способ обеспечения газом потребителя

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГАЗОМ ПОТРЕБИТЕЛЯ, включающий формирование емкости-накопителя, заполнение ее газом и подачу газа потребителю, отличающийся тем, что, с целью увеличения объемов извлекаемых запасов газа и сокращения затрат на обеспечение газом потребителя, емкость-накопитель формируют над газонасыщенным водоносным горизонтом, а заполнение емкости производят путем периодического воздействия на газонасыщенный водоносный горизонт.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что емкость-накопитель над газонасыщенным водоносным горизонтом формируют в сейсмически активном районе или в районе, где водоносный горизонт подвергается воздействию упругих волн.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что заполнение емкости производят путем создания перепада давления, например, путем частичного отбора воды из водоносного горизонта.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что заполнение емкости производят путем повышения температуры путем, например, закачки горячего пара в водоносный горизонт и/или путем спуска в него по скважине электронагревателя.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что заполнение емкости производят путем воздействия электромагнитным полем, например электрическими разрядами, осуществляемыми с помощью электроразрядника.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что заполнение емкости производят путем воздействия упругими колебаниями, генерируемыми, например, с помощью взрывов и/или с помощью виброволнового источника.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что заполнение емкости производят путем одновременного воздействия упругими колебаниями, например, с помощью сейсмоисточника, электромагнитным полем с помощью электродов, повышения температуры с помощью электронагревателя, перепадом давления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам обеспечения газом потребителя и может быть использовано для создания газовой залежи и отбора из нее газа потребителем.

Известно, что разработка газовых, газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений ведется в местах их естественного (природного) образования. Между тем месторождения эти истощаются, а на образование новых требуется геологическое время. Кроме того, промышленные районы и др. места потребления природного газа, как правило, находятся на значительных расстояниях от месторождений и переброска в них газа является трудоемкой и дорогостоящей задачей.

Известен способ обеспечения газом потребителя, включающий создание емкости-накопителя, заполнение ее газом и подачу газа потребителю [1] Недостатком этого способа является то, что для создания искусственной залежи требуется переброска уже добытого газа из других месторождений и регионов, его закачка в пласт.

Целью изобретения является увеличение объемов извлекаемых запасов газа и сокращение затрат на обеспечение газом потребителя.

Сущность изобретения заключается в том, что выбирается географический регион, имеющий газонасыщенный водоносный горизонт, и над ним создается емкость-накопитель для сбора газа (под емкостью-накопителем подразумевается емкость для сбора газа, например некий объем пространства, обладающий большими значениями пористости и проницаемости, чем окружающая покрышка водонапорного газонасыщенного горизонта), а заполнение емкости производят путем воздействия на газонасыщенный водоносный горизонт. Также емкость-накопитель для сбора газа над газонасыщенным водоносным горизонтом создается в сейсмически активном районе или в районе, где водоносный горизонт подвергается воздействию упругих волн.

Периодичность воздействия определяют, исходя из комплекса условий, а именно: параметров состояния газонасыщенного водоносного горизонта (в т.ч. давления, температуры, удельного объема), его состава, физических и физико-химических свойств и их изменений при воздействии, коллекторских и других свойств пород, степени и скорости заполнения емкости и отбора газа для нужд потребителя и др. факторов.

Способ осуществляют следующим образом.

Выбираем географический регион, где имеется (фиг.1) газонасыщенный водоносный бассейн. В районе газонасыщенного водоносного горизонта 1 бурится скважина 2. Для принятия выделяющегося газа осуществляются операции по созданию искусственной полости над водоносным горизонтом емкости-накопителя 2. На фиг.1 позицией обозначен перфорированный участок скважины. Эти операции в зависимости от конкретных географических условий могут представлять собой:

взрывные работы, оттаивание многолетнемерзлых пород, вымывание каверн в соляных отложениях, глинах и т.д. Затем осуществляется воздействие на газонасыщенный горизонт. Воздействие может осуществляться, например:

путем перепада давления, например, за счет частичного отбора воды из водоносного горизонта;

путем повышения температуры за счет, например, закачки горячего пара в водоносный горизонт и/или путем спуска в него по скважине электронагревателя 5, как показано на фиг.1 (на фиг.1 приведена схема реализации способа, однотипная для 3-х приведенных вариантов, где 5 означает в зависимости от варианта электронагреватель, электроразрядник, вибратор (или заряд взрывчатого вещества);

путем воздействия электромагнитным полем, например, электрическими разрядами, осуществляемыми с помощью электроразрядника 5 (фиг.1) и/или с помощью электродов, размещенных в районе водоносного горизонта и т.д.

путем воздействия упругими колебаниями, генерируемыми, например, с помощью взрывов и/или с помощью виброволнового источника 5 (фиг.1);

путем комбинации двух или более одновременных воздействий упругими колебаниями, например, помощью сейсмоисточника 7, электромагнитным полем с помощью электродов 6, повышения температуры с помощью электронагревателя 5, перепадом давления (фиг.2);

и т.д. и т.п.

