Изменение параметров резервуара при эксплуатации месторождений и подземных хранилищ газа (на примере площади Гарадаг, Азербайджан)

В статье на примере месторождения подземного хранилища газа (ПХГ) Гарадаг в Южно-Каспийском бассейне (ЮКБ) с учетом мировых достижений дан анализ результатов изучения проблемы деформационных изменений пород, связанных с разработкой нефтегазовых месторождений и эксплуатацией ПХГ. На основании повторных геофизических исследований скважин установлено, что за относительно короткий срок наблюдений (от 8 мес до 2,5 лет) разработка VII горизонта продуктивной толщи (нижний плиоцен) газоконденсатного месторождения Гарадаг Южно-Каспийского бассейна привела к снижению проницаемости пород в пределах от 1,2 до 4,9 мД при падении давления от 2,4 до 11,7 МПа. Величина относительного снижения проницаемости изменяется от 41до 56 %, более высокие значения которой характерны для высокопористых пород. Показано, что многократные циклы изменения нагрузок на пласт в процессе эксплуатации ПХГ также способствуют развитию в породе деформационных изменений, которые приводят к разрушению скелета породы. Очевидным доказательством объективности этого процесса является оседание в сепараторе и резервуаре для жидкости на ПХГ Гарадаг в конце каждого сезона примерно 25–30 т песка, являющегося продуктом разрушения пород подземного резервуара. Это приводит к необратимым изменениям фильтрационно-емкостных свойств пород резервуара, которые более контрастно отражаются на изменении проницаемости пород. Деформационные изменения в пласте, вызванные эксплуатацией месторождения и ПХГ, приводят к снижению продуктивности и приемистости скважин.

1. Абасов М.Т., Джеваншир Р.Д., Иманов А.А., Джалалов Г.И. О влиянии пластового давления на изменение фильтрационно-емкостных свойств терригенных пород-коллекторов в процессе разработки месторождений нефти и газа // Геология нефти и газа, 1997. № 5. С. 34-39.

2. Mohiuddin M.A., Korvin G., Abdulraheem A., Awal M.R., Khan K., Khan M.S. and Hassan H.M. Stress-dependent porosity and permeability of a suite of samples from Saudi Arabian sandstone and limestone reservoirs. [SCA2033. Symposium of Core Analysts.] Abu Dhabi. UAE, 2000, pp. 1-14.

3. Ferronato, M., G. Gambolati, P. Teatini, and D. Baù. Unloading-reloading uniaxial compressibility of deep reservoirs by marker measurements. In Proc. 11th Int. Symp. on Deformation Measurements, eds S.C. Stiros and S. Pytharouli, Patras University Publ., 2003, рр. 341–346.

4. Chan A.W. Production-induced reservoir compaction, permeability loss and land surface subsidence. Dissertation for PhD degree. Stanford University, 2004. – 176 p.

5. Gumrah F., Izgec Ö., Gokcesu U. and Bagci S. Modeling of Underground Gas Storage in a Depleted Gas Field, Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 2005, №27(10). – рр. 913-920.

6. Кашников О.Ю. Исследование и учет деформационных процессов при разработке залежей нефти в терригенных коллекторах: Автореф. дис. … канд. техн. наук. Тюмень, 2008. 23 с.

7. Рамазанов Р.А. Изучение и прогнозирование изменения коллекторских свойств горных пород в процессе разработки по комплексу ГИС и керновых исследований. Дис. … докт. филос. наук. – Баку: Фонд Института Геологии, 2010. 200 с.

8. Rock engineering problems related to underground hydrocarbon storage. Lu, Ming. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 2010, №2(4). pp. 289-297.

9. Фейзуллаев А.А., Велиева Э.Б., Рамазанов Р.А., Исмайлова Г.Г. Об изменении петрофизических свойств пород в связи с падением давления в длительно разрабатываемых нефтегазовых месторождениях // Новости геофизики в Азербайджане. – 2013. – №3. – С. 3-14.

10. Al-Awad M.N.J. Relationship Between reservoir productivity and pore pressure drop. Journal of King Saud University. Engineering Sciences, 2001, №13(1). pp. 137-152.

11. Черемисин Н.А., Сонич В.П., Ефимов П.А. Роль неупругой деформации коллекторов в нефтеотдаче пластов. // Нефтяное Хозяйство. – 2001. – № 9. – С. 76-79.

12. Katz D.L. and Tek M.R. Overview on underground storage of natural gas. Journal of Petroleum Technology, 1981, № 33. – рр. 943-951.

13. Bary, A., Crotogino, F., Prevedel B., Berger H., Brown K., Frantz J., & Ren N. Storing natural gas underground. Oilfield Review, 2002, №14(2). рр. 2-17.

14. Evans, D.J. An appraisal of underground gas storage technologies and incidents, for the development of risk assessment methodology. British Geological Survey Internal Report. 2007.

