RU2602621C1 - Gas hydrate deposits development method - Google Patents

Gas hydrate deposits development method Download PDF

Info

Publication number
RU2602621C1
RU2602621C1 RU2015142452/03A RU2015142452A RU2602621C1 RU 2602621 C1 RU2602621 C1 RU 2602621C1 RU 2015142452/03 A RU2015142452/03 A RU 2015142452/03A RU 2015142452 A RU2015142452 A RU 2015142452A RU 2602621 C1 RU2602621 C1 RU 2602621C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
water
reservoir
hydrate
liquid mixture
Prior art date
Application number
RU2015142452/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Юрьевич Калинчук
Зоя Алексеевна Васильева
Владимир Станиславович Якушев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина"
Priority to RU2015142452/03A priority Critical patent/RU2602621C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2602621C1 publication Critical patent/RU2602621C1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/18Repressuring or vacuum methods
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/16Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
    • E21B43/24Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: invention relates to development of gas hydrate hydrocarbon deposits. Method is as follows: main well is drilled with opening pay and underlying water-bearing reservoir, drilled well is perforated in the pay and underlying water-bearing bed zone. Then, tubing strings with submersible pump unit are lowered to the main well and gas-liquid mixture is extracted at the border of gas-water contact of the pay with simultaneous separating gas-liquid mixture in the well. Gas is extracted through annular space, liquid with dissolved gas is extracted through tubing strings. This liquid is pumped into the underlying water-bearing bed by means of the said submersible pump unit. At that, at least two bypass wells are additionally drilled along the periphery of the deposit with opening the underlying water-bearing bed. They are perforated in the pay and underlying water-bearing bed zone. During extracting gas-liquid mixture thermal reservoir mineralized water is bypassed from the underlying water-bearing bed in the overlying pay for thermal hydrate dissociation to ensure circulating thermal reservoir water and hydrate dissociation water between the pay and underlying water-bearing bed without lifting water to the surface. During extracting gas-liquid mixture pressure is decreased in the bottom-hole zone of gas hydrate bed to a value, providing the beginning of hydrate dissociation.
EFFECT: technical result is increased efficiency of the method due to increased gas extraction, increased period for hydrates-free operation of wells and reduced power consumption.
1 cl, 1 ex, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области разработки газогидратных месторождений углеводородов.The invention relates to the field of development of gas hydrate hydrocarbon deposits.

Известен способ разработки газогидратной залежи, включающий бурение перепускных и эксплуатационных скважин в породе с последующей добычей через перепускные скважины газа с поддержанием давления в разрабатываемой залежи путем перепуска термальной пластовой воды из нижележащего горизонта в вышележащий, при этом производят бурение перепускной скважины до пласта с термальными водами, нижележащего относительно газогидратной залежи, выполняют горизонтальное ответвление под подошвой газогидратной залежи для подачи пластовой воды и бурение газоотводящей скважины с вертикальным отводом на поверхность (RU 2250365, 2003 г.).A known method of developing a gas hydrate deposit, including drilling bypass and production wells in the rock, followed by production of gas through the bypass wells while maintaining pressure in the developed reservoir by transferring the thermal formation water from the underlying horizon to the overlying one, while the bypass well is drilled to the formation with thermal waters, underlying relative to the gas hydrate reservoir, perform a horizontal branch under the sole of the gas hydrate reservoir to supply formation water and drill of flue hole with vertical outlet to the surface (RU 2250365, 2003 YG).

К недостаткам способа следует отнести большое скопление воды в призабойной зоне, которая снизит фазовую проницаемость для газа, а также падение давления в пласте с термальными водами не позволит разрабатывать газогидратную залежь указанным способом продолжительное время.The disadvantages of the method include a large accumulation of water in the bottomhole zone, which will reduce the phase permeability for gas, as well as the pressure drop in the reservoir with thermal waters will not allow to develop a gas hydrate reservoir in this way for a long time.

Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому по технической сути является способ разработки газогидратного месторождения, включающий бурение скважины со вскрытием продуктивного пласта и нижележащего водоносного пласта, затем осуществляют спуск в скважину насосно-компрессорных труб с погружной насосной установкой и производят отбор газожидкостной смеси на границе газоводяного контакта продуктивного пласта с одновременной сепарацией газожидкостной смеси в скважине, добычу газа осуществляют по затрубному пространству скважины, а жидкости с растворенным газом - по насосно-компрессорным трубам, которую с помощью вышеупомянутой погружной насосной установки закачивают в нижележащий водоносный пласт (RU 2438009, 2010 г.).Of the known technical solutions, the closest to the proposed technical essence is a method of developing a gas hydrate field, which includes drilling a well with opening a productive formation and an underlying aquifer, then tubing with a submersible pump unit is lowered into the well and a gas-liquid mixture is selected at the gas-water boundary the contact of the reservoir with the simultaneous separation of the gas-liquid mixture in the well, gas is produced by annulus of the space well, and the fluid with dissolved gas - of the tubing which with the above submersible pump unit is pumped into the underlying aquifer (RU 2438009, 2010 YG).