Во всех указанных вариантах в водоносном горизонте начинается выделение как растворенного газа, так и газа, находящегося в других формах, например, в виде пузырьков. Высвобожденный газ скапливается в емкости-накопителе и через перфорированный участок скважины поднимается наверх. Воздействия, кроме перечисленных, могут быть и любые другие, приводящие к разгазированию водоносного горизонта.

Кроме того, способ осуществляют следующим образом.

Выбирают географический регион, где имеется газонасыщенный водоносный пласт, предпочтительно в сейсмически активном районе, или районе, подверженном воздействию упругих волн, например, вблизи работающих гидроэлектростанций, железных дорог, военных полигонов, карьеров со взрывными работами, промышленными предприятиями и т.п. В районе газонасыщенного водоносного горизонта 1 (фиг. 3) бурится скважина 2. Для принятия выделяющегося газа осуществляются описанные выше операции по созданию искусственной полости над водоносным горизонтом емкости-накопителя 3.

Выделяющийся газ за счет меньшего удельного веса по сравнению с удельным весом воды, поднимается наверх и скапливается в емкости-накопителе, а затем через перфорированный участок скважины 4 поднимается наверх. Режим отбора газа скважиной регулируется. При воздействии сейсмических, упругих волн на газонасыщенный водоносный горизонт процесс выделения газа стимулируется активнее и существенно ускоряется. Добытый газ известными способами подается потребителю.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в том, что он не требует транспортировки и закачки в пласт уже добытого газа, позволяет формировать газовую залежь в произвольно выбранном географическом районе, имеющем газонасыщенные водоносные горизонты, что в свою очередь, позволяет добывать газ в непосредственной близости к потребителю, тем самым исключить затраты на дальний транспорт газа. Известно, что газонасыщенные водоносные пласты широко распространены в различных районах земного шара, и включение их с использованием описанного способа в общий объем добычи газа, в том числе и в местах, где отсутствуют природные газовые и нефтегазоконденсатные залежи, позволит повысить объем добываемого газа. Преимущества создания емкости-накопителя над водоносным горизонтом в сейсмически активном районе или районе, подверженном воздействию колебаний, заключаются в том, что при этом уменьшается объем дополнительных операций по воздействию на водоносный горизонт и количество используемых при этом устройств, что упрощает способ, повышает его эффективность, снижает затраты.

Рассмотрим один из возможных примеров реализации способа, когда воздействие осуществляется упругими колебаниями на газонасыщенный водоносный горизонт, геологические данные которого приведены в таблице.

Для реализации способа (фиг. 1) на глубину 1200 м бурится скважина 2. Известными методами создают емкость-накопитель 3 на границе глинистых и песчаных пластов. По скважине на кабель-канате в водоносный горизонт 1 помещают источник колебаний 5. Далее проводят виброволновое воздействие по схеме, приведенной на фиг. 1. Во время (и после) проведения воздействия упругими колебаниями в водоносном горизонте начинается выделение содержащегося в нем газа, который за счет меньшего удельного веса по сравнению с удельным весом воды поднимается наверх и скапливается в емкости-накопителе, а затем через перфорированный участок скважины 4 поднимается наверх. Режим отбора газа скважиной регулируется.

Рассмотрим также пример реализации способа в сейсмически активном районе, который на уровне юрского комплекса характеризуется следующими параметрами: тип воды хлоридо-кальциевый с общей минерализацией 91-147 г/л, содержит повышенные концентрации иода (1-12 мг/л) и брома (294-426 мг/л). Пластовые воды характеризуются высокой газонасыщенностью (2581 н.см.куб./л 3172 н.см.куб./л). Водорастворенные газы преимущественно метановые, их концентрация достигает 83-95% Содержание тяжелых углеводородов не превышает 5% В составе газа определен азот 10% и кислые компоненты до 0,5% Общая упругость растворенного газа составляет 21-61 МПа.

Для реализации способа бурят скважину глубиной порядка 3000 м. Известным способом создают емкость-накопитель, в которую собирается выделившийся в результате сейсмического воздействия газ. После периода простоя и установления границы газ-вода можно организовать отбор газа. Темп отбора газа из емкости-накопителя зависит от продвижения газоводяного контакта (ГВК) и контролирует его положение. Отбор газа производится из верхней части емкости, хвостовая часть скважины используется для контроля положения ГВК геофизическими методами.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет вовлечь в эксплуатацию объемы газа, ранее не используемые и относящиеся к неизвлекаемым запасам; формировать газовые залежи, в том числе, приближенные к потребителю; объединить в единую систему автоматического управления задачи потребителя и промысла; более эффективно вести контроль за процессами разработки и поставки газа; уменьшить численность обслуживающего персонала; сократить материальные, энергетические, финансовые и др. затраты, в том числе, за счет уменьшения расстояния для транспортировки газа (и оборудования), строительства магистральных трубопроводов, насосных станций, хранения газа и т.д. Это, и т.п. сокращает и экологические потери, связанные, например, с дальним транспортом газа. Способ может содержать и другие преимущества, вытекающие из представленного описания и очевидные для специалистов в данной области техники.