способ улавливания переточного газа на подземном хранилище газа

Формула изобретения

Способ улавливания переточного газа на подземном хранилище, включающий бурение сетки разгрузочных скважин и дифференцированную закачку и отбор воды, отличающийся тем, что разгрузочные скважины бурят на вышележащий проницаемый горизонт, аккумулирующий перетекающий газ, отбирают через них газоводяную смесь, разделяют ее на поверхности на газ и воду с последующей закачкой воды обратно в проницаемый горизонт.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к газовой промышленности и предназначено для использования при сооружении и эксплуатации подземных хранилищ, на которых имеют место перетоки газа в вышележащие отложения.

В процессе технологических операций по нагнетанию и отбору газа в пласт-коллектор подземного хранилища газа возможно возникновение перетоков газа, главным образом через негерметичные скважины. Перетекающий газ начинает двигаться в вертикальном направлении, заполняя на своем пути проницаемые водоносные горизонты, которые имеют контакт с зоной утечки. Это приводит не только к непредусмотренным потерям газа, но и может осложнить безопасную работу хранилища, ухудшить экологическую ситуацию на местности. Полностью ликвидировать источник утечки газа удается не всегда, в особенности в том случае, когда его причиной является наличие сообщаемости с вышележащими горизонтами через отдельные участки пласта-покрышки. В этом случае хранилище эксплуатируют, контролируя перетоки и по возможности организуя их утилизацию [1]

Известен способ улавливания газа, перетекающего из пласта-коллектора подземного хранилища газа, при котором на вышележащий водоносный горизонт, где переточный газ полностью или частично удерживается перекрывающей его низкопроницаемой перемычкой, бурится система специальных разгрузочных скважин. Из этих скважин осуществляет отбор газоводяной смеси с последующим разделением ее на поверхности [2] Однако недостатками указанного способа являются необходимость большого количества разгрузочных скважин и слабая эффективность улавливания газа в наиболее распространенном на практике случае, когда переточный газ попадает в горизонты, не имеющие четко выраженной куполообразной ловушки, где бы газ мог накапливаться. В ствол разгрузочной скважины попадает лишь незначительная часть переточного газа, что затрудняет ее устойчивую работу. Большая же часть газа распространяется по всему проницаемому горизонту от места перетока, в направлении действия сил гравитации, не встречая на своем пути какой-либо преграды. При принудительном отборе с помощью компрессора наблюдается быстрое обводнение призабойной зоны и прекращение поступления газа в скважину.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ создания искусственной гидродинамической ловушки для целей подземного хранения газа в водоносном пласте, при котором с помощью бурения сети разгрузочных и нагнетательных скважин проводят дифференцированную закачку и отбор воды. Это обеспечивает такое гидродинамическое поле, при котором газовый объем находится в стабильном взвешенном состоянии несмотря на то, что под действием гравитационных сил он должен был бы перемещаться [3]

Недостатком указанного способа является невозможность проведения отбора газоводяной смеси из разгрузочных скважин.

Для повышения эффективности и для удаления газоводяной смеси в известном способе, включающем бурение сетки разгрузочных скважин и дифференцированную закачку и отбор воды, разгрузочные скважины бурят на вышележащий проницаемый горизонт, аккумулирующий перетекающий газ, отбирают через них газоводяную смесь, разделяют ее на поверхности на газ и воду, с последующей закачкой воды обратно в проницаемый горизонт.

Предлагаемый способ направлен на эффективное решение проблемы удаления газа, поступающего в вышележащие горизонты. Для этой цели обычный отбор газа и сопутствующей воды из разгрузочных скважин предлагается дополнить обратным нагнетанием предварительно отсепарированной воды в этот же горизонт по контуру для создания направленного потока воды, вымывающего переточный газ к разгрузочным скважинам. При этом ввиду относительной малости темпов поступления газа в улавливающий горизонт в сопоставлении с темпами закачки газа в основной пласт-коллектор будет достаточно небольших объемов нагнетания воды для создания эффективной системы заграждения на пути движения переточного газа.

На чертеже схематически представлен разрез пласта коллектора подземного хранилища и вышезалегающих горизонтов.

Пласт-коллектор 1 предназначен для хранения в нем газа и проведения периодических операций по закачке и отбору газа через систему эксплуатационных скважин 2. Выше по разрезу находится проницаемый горизонт 3, выделенный для улавливания перетекающего газа. Этот горизонт как и основной пласт-коллектор перекрыт сверху малопроницаемыми породами 4. Скважины 5 служат для закачки воды, а скважины 6 для отбора газоводяной смеси, поступающей на сепаратор 7.

Пример. Пласт-коллектор залегает на глубине 500 м и имеет мощность 35 м. В процессе эксплуатации хранилища было отмечено поступление газа в вышележащие горизонты. Согласно расчетам и наблюдениям объем ежегодного перетока из объекта хранение составляет 10 12 млн. м³. В то же время годовой объем разгружаемого из всех вышележащих горизонтов газа не превышает 6 млн. м³. При этом совместно с газом на поверхность выносится до 40 60 тыс. м³ пластовой воды. Разница между перетекающим и отбираемым газом накапливается в этих горизонтах, что создает потенциальную возможность поступления газа в питьевые горизонты. Предлагается выделить наиболее проницаемый из вышележащих горизонтов, пробурить по контуру залежи переточного газа 7 скважины и при помощи насосов закачивать в них по 25 25 м³/сут отсепарированной воды.

В результате организации сходящегося к разгрузочным скважинам потока пластовой воды достигается эффективная система перехватывания утечек газа из подземного хранилища. Согласно проведенным расчетам это позволит практически полностью улавливать весь перетекающий газ.

Предложенный способ позволяет сократить число необходимых разгрузочных скважин за счет повышения эффективности их работы.