К недостаткам способа следует отнести неизбежное снижение температуры на забое скважины вследствие как диссоциации гидратов, происходящей с поглощением большого количества тепла, так и процесса дросселирования газа в призабойной зоне пласта, дополнительно приводящего к снижению температуры. Снижение температуры в призабойной зоне приводит к образованию вторичных гидратов, при этом фронт вторичных гидратов начинает образовываться от забоя скважины. Оба указанных фактора приводят к постепенному снижению дебита газовой скважины вплоть до прекращения добычи газа из скважины. Снижение водонасыщенности в зоне, расположенной ниже подошвы газогидратного пласта, не решает полностью эту проблему, т.к. при разложении 1 м3 гидрата образуется 0.784 м3 воды и не исключается возможность образования вторичных гидратов. К недостаткам также следует отнести низкую приемистость водоносного пласта, из которого ничего не отбирается, и отсутствие приемистости через небольшой промежуток времени. Описываемый способ разработки может осуществляться непродолжительное время и может не оправдать затраты на погружную насосную установку.The disadvantages of the method include the inevitable decrease in temperature at the bottom of the well due to both dissociation of hydrates occurring with the absorption of a large amount of heat and the process of gas throttling in the bottomhole formation zone, which additionally leads to a decrease in temperature. Lowering the temperature in the bottomhole zone leads to the formation of secondary hydrates, while the front of the secondary hydrates begins to form from the bottom of the well. Both of these factors lead to a gradual decrease in the flow rate of a gas well until the cessation of gas production from the well. The decrease in water saturation in the area located below the bottom of the gas hydrate formation does not completely solve this problem, because upon decomposition of 1 m 3 of hydrate, 0.784 m 3 of water is formed and the possibility of the formation of secondary hydrates is not excluded. The disadvantages also include the low injectivity of the aquifer, from which nothing is taken, and the lack of injectivity after a short period of time. The described development method may take a short time and may not justify the cost of a submersible pump installation.

Задачей изобретения является создание способа разработки газогидратных месторождений, обеспечивающего увеличение отбора газа и продление срока безгидратной эксплуатации скважин, а также сокращение энергозатрат.The objective of the invention is to provide a method for the development of gas hydrate deposits, providing an increase in gas production and extending the life of non-hydrate wells, as well as reducing energy costs.

Поставленная задача достигается тем, что в способе разработки газогидратной залежи производят бурение основной скважины со вскрытием продуктивного пласта и нижележащего водоносного пласта, в пробуренной скважине осуществляют перфорацию в зоне продуктивного пласта и нижележащего водоносного пласта, затем осуществляют спуск в основную скважину насосно-компрессорных труб с погружной насосной установкой и производят отбор газожидкостной смеси на границе газоводяного контакта продуктивного пласта с одновременной сепарацией газожидкостной смеси в скважине, причем добычу газа осуществляют по затрубному пространству, а жидкости с растворенным газом по насосно-компрессорным трубам, которую с помощью вышеупомянутой погружной насосной установки закачивают в нижележащий водоносный пласт, согласно изобретению производят дополнительно бурение, по меньшей мере, двух перепускных скважин по периферии залежи со вскрытием нижележащего водоносного пласта и осуществляют перфорацию их в зоне продуктивного пласта и водоносного пласта, в процессе отбора газожидкостной смеси осуществляют перепуск термальной пластовой минерализованной воды из нижележащего водоносного пласта в вышележащий продуктивный пласт для тепловой диссоциации гидрата с обеспечением циркуляции термальной пластовой воды и воды диссоциации гидрата между продуктивным пластом и нижележащим водоносным пластом без подъема воды на поверхность, при этом в процессе отбора газожидкостной смеси происходит снижение давления в призабойной зоне газогидратного пласта до величины, обеспечивающей начало диссоциации гидрата.This object is achieved by the fact that in the method of developing a gas hydrate deposit, the main well is drilled with the productive formation and the underlying aquifer being opened, the perforated hole is drilled in the zone of the productive reservoir and the underlying aquifer, then tubing with a submersible is lowered into the main well pumping unit and select gas-liquid mixture at the boundary of the gas-water contact of the reservoir with the simultaneous separation of gas-liquid mixture in the well, and gas production is carried out in the annulus, and liquid with dissolved gas through tubing, which is pumped into the underlying aquifer using the aforementioned submersible pump installation, according to the invention, at least two bypass wells are additionally drilled on the periphery of the deposit with the opening of the underlying aquifer and carry out their perforation in the zone of the reservoir and the aquifer, in the process of selecting a gas-liquid mixture they allow the transfer of thermal formation mineralized water from the underlying aquifer to the overlying productive reservoir for thermal dissociation of the hydrate, ensuring the circulation of the thermal reservoir water and the water of hydrate dissociation between the reservoir and the underlying aquifer without raising water to the surface, while the gas-liquid mixture is reduced during the selection process pressure in the bottom-hole zone of the gas hydrate formation to a value that ensures the onset of hydrate dissociation.

