35 горизонтальну плоскість з послідуючим виходом до поверхні продуктивної зони газогідратного пласта "4" для замикання її частини у замкнену циліндричну плоскість для теплового впливу. Подають теплоносій заданої температури по нагнітально-зливним свердловинам "1", які призначені для циркуляції теплої морської води, що береться з верхніх шарів моря. По свердловинам "1" циркулюватиме теплоносій на зустріч один одному, що надасть змогу регулювати процес дисоціації газогідрату з урахуванням можливості виникнення каталітичної реакції й робити його більш повільним у разі необхідності при досить стабільних параметрах. При закачуванні теплоносія шляхом впливу зустрічних теплових потоків з ідентичними параметрами у заданому діапазоні температур через кущ нагнітально-зливних свердловин "1" буде відбуватися нагрівання продуктивної зони газогідратного пласта "4". Основним компонентом газового гідрату є метан та його гомологи. У результаті подачі тепла усередину кристалічної решітки газогідрату він розкладеться на вільний газ та воду. При цьому, щойно газ почне вивільнятися з продуктивної зони газогідратного пласта "4", відбудеться його затягування у центральну експлуатаційну газовідвідну свердловину з перфорацією "2", по якій він і підніматиметься до поверхні. Таким чином, з центральної експлуатаційної газовідвідної свердловини "2" газ буде надходити до газоприймальних установок "3", що розташовані на плавучих платформах "5". У процесі видобутку безперервно контролюють дебіт одержаного газу та порівнюють його з заданою величиною. При відхиленні - регулюють параметри зустрічних потоків (швидкість або об'єм закачування теплоносія), що дозволяє виконати кільцева система нагнітально-зливних свердловин "1". Основним принципом, що лежить в основі даного способу, є підведення тепла до продуктивної зони газогідратного пласта "4", що викликає їх дисоціацію за рахунок порушення фазової рівноваги в сторону повільного розкладання газогідрату на газ (метан та його гомологи) і воду, що особливо важливо для пористої структури донних морських відкладень, де стабільні параметри мають переважне значення. При цьому вода, що вивільнилася, залишиться на місці у покладі, а газ, що вивільнився, буде уловлюватися центральною експлуатаційною газовідвідною свердловиною з перфорацією "2" та надходити на плавучі платформи "5" у газоприймальні установки "3". Як відомо, дисоціація газових гідратів є екзотермічною каталітичною реакцією. Тому даний спосіб також дозволить використовувати тепло, яке виділяється при розкладанні газогідрату, що відповідно надасть можливість отримати керований процес при промисловому видобутку природного газу з газогідратних покладів, що містяться у поруватому середовищі донних морських порід, шляхом регулювання закачування теплоносія. Заявлений спосіб може бути реалізований при добуванні природного газу в умовах Чорного та інших морів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 Спосіб розробки морських газогідратних покладів, що включає буріння свердловин, подачу теплоносія, формування теплового поля у вибраному газогідратному пласті, розкладання газогідратного покладу і подачу здобутого газу на поверхню, який відрізняється тим, що буріння свердловин здійснюють кільцевою системою з улаштуванням центральної експлуатаційної газовідвідної свердловини з перфорацією у продуктивній зоні пласта, попередньо задають дебіт одержаного газу, визначають діапазон температур теплоносія, що подається, з урахуванням геолого-структурних особливостей покладу, розкладання газогідратного покладу здійснюють шляхом впливу зустрічних теплових потоків з ідентичними параметрами у заданому діапазоні температур, контролюють дебіт одержаного газу та порівнюють його з заданою величиною, а при відхиленні - регулюють параметри зустрічних потоків у заданому діапазоні температур. 2 UA 94671 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3