Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Инновационные технологии подземного хранения газа в выработанных газовых месторождениях. Монография
.pdf
ГЛАВА IV
ТЕХНОЛОГИИ ЭКСПЛУАТАЦИИ
СЕВЕРО-СТАВРОПОЛЬСКОГО ПХГ
В хадумский горизонт закачка газа осуществляется
непосредственно из магистрального газопровода без дополнительного компримирования, а отбор газа – с помощью
ДКС.
Закачка газа в хранилище зеленой свиты осуществляется с помощью Рождественской газокомпрессорной станции, а отбор газа – за счет высокого (8,0–9,5 МПа) пластового давления – через цех подготовки и осушки напрямую
в
магистральный газопровод (рис. 12).
МГ Изобильный–Невинномысск D=1020
МГ Новопск ов–Аксай–Моздок D=1220
Рис. 12. Схема газосборной сети зеленой свиты
51
4.1. Разработка решений научно-технических
и технологических проблем
для Северо-Ставропольского ПХГ
При создании и эксплуатации СевероСтавропольского ПХГ разработаны и успешно решены следующие основные научно-технические и технологические
проблемы, исключительно характерные только для этого
объекта и учитывающие особенности его функционирования:
−
значительное повышение максимального суточно-
го отбора газа из ПХГ и соотношения максимального суточного отбора газа к годовому;
−
резервирование экспортных поставок газа по газо-
проводу «Голубой поток», обеспечивающему в любой момент подачу газа в необходимых объемах;
−
обоснование и создание резервов газа и соответст-
вующих мощностей по отбору газа на случай непредвиденных ситуаций;
−
осуществление комбинированного варианта разви-
тия мощностей газоперекачивающих агрегатов и реверсивных режимов работы магистральных газопроводов;
−
создание схемы размещения и обоснование коли-
чества эксплуатационных скважин, а также методика прогнозирования предельных режимов работы ПХГ.
4.2. Разработка технологий
для эффективного использования
Северо-Ставропольского ПХГ
Для увеличения суточной производительности Северо-Ставропольского ПХГ и обеспечения эффективного использования долгосрочного резерва газа подземного хранилища разработаны и внедрены с 1998 г. следующие технологии:
52
1. Комбинированный вариант использования различ-
ных по мощности и различной производительности установленных газоперекачивающих агрегатов (ГПА) Ц-6.3 (ДКС-2
18 шт.) – 4,0 млн м
12 млн м
3
/сут., позволяющий обеспечивать необходимые ин-
3
/сут., Ц-16-18 (ДКС-1 12 шт.) –
тервалы производительности при отборе газа без потерь
мощности ГПА. Для регулирования подачи газа в пределах
менее 4 млн м
3
/сут. используется хранилище в зеленой свите.
2. Совместная эксплуатация двух объектов, характе-
ризующихся различными технологическими условиями, позволяющая проводить:
−
закачку в хранилище в хадумском горизонте без
компримирования и регулируемую закачку газа с помощью
Рождественской газокомпрессорной станции в зеленую свиту;
−
осуществлять отбор из хадумского объекта с по-
мощью ДКС-1, 2, а из зеленой свиты – за счет высокого пластового давления сразу в магистральный газопровод.
При существенно изменяющемся во времени суточном отборе газа из двух объектов хранения их совместная
эксплуатация позволяет значительную часть периода отбора
поддерживать относительно стабильным суточный отбор газа
из хранилища в зеленой свите и обеспечивать наилучшие
условия его эксплуатации.
3. Кольцевая схема сбора и распределения газа, которая позволяет обеспечить оперативную, маневренную работу
системы «пласт – скважины – газосборные пункты – газосборная сеть – ДКС – магистральный газопровод» при минимальных потерях давления в системе и мощностей ДКС при
отборе газа. Согласование отборов
из двух объектов осуществляется на основе необходимой суточной производительности ПХГ и давления в магистральном газопроводе с выполнением условий подачи газа конечным потребителям.
4. Методика прогнозирования предельных режимов
работы Северо-Ставропольского ПХГ, учитывающая совме-
53
стную работу ДКС, промысловой и линейной частей, позволяет оптимизировать эксплуатацию ПХГ, минимизировав
количество работающих ГПА и уменьшив выбросы вредных
веществ в воздушную среду.