Достигаемый технический результат достигается за счет обеспечения циркуляции термальной пластовой воды между водоносным и продуктивным пластом и за счет исключения подъема пластовой воды на поверхность.The technical result achieved is achieved by ensuring the circulation of thermal formation water between the aquifer and the reservoir and by eliminating the rise of formation water to the surface.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана принципиальная схема установки для реализации предлагаемого способа.The invention is illustrated in the drawing, which shows a schematic diagram of an installation for implementing the proposed method.

На чертеже приняты следующие обозначения: 1 - скважина, 2 - водоносный пласт, 3 - перфорационное отверстие, 4 - насосно-компрессорная труба, 5 - насосная установка, 6 - погружной электродвигатель, 7 - динамический уровень, 8 - пакер, 9 - станция управления, 10 - внутрискважинный кабель, 11 - поверхностный кабель, 12 - трансформатор, 13 - частичный преобразователь, 14 - шлейф, 15 - продуктивный пласт, 16 - перепускная скважина.The following notation is adopted in the drawing: 1 - well, 2 - aquifer, 3 - perforation hole, 4 - tubing, 5 - pump unit, 6 - submersible motor, 7 - dynamic level, 8 - packer, 9 - control station 10 - downhole cable, 11 - surface cable, 12 - transformer, 13 - partial transducer, 14 - loop, 15 - reservoir, 16 - overflow well.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Производят бурение скважины 1 со вскрытием нижележащего водоносного пласта 2.Drilling a well 1 with opening the underlying aquifer 2.

В пробуренной скважине 1 осуществляют перфорацию 3 в зоне водоносного пласта 2 и в зоне продуктивного пласта 15. На насосно-компрессорных трубах 4 опускают насосную установку 5 с погружным электродвигателем 6 ниже динамического уровня 7. Устанавливают пакер 8 между продуктивным пластом 15 и водоносным пластом 2. Связь погружного электродвигателя 6 со станцией управления 9 осуществляют с помощью внутрискважинного кабеля 10 и поверхностного кабеля 11. Управление работой погружного электродвигателя 6 осуществляют с помощью трансформатора 12 и частотного преобразователя 13.In the drilled well 1, perforation 3 is carried out in the zone of the aquifer 2 and in the zone of the reservoir 15. On the tubing 4 lower the pump unit 5 with a submersible motor 6 below the dynamic level 7. Install the packer 8 between the reservoir 15 and the aquifer 2. The connection of the submersible motor 6 with the control station 9 is carried out using the downhole cable 10 and the surface cable 11. The operation of the submersible motor 6 is controlled using a transformer 12 and often deleterious converter 13.

Посредством насосной установки 5 производят отбор газожидкостной смеси. В результате отбора газожидкостной смеси пластовое давление в призабойной зоне газогидратного пласта 15 снижается, начинается процесс диссоциации гидрата.By means of a pumping unit 5, a gas-liquid mixture is selected. As a result of the selection of the gas-liquid mixture, the reservoir pressure in the bottom-hole zone of the gas hydrate formation 15 decreases, the hydrate dissociation process begins.

