Анализ геологических условий территории Восточной и Западной Сибири с целью расширения системы подземного хранения газа ПАО

К ним относятся территории Гыданского и Енисейско-Хатангского нефтегазового районов – центральная и северная части Гыданского полуострова, Енисейско-Хатангский региональный прогиб, а также акватория южной части Карского моря с Обской и Тазовской губами.[16] (Рис. 11)Рисунок 11Новые территории освоения добычи газа и нефтиВторое направление связано с дальнейшим изучением глубоко залегающих комплексов нижней и средней юры, доюрского основания и сложноструктурированнойачимовской толщи нижнего мела в северных и центральных районах внутренней части провинции. Кроме того, в центральных районах Западной Сибири, в первую очередь на территории ХМАО, значительные ресурсы нефти содержатся в баженовской свите («сланцевая нефть») [5].Третье направление включает изучение береговых зон юрско-мелового осадочного бассейна в пределах мегамоноклиз Внешнего пояса. Однако из-за существенного сокращения мощности потенциально продуктивных отложений и опесчиванияфлюидоупоров ожидать крупных открытий на этой территории маловероятно. Данный тезис подтверждается размерами запасов месторождений (преимущественно газа), выявленных в настоящее время в Березовском нефтегазоносном районе (НГР) Приуральской НГО. В рамках этого же направления. [6].В перспективе долгосрочного характера объемы добычи газа будут в основном определяться внешним спросом и мировой конъюнктурой цен на энергоносители, развитием газотранспортной инфраструктуры, пополнением ресурсной базы, научными и техническими инновациями в области разведки и добычи газа, а также уровнем инвестиций в традиционных и новых регионах добычи газа.[16]Также в рассмотрении перспективы создания ПХГ на юге Красноярского края только с южными районами Приенисейской части Западно-Сибирской низменности к западу от г. Красноярск. Наиболее многообещающий район для поиска структур в водоносных пластах находится к северу от города Ачинск.Основной целью создания ПХГ является регулирование сезонной неравномерности внутреннего газопотребления, а также поставок газа на экспорт и обеспечение надежности поставок газа в случае аномально холодных зим и аварий в газотранспортной системе. Эксплуатация газохранилищ позволяет избежать излишних затрат в развитие газодобывающих и газотранспортных мощностей.Потребность в активном объеме газа ПХГ (без долгосрочных резервов) на уровень 2030 г. оценивается в объеме 5,9 млрд. м3:для потребителей Восточной Сибири — 1,9 млрд. м3;для потребителей Дальнего Востока — 1,5 млрд. м3;для регулирования поставок газа на экспорт по магистральным газопроводам (5% от объема экспорта) — 2,5 млрд. м3.Такие показатели дает официальный сайт Газфорума. [15]При планировании расширения системы подземного хранения газа в Сибири учитывается сезонная неравномерность добычи газа и потребления. Проектирование новых хранилищ и модернизация существующих позволяют регулировать часть неравномерности газопотребления.Например, в рамках планирования на 2030 год учитывается, что часть неравномерности (до 1,8 млрд. м3) будет регулироваться за счет добычи и магистрального транспорта газа. Расширение системы подземного хранения газа помогает сглаживать колебания спроса и обеспечивать стабильные поставки потребителям в периоды пикового спроса.Такой комплексный подход к управлению газовыми ресурсами позволяет эффективно использовать инфраструктуру ПХГ для обеспечения надежного энергоснабжения в условиях сезонных колебаний спроса.Обычно зимой спрос на газ выше, чем летом, поэтому требуется больше газа для удовлетворения потребностей потребителей. Однако добыча газа также может быть увеличена в зимний период, чтобы компенсировать эту сезонную неравномерность.Согласно представленным данным, ожидается, что эта сезонная неравномерность составит примерно 2% от общего объема добычи газа. Это означает, что даже если спрос на газ возрастет на 2%, производители смогут увеличить добычу, чтобы удовлетворить этот дополнительный спрос.Кроме того, расширение системы ПХГ включает в себя развитие транспортной инфраструктуры, что обеспечивает эффективную доставку газа к местам хранения и последующую отгрузку потребителям.