15. Underground gas storage in the world 2013. EXECUTIVE SUMMARY. http://www.enerdata.net/.

16. Каргер М.Д., Fidens S.A., Берман Л.Б., Нейман В.С., Трофимов Д.М., Захаров А.И., Вольпин С.Г. Окончательный отчет по Проекту [Построение блочной фильтрационной модели подземного газохранилища Карадаг и рекомендации по системе закачки и отбора газа]. – Баку, 2013. – 103 с.

17. Фейзуллаев А.А., Велиева Э.Б., Гасанов А.З. Особенности изменения пластовых давлений в длительно-разрабатываемых месторождениях Апшеронского полуострова (на примере месторождения Гала) // Известия НАНА: Науки о Земле. – 2012. – № 4. – С. 3-12.

18. Kharroubi A., Layan B., Cordelier P. Influence of pore pressure decline on the permeability of North Sea sandstones. [International Symposium of the Society of Core Analysts], Abu Dhabi. UAE, 2004, 5-9 October.

19. Peng S., Z. Meng, H. Wang, C. Ma, and J. Pan. Testing study on pore ratio and permeability of sandstone under different confining pressures. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2003, №22(5). – рр. 742–746.

20. Huang Y. and E. Wang. Experimental study of the laws between the effective confirming pressure and rock permeability, Journal of Tsinghua University, 2007, 47(3), 340–343.

21. Chan A.W. and Zoback M.D. The Role of Hydrocarbon Production on Land Subsidence and Fault Reactivation in the Louisiana Coastal Zone. Journal of Coastal Research, 2007, №23(3). – pp. 771-786.

22. Liu, J.-J., Feng, X.-T, Jing, L.-R. Theoretical and experimental studies on the fluid-solid coupling processes for oil recovery from low permeability fractured reservoirs. Int. J Rock Mech. Min. 2004, Sci, 41(3).

23. Кольчицкая Т.Н., Михайлов Н.Н. Поведение глинистых пород при циклических нагрузках // Геология нефти и газа.–2000.–№2.– C.52-55.

24. Яковлева Н.В. Совершенствование методов мониторинга параметров подземных хранилищ газа с целью предотвращения осложнений при эксплуатации. Авт. дисс. … канд. техн. наук. – М., 2005.

25. Калиниченко И.В. Экспериментальное моделирование изменения деформационных и емкостных свойств пористых коллекторов в связи с эксплуатацией подземных хранилищ газа. Авт. дис. … канд. геол.-мин. наук: Моск. гос. ун-т им. М.В. Ломоносова. М., 2009. – 208 с.

26. Зубарев С.А. Развитие технологий мониторинга за объектом подземного хранения газа (На примере Центрального ПХГ). Авт. дис. … канд. техн. наук. – Ухта, 2010.

27. Евик В.Н. Варягов С.А., Павлюкова И.В., Смирнов Ю.Ю. Мониторинг геологической среды при эксплуатации Щелковского подземного хранилища газа. https://neftegaz.ru/science/view/393-Monitoring-geologicheskoy-sredy-priekspluatatsii-Schelkovskogo-podzemnogohranilischa-gaza.

28. Яковлева Н.В., Лурье М.В., Дидковская А.С. Увеличение доли буферного газа в ПХГ как эффективное средство предотвращения разрушения порового коллектора // Управление качеством в нефтегазовом комплексе, 2004. – №3/4. – С.65-67.

29. Семенов Е.О., Рыжов А.Е., Жуков B.C., Иселидзе О.В. Изменение проницаемости коллекторов при циклических изменениях эффективного давления. // Материалы II международной конференции «ПХГ: надежность и эффективность» М.: ВНИИГАЗ, 2008. – С. 76-77.

30. Семенов Е.О. Особенности формирования и оценка коллекторских и экранирующих свойств терригенных пород при создании подземных хранилищ газа в водоносных пластах. Авт. дис.… канд. геол.-мин. наук. М., 2010.

31. Голодковская Г.А., Калиниченко И.В. Изменение пористости песчаных пород-коллекторов в связи с циклической эксплуатацией подземных хранилищ газа (ПХГ). // Материалы VIII Международной конференции «Новые идеи в науках о земле» (10-13 апреля 2007г., РГГРУ): Доклады. Т. 8. – М.: РГГРУ, 2007. – С. 115-118.

32. Иманов А.А. Физико-механические свойства осадочных пород Южно-Каспийского бассейна в глубинных условиях: углеводородные ресурсы больших глубин. – Баку: Nafta-Press, 2012.–203 c.

33. Лебедев М.С. Совершенствование методики оценки емкостно-фильтрационных свойств коллекторов подземных хранилищ газа: на примере Северо-Ставропольского подземного хранилища газа. Авт. дис. … канд. геол.-мин. наук. – Ставрополь, 2006.

34. Жуков. В.С. Воздействие современных геодинамических процессов на фильтрационно-емкостные свойства коллекторов ПХГ // Международная конференция «Современная геодинамика недр и эколого-промышленная безопасность объектов нефтегазового комплекса».  М.: ИПНГ РАН, 7– 9 декабря 2009.

35. Григорьев Б.В., Шубин А.А. Влияние изменения эффективного давления на фильтрационно-емкостные свойства пород-коллекторов // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. – 2015. – Т. 1. – № 2(2). – С.15-21.