Разделение газожидкостной смеси происходит в скважине 1 и осуществляется посредством газосепаратора, входящего в состав погружной насосной установки 5. Далее газ по затрубью скважины поступает на поверхность в шлейф 14 и далее на установку подготовки газа и к потребителю, а воду после разделения газожидкостной смеси с помощью погружной насосной установки 5 закачивают в нижележащий водоносный пласт 2.The separation of the gas-liquid mixture takes place in the well 1 and is carried out by means of a gas separator, which is part of the submersible pump unit 5. Next, the gas through the annulus of the well enters the surface in the loop 14 and then to the gas treatment unit and to the consumer, and the water after separation of the gas-liquid mixture using the submersible pumping unit 5 is pumped into the underlying aquifer 2.

Кроме того, по периферии залежи бурятся перепускные скважины 16 в породе до пласта 2 с термальными водами, нижележащего относительно газогидратной залежи, для поддержания давления в разрабатываемой залежи и обеспечения приемистости водоносного пласта путем перепуска термальной пластовой воды из нижележащего горизонта в вышележащий. Таким образом, осуществляется циркуляция пластовой воды и воды диссоциации гидрата.In addition, bypass wells 16 are drilled around the periphery of the reservoir to the formation 2 with thermal waters, lying relative to the gas hydrate reservoir, to maintain pressure in the developed reservoir and to ensure the injectivity of the aquifer by transferring the thermal reservoir water from the underlying horizon to the overlying one. Thus, circulation of produced water and hydrate dissociation water is carried out.

Предлагаемый способ обеспечивает разложение газогидратов не только за счет снижения давления на забое скважины в процессе отбора газожидкостной смеси, но и теплового и ингибирующего воздействия термальных вод.The proposed method provides the decomposition of gas hydrates not only by reducing pressure at the bottom of the well during the selection of the gas-liquid mixture, but also by the thermal and inhibitory effects of thermal waters.

Ниже приведен пример конкретной реализации предлагаемого способа.The following is an example of a specific implementation of the proposed method.

Пример представлен для случая эксплуатации скважин Мессояхского газогидратного месторождения. Определим равновесные термобарические условия существования гидратов Мессояхского месторождения. Состав газа Мессояхского месторождения в основном представлен метаном ((98-99 об. %). Поэтому для дальнейших расчетов можно принять, что условия диссоциации гидратов Мессояхского месторождения соответствуют условиям диссоциации чистого метана и составляют при пластовой температуре 10,5°С величину 6,8 МПа. Следовательно, при давлении ниже 6,8 МПа происходит диссоциация существующих гидратов.An example is presented for the operation of the wells of the Messoyakha gas hydrate field. Let us determine the equilibrium thermobaric conditions for the existence of hydrates of the Messoyakhskoye field. The gas composition of the Messoyakhskoye field is mainly represented by methane ((98-99 vol.%). Therefore, for further calculations, we can assume that the conditions for dissociation of hydrates of the Messoyakhskoye field correspond to the conditions for the dissociation of pure methane and make up 6.8 at a reservoir temperature of 10.5 ° C. MPa Therefore, at pressures below 6.8 MPa, the dissociation of existing hydrates occurs.

Начальное пластовое давление и температура Мессояхского месторождения составляют соответственно 7,5 МПа и 10,5°С. Для начала диссоциации гидратов нужно снизить давление в подошве газогидратной области месторождения на величину 0,7 МПа.The initial reservoir pressure and temperature of the Messoyakhskoye field are 7.5 MPa and 10.5 ° C, respectively. To begin the dissociation of hydrates, it is necessary to reduce the pressure in the sole of the gas hydrate region of the field by 0.7 MPa.

Фильтрационно-емкостные свойства пласта следующие - проницаемость k=93,1 мД; пористость m=25%. Принимая, что в водоносной части пласта фильтрационно-емкостные параметры остаются теми же, можно рассчитать отбор пластовой воды, при котором начнется снижение давления в области пласта, расположенной ниже газогидратов.The reservoir properties of the reservoir are as follows - permeability k = 93.1 mD; porosity m = 25%. Assuming that the reservoir and filtration parameters in the aquifer remain the same, it is possible to calculate the formation water at which pressure will begin to decrease in the reservoir area located below the gas hydrates.

В соответствии с предлагаемой технологией осуществляют бурение скважины 1 со вскрытием нижележащего изолированного водоносного пласта 2. Кроме того, по периферии залежи бурятся две перепускные скважины 16 в породе до пласта 2 с термальными водами, нижележащего относительно газогидратной залежи. Эксплуатационные скважины Мессояхского месторождения имеют следующую конструкцию:In accordance with the proposed technology, a well 1 is drilled with an underlying insulated aquifer 2 opened. In addition, two bypass wells 16 are drilled in the rock up to the thermal water layer 2 below the gas hydrate deposit at the periphery of the deposit. Production wells of the Messoyakhskoye field have the following design:

- кондуктор - 219 мм - до глубины 450,0-500,0 м;- conductor - 219 mm - to a depth of 450.0-500.0 m;

- эксплуатационная колонна - 146 мм - до глубины 870,0-900,0 м, т.е. практически до забоя;- production casing - 146 mm - to a depth of 870.0-900.0 m, i.e. almost to the bottom;

- лифтовая колонна - НКТ d=73 мм.- lift column - tubing d = 73 mm.