В целом, расширение системы ПХГ на территории Сибири направлено на обеспечение стабильного и надежного энергоснабжения региона и страны в целом.Для того, чтобы все реализовать организация Газпром, изучив все проблемы, сделала определенные вывод для технического решения проблем.От испытания пластов к геологотехнологической моделиГеофизические методы включают сейсморазведку, электроразведку, магниторазведку, гравиразведку, радиометрию, ядерную геофизику, термометрию, акустику, каротаж скважин. Они позволяют получить информацию о коллекторских свойствах пласта, об условиях залегания газоконденсатной залежи, о характере насыщения пласта, об изменении фильтрационно-емкостных свойств продуктивных пластов во времени. При этом проводится оценка технического состояния скважин, контроль разработки залежи, изучение динамики изменения насыщенности пласта газом и конденсатом, определение положения газонефтяного контакта, контроль за разработкой залежей в процессе эксплуатации.Промысловые методы включают аналитические и гидрогазодинамические исследования. Аналитические исследования включают в себя анализ состава газа, конденсата, нефти, воды, а также определение содержания в них различных компонентов. Гидрогазодинамические исследования включают в себя измерение дебита скважин, давления, температуры, расхода газа и жидкости, уровня жидкости в скважине, скорости движения газа и жидкости в пласте, профиля притока газа и жидкости к скважине, профиля приемистости скважины.К геофизическим методам относятся сейсморазведка, электроразведка, гравиразведка, радонтороновая съемка, подпочвенная газовая съемка, каротажные работы и др.Соответственно нужно решить следующие задачи:литологическое расчленение разреза и оценка подсчетных параметров;контроль положения контура газонaсыщенности (ГВК) и оценка насыщенности в переходной зоне;контроль герметичности заколонного пространства;оценка масштабов и видов влияния в системе «окружающая среда – ПХГ»;создание корпоративной базы геоинформационной системы (ГИС).Геолого-технологическое моделирование подземных хранилищ газа в пористых пластахГеолого-технологическое моделирование подземных хранилищ газа (ПХГ) в пористых пластах является важным инструментом для оптимизации процессов закачки и отбора газа. Оно позволяет оценить эффективность работы ПХГ, определить оптимальные режимы эксплуатации и обеспечить безопасность хранения газа.Геолого-технологическое моделирование включает следующие этапы:1. Создание геологической модели ПХГ. На этом этапе проводится анализ геологических данных о строении пласта, его коллекторских свойствах, таких как пористость, проницаемость, эффективная толщина и др. Также учитываются данные о наличии трещин, тектонических нарушений и других особенностей геологического строения.2. Разработка технологической модели ПХГ. Этот этап включает создание математической модели, которая описывает процессы закачки и отбора газа, распределение давления и температуры в пласте, а также взаимодействие газа с окружающими породами.3. Оптимизация режимов эксплуатации ПХГ. На основе полученной модели проводятся расчеты различных вариантов режимов эксплуатации ПХГ, выбираются наиболее эффективные и безопасные режимы.4. Мониторинг и контроль работы ПХГ. После внедрения оптимальных режимов эксплуатации проводится мониторинг работы ПХГ, анализируются данные о производительности, качестве газа и безопасности хранения.Геолого-технологическое моделирование ПХГ позволяет существенно повысить эффективность работы ПХГ, снизить затраты на эксплуатацию и обслуживание, а также обеспечить безопасность хранения газа.Но нужны новые решения и технологии. К ним прибегает компания, переходя на цифровые геологотехнологическая модель подземного хранилища, которые строятся на основе комплексирования данных исследования, обобщения всей имеющейся информации об объекте, а также фундаментальных знаний в области геологии, геофизики и разработки.Комплекс геологического моделирования обеспечивает выполнение следующих работ:построение цифровой геологической моделидифференцированный подсчет объема ловушки (объемным методом) или объекта храненияпромыслово-геофизический анализ текущего состояния залежейподготовка цифровой геологической модели для передачи в комплекс фильтрационного моделирования и др.