5. Методика выбора рациональной плотности сетки
скважин ПХГ основана на определении оптимального количества скважин в районе ГРП с учетом взаимодействия этой
зоны с соседними (многозонная математическая
модель и
геолого-промысловая двухмерная модель пласта с использованием неравномерной сетки в цилиндрических координатах).
Оптимальное количество эксплуатационных скважин
в зоне планируемого ГРП вычисляется по формуле
N
= N + ΔN, (8)
опт
где N – количество эксплуатационных скважин в зоне планируемого ГРП; ΔN – дополнительное количество скважин с
учетом некачественного строительства скважин и вскрытия
продуктивного пласта.
Разработанная методика позволила уменьшить количество скважин с 60 до 35, необходимых и достаточных для
эксплуатации ГРП-14 СС ПХГ, тем самым снизить материальные (при стоимости
одной скважины 17 млн руб. экономия составит 425 млн руб.), эксплуатационные затраты и
увеличить экологическую безопасность.
6. Для оптимизации эксплуатации ПХГ в зеленой свите (уменьшение растекания газа на периферии ПХГ, преимущественное оттеснение подошвенной воды за счет регулирования градиента давления по вертикали в центральной
части хранилища в периодах закачки и
обеспечение устойчивой безводной эксплуатации скважин в периодах отбора)
разработана зонная схема. ПХГ в зеленой свите эксплуатируется при упруговодонапорном режиме. В связи с этим в конце периода отбора наблюдалось уменьшение на 14% газона-
54
сыщенного объема, что приводило к обводнению до 30 скважин. Сущность зонной закачки состоит в том, что в хранилище с учетом особенностей геологического строения резервуара и водонапорной системы выделены пять зон с соответствующими группами скважин, через которые последовательно (поэтапно) осуществлялась закачка расчетных объемов газа в эти зоны
. Отбор газа начинается скважинами в
центральной зоне, расширяющейся или сужающейся при
включении или отключении скважин в зависимости от потребностей в газе. При этом обеспечивается уменьшение
градиентов давления на газоводяной контакт (ГВК) за пределами расположения скважин.
Как показала практика, применение зонных схем за-
качки и отбора газа на СС
ПХГ – зеленая свита –
обеспечивало эффективное формирование газонасыщенного
объема в периодах закачки газа и управление перемещением
ГВК в периодах отбора, что способствовало уменьшению поступления пластовой воды почти в два раза, а число обводняющихся скважин снизилось с 30 до 3.
7. Комплекс технологических решений по повышению
качества строительства и ремонта скважин при аномально
низких пластовых давлениях и увеличению суточной производительности ПХГ, включающий:
а)
бурение и заканчивание скважин ПХГ с примене-
нием пенных систем;
б)
временное блокирование пласта в процессе буре-
ния и ремонта скважин;
в)
вскрытие продуктивных пластов перфорацией в
пенной и газовой средах;
г)
разблокирование призабойной зоны пласта;
д)
интенсификацию притоков в эксплуатационных
скважинах с применением новых составов технологических
жидкостей с учетом термобарических условий, литологических и минералогических особенностей коллектора;
е)
изоляцию притока пластовых вод в скважинах ПХГ;
55
ж) укрепление призабойной зоны пласта скважин
ПХГ;
з)
отработку перед отбором скважин хадумского го-
ризонта с повышенной депрессией через ДКС;
и)
отработку перед отбором скважин зеленой свиты в
низконапорную сеть.
Кроме того, разработан и внедрен комплекс мероприятий по контролю за качеством газа, процессами коррозии, техническим состоянием оборудования, который позволил обосновать возможность эксплуатации скважин совместно по насосно-компрессорным трубам и затрубному пространству.
4.3. Дополнительная функция
Северо-Ставропольского ПХГ –
создание долгосрочного резерва газа
При строительстве Северо-Ставропольского ПХГ в
хадумском горизонте создан долгосрочный резерв в объеме
24 усл. ед. (рис. 13), который может быть отобран из хранилища в течение последующего времени, после отбора в осенне-зимний период, без закачки газа.