Устанавливается насосная установка 5 с погружным электродвигателем 6. Наиболее подходящий типоразмер установки погружного центробежного насоса для рассматриваемого примера - УЭЦН5А-360-600.A pumping unit 5 with a submersible electric motor 6 is installed. The most suitable standard installation size of a submersible centrifugal pump for the considered example is UETSN5A-360-600.

Коэффициент продуктивности скважины при принятых допущениях составит - 50,18 т/(сут·МПа) (расчет производился для следующих условий - плотность пластовой воды - 1043 кг/м3; толщина пласта 10 м; радиус контура питания - 300 м; приведенный радиус скважины - 0,2 м; вязкость пластовой воды - 1,08 мПа·с). Дебит пластовой жидкости, рассчитанный по формуле Дюпюи, составляет 351,26 т/сутки.The well productivity coefficient under the accepted assumptions will be - 50.18 t / (day · MPa) (the calculation was made for the following conditions - formation water density - 1043 kg / m 3 ; thickness of the formation 10 m; radius of the supply circuit - 300 m; reduced well radius - 0.2 m; formation water viscosity - 1.08 MPa · s). The production fluid rate calculated by the Dupuis formula is 351.26 t / day.

Диаметр НКТ эксплуатационных скважин способен обеспечить рассчитанный дебит по жидкости.The diameter of the production tubing is capable of providing a calculated fluid rate.

Пакер 8 устанавливают между продуктивным пластом и водоносным пластом 2. При закачке пластовой жидкости в пласт осуществляют следующую компоновку подземного оборудования: эксплуатационный пакер типа 2 ПД-ЯГ-118-500 с наружным диаметром 118 мм, для скважин с эксплуатационной колонной диаметром 139.7 мм - пакер типа АПД-ЯГ-112-500.The packer 8 is installed between the reservoir and the aquifer 2. When injecting the reservoir fluid into the reservoir, the following arrangement of underground equipment is carried out: production packer type 2 PD-YAG-118-500 with an outer diameter of 118 mm, for wells with production string 139.7 mm in diameter - the packer type APD-YAG-112-500.

Связь погружного электродвигателя 6 со станцией управления 9 осуществляют с помощью внутрискважинного кабеля 10 и поверхностного кабеля 11. Управление работой погружного электродвигателя осуществляют с помощью трансформатора 12 и частотного преобразователя 13.The connection of the submersible motor 6 with the control station 9 is carried out using the downhole cable 10 and the surface cable 11. The operation of the submersible motor is controlled using a transformer 12 and a frequency converter 13.

В результате работы насоса и отбора газожидкостной смеси пластовое давление в подошве газогидратного пласта снижается.As a result of the pump and the selection of the gas-liquid mixture, the reservoir pressure in the sole of the gas hydrate formation is reduced.

Результаты расчетов показывают, что пластовое давление в области дренирования на расстоянии до 50 метров ниже давления начала диссоциации гидратов.The calculation results show that the reservoir pressure in the drainage area is up to 50 meters below the pressure of the onset of hydrate dissociation.

Одновременно, в результате отбора воды происходит снижение водонасыщенности в зоне, расположенной ниже подошвы газогидратного пласта.At the same time, as a result of water withdrawal, water saturation decreases in the zone located below the bottom of the gas hydrate formation.

Разделение газожидкостной смеси происходит в скважине 1. Далее газ по затрубью поступает на поверхность в шлейф 14, где производят его подготовку, а вода закачивается в нижележащий водоносный пласт 2.The separation of the gas-liquid mixture occurs in the well 1. Next, the gas through the annulus enters the surface in the loop 14, where it is prepared, and water is pumped into the underlying aquifer 2.