Программные комплексы для фильтрационного и газодинамического моделирования позволяют осуществлять необходимые работы в следующих областях:создание и просмотр цифровых фильтрационных и газопромысловых моделей;адаптация используемых цифровых фильтрационных и газопромысловых моделей с учетом истории хранения газа, данных эксплуатации и исследования скважин, а также их обратной связи для корректировки цифровой геологической модели;дифференцированный расчет накопленных и дренируемых объемов газа в пласте (газогидродинамическим методом);оперативное определение режимов работы ПХГ и визуализация полученных результатов. [7]Рисунок 12 Структурная картаУренгойского месторожденияАвтоматизированная система управленияДля эффективного и современного контроля над созданием и эксплуатацией газового хранилища используется автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП). Эта система представляет собой комплекс технических и программных средств, направленных на:• повышение оперативности управления технологическими объектами• обеспечение надежной работы оборудования• предотвращение аварийных ситуаций• улучшение условий работы персонала и другие цели.Первый уровень — датчики и регулирующая запорная арматура.Второй уровень — станции автоматического регулирования и логического управления, в качестве которых используются контроллеры. Контроллеры также предназначены для сбора и обработки информации о технологических параметрах, а также о положении запорной и регулирующей арматуры.Третий уровень — рабочая станция сменного инженера для визуального отображения хода технологического процесса и управления.Функции автоматизированной системы управления технологическим процессом на современном объекте подземного хранения газа:Сбор и обработка данных технологического процесса в реальном времени.Осуществление аналогового и цифрового регулирования.Визуализация данных технологического процесса на экранах мониторов в наглядной, компактной и обзорной форме.Обработка сообщений об изменениях технологического процесса и управление процессами в аварийной ситуации.Организация базы данных.Архивирование данных и создание отчетов.Все современные подземные хранилища газа оборудованы автоматизированными системами управления производственным процессом.Автоматизированное рабочее место геолога в подземном хранилище газа позволяет проводить расчет:пластового давления в скважинах на основе данных о давлении на устье;дебита скважин;режимов эксплуатации подземного хранилища газа;параметров резервуара (объем, запасы газа) на основе сеточной модели в любой момент времени;поля пластовых давлений на двухмерной сеточной модели, охватывающей всю площадь подземного хранилища газа для отбора и закачки на заданное время;средневзвешенного по объему пластового давления по всей залежи и в зоне отбора/закачки;прогнозных режимов работы подземного хранилища газа с учетом неоднородности пласта;расчета запасов.Современный ремонт скважинРемонт скважин является важной частью процесса эксплуатации подземных хранилищ газа (ПХГ). Целью ремонта скважин является восстановление их работоспособности и продление срока службы. В настоящее время существуют различные методы ремонта скважин, которые позволяют эффективно решать проблемы, связанные с эксплуатацией ПХГ.Один из современных методов ремонта скважин – это гидравлический разрыв пласта (ГРП). ГРП используется для увеличения пропускной способности скважины путем создания новых каналов для прохождения газа. Для этого в скважину закачивается специальная смесь, которая создает давление и разрушает породы вокруг скважины. Это позволяет увеличить объем газа, который может быть закачан в ПХГ.Другой метод ремонта скважин – это кислотная обработка. Кислотная обработка применяется для удаления отложений и коррозии внутри скважины. Для этого в скважину закачивается специальный раствор, содержащий кислоту, который разрушает отложения и очищает стенки скважины. Это позволяет улучшить пропускную способность скважины и продлить ее срок службы.