21,96%
29,77%
54,97%
23,07%
25,20%
Рис. 13. Структура запасов газа Северо-Ставропольского ПХГ
активный газ
активный газ
долгосрочного резерва
буферный
остаточные запасы
56
Значение долгосрочного резерва заключается в создании дополнительных резервов газа на европейской части
территории России, обеспечивающих реализацию дополнительных объемов газа в определенных условиях и повышающих надежность и эффективность ЕСГ и в конечном
итоге – энергетической безопасности России.
В летнее время, когда газодобывающие предприятия и
газотранспортные системы работают не на полную
мощность, можно за счет увеличения использования имеющихся
мощностей осуществлять закачку дополнительного количества газа в хранилище без дополнительного компримирования для создания резервных запасов.
Создание долгосрочного резерва в подземных хранилищах имеет социальную направленность, заключающуюся в
обеспечении энергией объектов быта, промышленных и
сельскохозяйственных предприятий при возможных негативных ситуациях
в природе и обществе (в том числе в газо-
вой промышленности).
Без капитальных вложений 1 млрд м
3
долгосрочного
резерва позволяет увеличить максимальную суточную производительность на 5 млн м
3
. Но долгосрочный резерв – это
активный газ, отобрать который при необходимости возможно не проводя закачки. Например, в 1997 г. закачка газа в Северо-Ставрополькое ПХГ (хадумский горизонт) составила
3 млрд 736 млн м
8 млрд 133 млн м
3
, а последующий отбор составил
3
(превышение в 2,18 раза). Кроме того,
данный резерв способствует увеличению времени эксплуатации при одноступенчатом режиме компримирования и суточной производительности за счет более высокого пластового давления. В сезоне 2003–2004 гг. отбор газа из хадумского горизонта осуществлялся в одноступенчатом режиме и
составил 8 млрд 240 млн м
3
, а в сезоне 2004–2005 гг. с октяб-
ря по февраль отбор проходил при одноступенчатом режиме
и с февраля по апрель – при двухступенчатом, составив
10 млрд 850 млн м
3
.
57
Суточная производительность СевероСтавропольского ПХГ за последние 10 лет увеличена с 75,1
до 184 млн м
3
газа (рис. 14), то есть в 2,45 раза, и составляет
более 30% суточной производительности 24 действующих
ПХГ России.
4.4. Распределение объемов газа
Северо-Ставропольского ПХГ
по автономному газоснабжению региона
В настоящее время Северо-Ставропольское ПХГ выведено на завершающий этап развития. Анализ фактических
данных показывает, что хранилище в осенне-зимний период
обеспечивает полное автономное газоснабжение региона.
Кроме того, газ из хранилища поступает в ООО «Мострансгаз» (33,8%), ОАО «Чеченгазпром» (3,5%) и в Грузию (4,1%).
Неравномерность газопотребления составляет для рассматриваемого региона 3,31. Основным потребителем
в системе
ООО «Кавказтрансгаз» является Ставропольский край, на
долю которого приходится более 68% (рис. 15, 16).
Эксплуатация Северо-Ставропольского ПХГ характеризуется наивысшими технологическими показателями и самыми низкими в ОАО «Газпром» тарифами на хранение газа,
средняя величина которых составила в 2005 г.
6,56 руб./1000 м
3
.
58
2005-06
2004-05
2001-02
1999-00
1998-99
1996-97
1995-96
1994-95
1993-94
1992-93
1991-92
1990-91
1989-90
1988-89
Периоды отбора
1987-88
1986-87
1985-86
1984-85
1983-84
1982-83
1981-82
1980-81
1979-80
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
Q, млн.м3/сутки
ССПХГ Зеленая свита Хадум
Рис. 14. Динамика максимальных суточных отборов газа из СС ПХГ
59
677 (4,1%)
9385 (56,3%)
5636 (33,8%)
390 (2,3%)
952,4 (10,1%)
1029,7 (11%)
598,1 (6,4%)
Потребители
Чеченгазпром
Собственные нужды
Мострансгаз
575 (3,5%)
Грузия
Рис. 15. Распределение объемов газа СС ПХГ
в сезоне отбора 2002–2003 гг.
371 (4%)
20 (0,2%)
6414 (68,3%)
Ставрополье
Карачаево-Черкесия
Кабардино-Балкария
Северная Осетия
Ингушетия
Калмыкия
Рис. 16. Распределение объемов газа СС ПХГ
в сезоне отбора 2002–2003 гг. (по потребителям)
60
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]