При диссоциации гидратов образуется 160 м3 газа и 1 м3 воды. Для рассматриваемой конструкции скважины при поступлении воды динамический уровень изменяется на 59 метров на каждый кубометр поступившей в скважину воды. При достижении водой определенного уровня происходит самозадавливание скважин пластовой водой и выбытие скважин из эксплуатации. Производительность выбранного насоса позволяет постоянно удалять воду из скважины и поддерживать давление в призабойной зоне пласта, обеспечивающего диссоциацию гидратов. При этих условиях поступление газа в скважину будет происходить постоянно без риска образования вторичных гидратов до величины газонасыщенности в пласте 5-10%, когда фазовая проницаемость для газа будет равна нулю. Общий отбор газа из газогидратного пласта составит при этом 90-95%.Upon dissociation of hydrates, 160 m 3 of gas and 1 m 3 of water are formed. For the considered well design, when the water enters, the dynamic level changes by 59 meters for each cubic meter of water entering the well. When the water reaches a certain level, the wells self-pressurize with produced water and the wells are decommissioned. The performance of the selected pump allows you to constantly remove water from the well and maintain pressure in the bottomhole formation zone, which ensures hydrate dissociation. Under these conditions, gas will enter the well continuously without the risk of secondary hydrate formation until the gas saturation in the formation is 5-10%, when the phase permeability for gas is zero. The total gas withdrawal from the gas hydrate reservoir will be 90-95%.

По периферии пласта через перепускные скважины в продуктивный пласт поступает термальная пластовая вода с высокой степенью минерализации, которая имеет теплоемкость, значительно превышающую теплоемкость пресной воды.Along the periphery of the formation, by-pass wells, thermal formation water with a high degree of mineralization, which has a heat capacity significantly exceeding the heat capacity of fresh water, enters the reservoir.

Дебит термальной пластовой воды, необходимый для обработки 1 м3 породы принимают:The flow rate of thermal formation water required for processing 1 m 3 of rock is taken:

Figure 00000001
Figure 00000001

где: q - дебит термальной пластовой воды,where: q is the rate of thermal formation water,

Сп - теплоемкость породы, ккал/м3·°С;With p - the heat capacity of the rock, kcal / m 3 · ° C;

CT - теплоемкость термальной пластовой воды, ккал/м3·°СC T - heat capacity of thermal formation water, kcal / m 3 · ° C

ΔТф=Tф-Tпл, °С;ΔT f = T f -T pl , ° C;

ΔT=T0-Tпл, °С;ΔT = T 0 -T pl , ° C;

Т0 - температура термальной пластовой воды, °С;T 0 - temperature of thermal formation water, ° C;

Тпл - температура пласта, °С;T PL - reservoir temperature, ° C;

Тф - температура фазового перехода, °С;T f - phase transition temperature, ° C;

m - пористость;m is the porosity;

ΔH - теплота фазового перехода газогидрата, ккал/м3;ΔH is the heat of the phase transition of gas hydrate, kcal / m 3 ;

αгид - коэффициент гидратонасыщенности.α guide - hydration coefficient.

Теплоемкость породы составляет Сп=600 ккал/м3·°С; m=0,2; ΔН=1,25 ккал/м3; αгид=0,4; Т0=60°С; Tпл=3°С; т Тф=7°С теплоемкость термальной пластовой воды СТ=1000 ккал/м3·°С, соответственноThe heat capacity of the rock is C p = 600 kcal / m 3 · ° C; m = 0.2; ΔH = 1.25 kcal / m 3 ; α guide = 0.4; T 0 = 60 ° C; T pl = 3 ° C; t T f = 7 ° C thermal capacity of thermal formation water C T = 1000 kcal / m 3 · ° C, respectively

Figure 00000002
Figure 00000002

т.е. для осуществления способа по предлагаемому изобретению необходимо на каждый 1 м3 породы примерно 0,31 м3 термальной пластовой воды.those. for the implementation of the method according to the invention, approximately 0.31 m 3 of thermal formation water is required for every 1 m 3 of rock.

В процессе разработки осуществляют контроль давления высоконапорных термальных пластовых вод.In the process of development, they control the pressure of high-pressure thermal formation waters.

Кроме того, при этом увеличивается химическое и тепловое воздействие контактирующей поверхности минерализованной термальной пластовой воды. Например, увеличение концентрации хлористого кальция в термальной пластовой воде на 1% снижает равновесную температуру гидратообразования на 0,5 °С. Кроме того, термальная пластовая вода с высокой степенью минерализации имеет теплоемкость, значительно превышающую теплоемкость пресной воды.In addition, this increases the chemical and thermal effects of the contacting surface of the mineralized thermal formation water. For example, an increase in the concentration of calcium chloride in thermal formation water by 1% reduces the equilibrium hydrate formation temperature by 0.5 ° C. In addition, thermal formation water with a high degree of mineralization has a heat capacity that is significantly higher than the heat capacity of fresh water.