Также существует метод ремонта скважин, называемый бурением боковых стволов. Этот метод используется для создания дополнительных каналов для прохождения газа. Бурение боковых стволов позволяет увеличить объем газа, который может быть закачан в ПХГ, и продлить срок службы скважины.Все эти методы ремонта скважин позволяют эффективно решать проблемы, связанные с эксплуатацией ПХГ, и продлевать их ресурс. Они позволяют увеличить объем газа, который может быть закачан в ПХГ, и улучшить качество хранения газа.Современные методы ремонта скважин – продление ресурса нефтегазодобывающих предприятийКапитальный ремонт скважин на нефтегазодобывающих предприятиях позволяет:обеспечить надежную эксплуатацию объектаусовершенствовать конструкцию скважин в соответствии с современными техническими решениямиповысить производительность.Технологии, применяемые на ПХГ ГазпромаВнедрение безглинистых биополимерных буровых растворов для глушения скважин и вскрытия пласта. В качестве биополимерной основы используется ксантановая камедь российского производства «Сараксан». Применение биополимерного раствора позволяет сохранить естественную проницаемость пласта, снизить интенсивность поглощений и сократить сроки освоения скважины.Совершенствование технологии химического крепления пласта-коллектора системами на основе полиорганосилаксана (кремнийорганический силоксан). Применение новых систем для химического крепления пласта-коллектора позволило снизить или полностью остановить вынос пластового песка без глушения скважины и замены забойного оборудования.Проведение работ по повышению продуктивности и интенсификации притока в скважинах. Применяются системы на основе органических и неорганических кислот, ПАВ. [7]Диагностическое обследование – это необходимое условие для надежной эксплуатации газохранилища.Диагностическое обследование газохранилища является необходимым условием для его надежной эксплуатации. Это процесс, в ходе которого проводится оценка состояния оборудования, систем и конструкций газохранилища, а также проверка соответствия его работы установленным нормам и стандартам.Диагностическое обследование позволяет выявить возможные проблемы и дефекты на ранних стадиях, предотвратить аварии и сбои в работе газохранилища. Кроме того, оно помогает определить необходимость проведения ремонтных работ или модернизации оборудования.Важно отметить, что диагностическое обследование должно проводиться регулярно, чтобы гарантировать безопасность и надежность работы газохранилища. Периодичность проведения обследования зависит от многих факторов, включая возраст и состояние оборудования, условия эксплуатации и другие факторы.На объектах ПХГ выполняется полный цикл диагностических работ при помощи современных методов.Технические устройства, оборудование и сооружения, на которых производятся работы:сосуды, работающие под давлением (пылеуловители, фильтры-сепараторы, сепараторы, абсорберы и др.), емкости и резервуарыназемные и подземные технологические трубопроводы (шлейфы, внутрии межпромысловые коллекторы, обвязки скважин, трубопроводы газораспределительных и газосборных пунктов, установок подготовки газа)скважины различного назначения, фонтанная арматура и колонные головки скважин объектов подземного хранения газа, причем работы выполняются без глушения скважинпотенциально опасные участки линейной части трубопроводов (переходы через авто- и железные дороги, пересечения трубопроводов, воздушные переходы и т.д.)запорно-регулирующая арматура, быстросъемные затворыкомпрессорное оборудованиетрубопроводы обвязок оборудования и подключающих шлейфов и компрессорных станцийподъемные сооружения.[7]Расчетные методы используются для определения напряженно-деформированного состояния трубопроводов и конструкций. Эти методы позволяют оценить нагрузки, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации, и определить, какие элементы требуют ремонта или замены.Результаты расчетов помогают специалистам принять решение о необходимости ремонта элементов обвязки оборудования и изоляционных покрытий технологических трубопроводов. Это позволяет предотвратить возможные аварии и обеспечить безопасность работы системы.Кроме того, проведение регулярного технического обслуживания и диагностики состояния трубопроводов и конструкций позволяет своевременно обнаруживать и устранять возможные проблемы, что также способствует повышению надежности и безопасности работы всей системы.