К. геол . -минерал. н. Стерленко З. В., к. геол . -минерал. н. Еремина Н. В.,

Уманжинова К. В., Рожнова А. А., Голованов К. С., Логвинова Т. В.

ФГБОУ ВПО «Северо-Кавказский Федеральный Университет»,г. Ставрополь, Российская Федерация

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕМКОСТНО-ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ОТЛОЖЕНИЙ ХАДУМСКОГО ГОРИЗОНТА СЕВЕРО-СТАВРОПОЛЬСКОГО ПХГ ПО ГЕОЛОГО-ПРОМЫСЛОВЫМ ДАННЫМ В ПЕРИОД ЗАКАЧКИ И ОТБОРА ГАЗА

В связи с тем, что подземные хранилища газа (ПХГ) являются стратегическими объектами в единой системе газопотребления и газораспределения в России, обеспечение их долговечности и безопасности работы представляется актуальной задачей для специалистов как научных, так и производственных предприятий.

Природный резервуар ПХГ как сложная природно-техногенная система должен обеспечивать хранение и фильтрацию газа по пласту-коллектору. Свойства пласта, которые необходимо при этом исследовать – пористость и проницаемость. Ранее проведенными исследованиями было установлено, что проницаемость пласта-коллектора в процессе разработки месторождения и эксплуатации ПХГ изменяется [1] .

При расчете авторы исходили из теоретического предположения, что каждая скважина дренирует приблизительно равные цилиндрические объемы пласта вокруг скважины с радиусом основания R. Численное значение радиуса было снято с плана расположения скважин с таким расчетом, чтобы круговые зоны влияния вокруг скважин не перекрывали друг друга и, чтобы дренированием был охвачен как можно больший объем пласта.

После определения дренируемого объема определялся объем газа, который может вместить дренируемый объем ( V ₀ ) в период эксплуатации закачки при начальном давлении (Р _нач ).

При закачке на оставшийся после отбора объем газа будет закачан объем V ₀ * P _кон . Исходя из этого, был рассчитан тот объем газа, который может быть закачан при изменении давления от Р _нач до Р _кон из дренируемого каждой скважиной объема пласта.

Затем сравнивались объемы, которые можно было бы закачать в каждую скважину в соответствии с темпами фактических закачек. Оказалось, что эти объемы не равны. В одних случаях в скважины закачивалось больше газа, а в других меньше, чем находилось в дренируемом пространстве с учетом перепада давления. При этом внутри пласта происходило перераспределение газа через поверхность дренируемого объема. Иными словами, в зависимости от производительности той или иной скважины в пределах описываемых объемов через воображаемую цилиндрическую поверхность формируются линии тока газа, объем которого также был рассчитан. Поскольку в течение цикла скважины работают разное время, то при расчетах использовалась величина, характеризующая удельный приток (отток) газа.

Зная расход газа через поверхность зоны фильтрации, определялась скорость фильтрации, по которой затем рассчитывалась проницаемость породы на границе раздела дренируемых объемов скважин.

Как указывалось ранее после каждого цикла отбора в отдельно взятой скважине в цикле закачки начинает работать только определенный набор проницаемых пропластков, причем существенно отличающийся от заключительных этапов предыдущего цикла отбора. Скорее всего, это обусловлено тем, что во время закачки газа в некоторой степени изменяется часть дренажной системы в призабойной зоне пласта. В связи с этим для расчета величины газонасыщенной толщины и пористости принимались исходя из результатов исследования методом ИННК, при этом не учитывались про­пластки с нулевой газонасыщенностью на данный период эксплуатации ПХГ.

Для 24 цикла закачки величина пористости изменялась от 0,17 до 0,42. Средневзвешенное по всей толщине значение составило 0,28. Для 25 цикла величина пористости варьирует от 0,17 до 0,41, средневзвешенное по толщине значение – 0,29.

Величина газонасыщенности для 24 цикла по всей толщине продуктивного горизонта (хадум 2 + хадум 3) изменялась от 0,38 до 0,97, по 25 циклу – от 0,04 до 0,98. Средневзвешенное по всей толщине значение составляет 0,66 для 24 цикла, и 0,60 – для 25 цикла.

Для определения проницаемости в скважинах был произведен расчет этого параметра по данным работы скважин в течение 24 и 25 циклов закачки газа.

По рассчитанным значениям проницаемости построены гистограммы распределения, анализ которых показывает, что в 24 цикле закачки по всем ГРП количество значений коэффициентов проницаемости менее 1 мкм ² составлял 58%, в 25 цикле – 51%. В процессе перехода от цикла к циклу отмечается перераспределение среди значений проницаемости более 1 мкм ² . Так в 24 цикле количество значений проницаемости от 1 до 2 мкм ² составляло 25%, в 25 цикле – 26%. В 24 цикле зафиксированы значения от 2 до 3 мкм ^{2 –} 14% и от 3 до 3,5 мкм ^{2 –} 3%, в 25 цикле значения проницаемости от 2 до 3 мкм ² – 17% и от 3 до 3,5 мкм ² – 7% (рис. 1).

Рис. 1. Гистограммы распределения проницаемости за 24 и 25 цикл закачки

Аналогичным образом проводились расчеты проницаемости по данным эксплуатации скважин в периоды отборы газа.

Средневзвешенное по толщине значение пористости для всех исследованных циклов (23, 24, 25, 26) изменялось от 0,26 до 0,28.

Средние значения газонасыщенности варьировали в диапазоне 0,52–0,63.

По рассчитанным значениям проницаемости построены гистограммы распределения, анализ которых показывает, что в 23 цикле отбора по всем ГРП количество значений коэффициентов проницаемости менее 1 мкм ² составляло 86%, в 24 цикле – 81%, в 25 цикле – 50%, в 26 цикле – 61%. В процессе перехода от цикла к циклу было отмечено перераспределение среди значений проницаемости, составляющих более 1 мкм ² . В 23 цикле количество значений проницаемости от 1 до 2 мкм ² составляло 14%, в 24 цикле – 17%, в 25 цикле – 40%, в 26 цикле – 30%. В 23 цикле значения проницаемости от 2 до 3,5 мкм ² отсутствуют, в 24 цикле значения проницаемости от 2 до 3,5 мкм ² составляло 2%, в 25 цикле – 10%, в 26 – 9% (рис. 2).

Из представленных на рис. 2 гистограмм распределения проницаемости за исследованные циклы отбора, как и для циклов закачки в процессе эксплуатации резервуара ПХГ отмечается перераспределение значений проницаемости более 1 мкм ² в сторону их увеличения.

Рис. 2. Гистограммы распределения проницаемости за 23, 24, 25, 26 цикл отбора

Таким образом, можно сделать вывод, что увеличение проницаемости в процессе эксплуатации ПХГ для скважин является общей тенденцией как для циклов отборов, так и циклов закачки.

Список использованных источников:

1. Гридин В. А. Определение фильтрационных характеристик резервуара хадумского горизонта по комплексу геолого-промысловых данных в процессе эксплуатации Северо-Ставропольского ПХГ / В. А. Гридин, З. В. Стерленко, Н. В. Еремина // ВУЗовская наука – Северо-Кавказскому региону: тезисы докладов 15-й научно–технической конференции. Секция «Естественные и точные науки. Технические и прикладные науки». Т. 1. – Ставрополь: СевКавГТУ 2011 – С. 116–117.