Количество термальной пластовой воды регламентируется в соответствии с предлагаемой формулой, что позволяет наиболее эффективно осуществлять разработку залежи без опасности превышения пластового давления выше горного, исключая возникновение неуправляемого гидроразрыва пласта.The amount of thermal formation water is regulated in accordance with the proposed formula, which allows the most efficient development of the reservoir without the risk of exceeding reservoir pressure above the mountain, excluding the occurrence of uncontrolled hydraulic fracturing.

В результате воздействия перечисленных факторов существенно повышается степень извлечения газа в масштабе целой залежи.As a result of the influence of these factors, the degree of gas recovery on the scale of the whole reservoir increases significantly.

Таким образом, предлагаемый способ по сравнению обеспечивает продолжительную эксплуатацию скважины за счет циркуляции пластовой воды.Thus, the proposed method in comparison provides continuous operation of the well due to the circulation of produced water.

Вероятность самоконсервации гидратов при реализации способа значительно снижается, т.к. не происходит и снижения температуры газа на забое эксплуатационной скважины, поскольку добывается газожидкостная смесь, а не чистый газ и дроссель-эффект не проявляется и за счет теплоносителя (термальных вод).The probability of self-preservation of hydrates during the implementation of the method is significantly reduced, because there is no decrease in gas temperature at the bottom of the production well, since a gas-liquid mixture is produced, and not pure gas, and the throttle effect is not manifested due to the coolant (thermal waters).

Claims (1)

Способ разработки газогидратной залежи, заключающийся в том, что производят бурение основной скважины со вскрытием продуктивного пласта и нижележащего водоносного пласта, в пробуренной скважине осуществляют перфорацию в зоне продуктивного пласта и нижележащего водоносного пласта, затем осуществляют спуск в основную скважину насосно-компрессорных труб с погружной насосной установкой и производят отбор газожидкостной смеси на границе газоводяного контакта продуктивного пласта с одновременной сепарацией газожидкостной смеси в скважине, причем добычу газа осуществляют по затрубному пространству, а жидкости с растворенным газом по насосно-компрессорным трубам, которую с помощью вышеупомянутой погружной насосной установки закачивают в нижележащий водоносный пласт, отличающийся тем, что производят дополнительно бурение, по меньшей мере, двух перепускных скважин по периферии залежи со вскрытием нижележащего водоносного пласта и осуществляют перфорацию их в зоне продуктивного пласта и водоносного пласта, в процессе отбора газожидкостной смеси осуществляют перепуск термальной пластовой минерализованной воды из нижележащего водоносного пласта в вышележащий продуктивный пласт для тепловой диссоциации гидрата с обеспечением циркуляции термальной пластовой воды и воды диссоциации гидрата между продуктивным пластом и нижележащим водоносным пластом без подъема воды на поверхность, при этом в процессе отбора газожидкостной смеси производят снижение давления в призабойной зоне газогидратного пласта до величины, обеспечивающей начало диссоциации гидрата. The method of developing a gas hydrate deposit, which consists in drilling the main well with opening the reservoir and the underlying aquifer, in the drilled well, perforating in the zone of the reservoir and the underlying aquifer, then pumping the tubing to the main well with a submersible pump installation and selection of the gas-liquid mixture at the boundary of the gas-water contact of the reservoir with the simultaneous separation of the gas-liquid mixture in the well and, moreover, gas production is carried out through the annulus, and liquid with dissolved gas through tubing, which is pumped into the underlying aquifer using the aforementioned submersible pump installation, characterized in that at least two bypass wells are drilled additionally the periphery of the reservoir with the opening of the underlying aquifer and carry out their perforation in the zone of the reservoir and the aquifer, in the process of selection of the gas-liquid mixture carry out bypass thermal formation mineralized water from the underlying aquifer to the overlying reservoir for thermal dissociation of the hydrate to ensure circulation of the thermal reservoir water and water of dissociation of the hydrate between the reservoir and the underlying aquifer without raising water to the surface, while in the process of selecting a gas-liquid mixture, pressure is reduced in the bottom-hole zone of the gas hydrate formation to a value that ensures the onset of hydrate dissociation.
RU2015142452/03A 2015-10-07 2015-10-07 Gas hydrate deposits development method RU2602621C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015142452/03A RU2602621C1 (en) 2015-10-07 2015-10-07 Gas hydrate deposits development method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015142452/03A RU2602621C1 (en) 2015-10-07 2015-10-07 Gas hydrate deposits development method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2602621C1 true RU2602621C1 (en) 2016-11-20