Подготовка газа к транспортировке является одним из ключевых этапов работы подземных хранилищ газа (ПХГ). Газ, поступающий в ПХГ, обычно содержит различные примеси, такие как вода, углекислый газ, сероводород и другие компоненты. Эти примеси могут негативно влиять на работу оборудования и снижать качество газа.6. Качественная подготовка газа к транспортировке включает несколько этапов:1. Очистка газа от механических примесей. Для этого используются фильтры, которые улавливают частицы пыли, песка и другие крупные загрязнения.2. Удаление воды и углекислого газа. Вода может вызывать коррозию оборудования, а углекислый газ снижает теплотворную способность газа. Для удаления этих компонентов применяются специальные установки.3. Осушка газа. Влага в газе может привести к образованию гидратов, которые могут блокировать трубопроводы. Поэтому газ осушают до определенной точки росы.4. Извлечение сероводорода. Сероводород является очень агрессивным веществом, которое может вызывать коррозию оборудования и создавать неприятный запах. Для его удаления используются специальные установки.5. Компримирование газа. Если давление газа недостаточно для его транспортировки, то он подвергается компримированию до нужного уровня.Методы, которые помогут решить эти задачи:Использование высокоэффективных первичных сепараторов. Они позволяют уносить капельную влагу до пяти — шести миллиграммов на кубический метр газа, механические примеси — до трёх миллиграммов на кубический метр, углеводороды — до 15 миллиграммов на кубический метр. Также они позволяют промывать газ от солей.Применение технологий осушки газа при высоком давлении.Использование оборудования с широким диапазоном эффективной работы и низкой инерционностью.Дросселирование газа до давления в магистральном газопроводе после установки осушки.Регенерация гликоля в установках с мягким режимом нагрева. Для этого используют термосифоны и выносную камеру сгорания.Рисунок 13 Промышленные адсорберыТаким образом, качественная подготовка газа к транспортировке является важным элементом работы ПХГ, так как она позволяет обеспечить безопасность и эффективность работы оборудования, а также сохранить качество газа.7.Газоперекачивающие установки нового поколения для подземных хранилищ газа представляют собой современные технические решения, предназначенные для повышения эффективности и надежности процесса перекачки газа. Они обладают рядом преимуществ перед традиционными системами.1. Энергоэффективность: новые технологии позволяют снизить энергопотребление благодаря использованию более эффективных двигателей и улучшенной аэродинамике. Это приводит к экономии энергии и снижению затрат на эксплуатацию.2. Надежность: современные газоперекачивающие установки оснащены системами мониторинга и диагностики, которые позволяют контролировать работу оборудования в режиме реального времени. Это помогает быстро выявлять и устранять возможные неполадки, предотвращая простои и аварии.3. Долговечность: материалы и компоненты, используемые в новых установках, обладают повышенной стойкостью к коррозии и износу. Это увеличивает срок службы оборудования и уменьшает затраты на его обслуживание и ремонт.4. Гибкость: новые газоперекачивающие установки способны работать в широком диапазоне условий, включая изменение давления и температуры. Это позволяет адаптироваться к различным условиям эксплуатации и обеспечивать стабильность процесса перекачки газа.5. Экологичность: современные технологии позволяют снизить выбросы вредных веществ в атмосферу. Это способствует защите окружающей среды и соблюдению экологических норм и требований.Рисунок 14 ГПА-10 ПХГ УралНа ОАО «Газпром» применят установки ГПА-10 ПХГ УралЭффективный КПД привода на муфте выходного вала ГТУ на номинальном режиме 31,4%.Газоперекачивающие установки нового поколения являются важным элементом инфраструктуры подземных хранилищ газа, обеспечивая высокую эффективность, надежность и безопасность процесса перекачки газа.ЗАКЛЮЧЕНИЕПодземное хранение газа является неотъемлемой частью энергетической безопасности любой страны. Рост спроса на энергию и истощение традиционных источников делают проблему поиска и добычи энергоресурсов все более актуальной. В этом контексте, подземное хранение газа играет важную роль в обеспечении стабильности поставок газа в периоды пикового потребления.Сибирь, как ключевой регион для добычи природного газа в России, представляет особый интерес для расширения системы подземного хранения газа. Это позволит обеспечить стабильность поставок газа в различные регионы страны и за ее пределы, а также справиться с сезонными колебаниями спроса на газ.Задачи работы были выполнены в полном объеме.1. Были изучены геологические условия Восточной и Западной Сибири.2. Произведена оценка возможности использования существующих и потенциальных месторождений для подземного хранения газа.3. Были изучены и разработаны рекомендаций по расширению системы подземного хранения газа ОАО "Газпром".Изучен и проведен сбор и анализ информации о геологических условиях региона, оценка потенциала существующих и потенциальных месторождений для подземного хранения газа, разработка рекомендаций по расширению системы подземного хранения газа ОАО "Газпром".Подземное хранение газа играет ключевую роль в обеспечении энергетической безопасности страны. Россия обладает значительными возможностями для развития этой отрасли, особенно в Восточной и Западной Сибири, где находятся огромные запасы природного газа.В работе были рассмотрены теоретические аспекты подземного хранения газа, геологические особенности Восточной и Западной Сибири, а также проведен анализ возможных месторождений для подземного хранения. Были предложены прогнозы эффективности расширения системы подземного хранения газа на территории Сибири и представлены новые технические решения ОАО «Газпром» при создании и улучшении ПХГ.Развитие системы подземного хранения газа является стратегическим направлением для России. Дальнейшие исследования и разработки в этой области позволят повысить энергетическую безопасность страны и удовлетворить растущие потребности внутреннего и внешнего рынков.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫАфанасенков А.П. Комплексирование геолого-геофизических исследований при оценке перспектив нефтегазоносности малоизученных территорий РФ на примере северного обрамления Сибирской платформы // Геофизика. 2018. № 3. С. 134–152.Брехунцов А.М., Кулахметов Н.Х. Этапы социально-экономического освоения и развития Ямало-Ненецкого автономного округа // Горные ведомости. 2006. № 6(25). С. 20–31.Казаков Д.Е., Шамес Д.З. Итоги геологопоисковых и разведочных работ на нефть и газ за 1948 — 1965 гг. // Проблемы геологии Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции / под ред. Н.Н. Ростовцева. М.: НЕДРА, 1968. 267 с.Каминский В.Д., Супруненко О.И., Суслова В.В. Состояние и перспективы освоения углеводородных ресурсов континентального шельфа России // Бурение и нефть. 2008. № 12. С. 3–7.Конторович В.А., Аюнова Д.В., Губин И.А., Калинин А.Ю., Калинина Л.М., Конторович А.Э., Малышев Н.А., Скворцов М.Б., Соловьев М.В., Сурикова Е.С. История тектонического развития арктических территорий и акваторий Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции // Геология и геофизика. 2017. Т. 58. № 3–4. С. 423–444.Филиппов Ю.Ф. Геологическая модель Предъенисейскоговерхнепротерозой-палеозойского осадочного бассейна на юго-востоке Западно Сибирской провинции // Геология нефти и газа. 2018. № 4. С. 53–62.50-years-underground-gas-storage-russia-ru (1).pdfhttps://ugs.gazprom.ru/press/news/2023/07/390/https://ugs.gazprom.ru/press/informatorium/howstoregas/?ysclid=lvwqc9whj825813968https://patents.google.com/patent/RU2588500C1/ruhttps://oilgasjournal.ru/issue_19/eremin.pdfhttps://geosignal.ru/o-kompanii-geosignal/?_escaped_fragment_=/preimuchestvahttps://geosignal.ru/o-kompanii-geosignal/?_escaped_fragment_=/preimuchestvahttps://rusgeoradar.ru/equipment/ppma-3/?ysclid=lvxo34muon11035160http://gasforum.ru/dokumenty/1907/https://burneft.ru/archive/issues/2019-10/10https://spravochnick.ru/neftegazovoe_delo/podzemnoe_hranenie_gazov_v_rossii/https://oilgasinform.ru/punginskoe_upravlenie_podzemnogo_khraneniya_gaza/https://otherreferats.allbest.ru/geology/00277080_0.htmlhttps://studylib.ru/doc/2324132/geologicheskoe-stroenie-vostochnoj-sibiri\