Family

ID=57760111

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015142452/03A RU2602621C1 (en) 2015-10-07 2015-10-07 Gas hydrate deposits development method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2602621C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106837257A (en) * 2017-03-23 2017-06-13 西南石油大学 A kind of non-diagenesis gas hydrates mining system in ocean and its production practice

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4007787A (en) * 1975-08-18 1977-02-15 Phillips Petroleum Company Gas recovery from hydrate reservoirs
SU1574796A1 (en) * 1987-12-14 1990-06-30 Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова Method of working gas-vydrate deposits
RU2250365C2 (en) * 2003-05-26 2005-04-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ухтинский государственный технический университет Method for extraction of gas-hydrate deposit
RU2306410C1 (en) * 2005-12-22 2007-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина Method for thermal gaseous hydrate field development
RU2438009C1 (en) * 2010-05-04 2011-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина Procedure for development of gas-hydrates deposits
RU2491420C2 (en) * 2011-11-30 2013-08-27 Алексей Львович Сильвестров Method for production of natural gas from gas-hydrate pools and device for its realisation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4007787A (en) * 1975-08-18 1977-02-15 Phillips Petroleum Company Gas recovery from hydrate reservoirs
SU1574796A1 (en) * 1987-12-14 1990-06-30 Ленинградский горный институт им.Г.В.Плеханова Method of working gas-vydrate deposits
RU2250365C2 (en) * 2003-05-26 2005-04-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ухтинский государственный технический университет Method for extraction of gas-hydrate deposit
RU2306410C1 (en) * 2005-12-22 2007-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина Method for thermal gaseous hydrate field development
RU2438009C1 (en) * 2010-05-04 2011-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина Procedure for development of gas-hydrates deposits
RU2491420C2 (en) * 2011-11-30 2013-08-27 Алексей Львович Сильвестров Method for production of natural gas from gas-hydrate pools and device for its realisation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106837257A (en) * 2017-03-23 2017-06-13 西南石油大学 A kind of non-diagenesis gas hydrates mining system in ocean and its production practice
WO2018171067A1 (en) * 2017-03-23 2018-09-27 西南石油大学 Mining system of marine non-diagenetic natural gas hydrate reservoir and mining process thereof
CN106837257B (en) * 2017-03-23 2020-03-06 西南石油大学 Marine non-diagenetic natural gas hydrate reservoir exploitation system and exploitation process thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102027193B (en) Promotion of methane hydrate decomposition and methane gas collecting system
NO178775B (en) Apparatus for the production of hydrocarbons
RU2491420C2 (en) Method for production of natural gas from gas-hydrate pools and device for its realisation
CN110644963B (en) Method for exploiting hydrate based on multilateral well
RU2459934C1 (en) Development method of multilayer non-homogeneous oil deposit
RU2417306C1 (en) Procedure for development of oil deposit
RU2485291C1 (en) Development method of productive formation with low-permeability section
CN107514245A (en) A kind of method of gas hydrates row formula horizontal wells
RU2438009C1 (en) Procedure for development of gas-hydrates deposits
RU2456441C1 (en) Production method of high-viscous oil by means of simultaneous pumping of steam and extraction of liquid from single horizontal well
RU2451165C1 (en) Method for restriction of brine water inflow to production well
CN109915082A (en) A kind of device and method for exploiting Offshore Heavy Oil Field oil reservoir
RU2602621C1 (en) Gas hydrate deposits development method
US4359092A (en) Method and apparatus for natural gas and thermal energy production from aquifers
CN107558977A (en) A kind of method of row's formula horizontal well microwave heating exploitation of gas hydrate
RU2431737C1 (en) Procedure for development of oil-water deposit
RU2519243C1 (en) Method of development of oil-and-gas deposits with bottom water
RU2504646C1 (en) Method of oil deposit development using flooding
RU2225942C1 (en) Method for extraction of bituminous deposit
RU2505668C1 (en) Method of developing oil pool using horizontal multibranch wells
RU2605860C1 (en) Method of developing oil deposit by horizontal wells
RU2421606C1 (en) Procedure for development of oil-water deposit
RU2494237C1 (en) Development method of oil deposit by water-flooding
RU2738145C1 (en) Development method of powerful low-permeability oil deposit
RU2803344C1 (en) Method for developing superviscous oil deposits