RU2615198C1 - Method of exploitation of subsurface storage of natural gas - Google Patents
Method of exploitation of subsurface storage of natural gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2615198C1 RU2615198C1 RU2015146825A RU2015146825A RU2615198C1 RU 2615198 C1 RU2615198 C1 RU 2615198C1 RU 2015146825 A RU2015146825 A RU 2015146825A RU 2015146825 A RU2015146825 A RU 2015146825A RU 2615198 C1 RU2615198 C1 RU 2615198C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- natural gas
- wells
- supercritical
- gas
- reservoir
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G5/00—Storing fluids in natural or artificial cavities or chambers in the earth
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
- E21F17/16—Modification of mine passages or chambers for storage purposes, especially for liquids or gases
Abstract
Description
Изобретение относится к области газовой промышленности и предназначено для эксплуатации подземных хранилищ газа (ПХГ).The invention relates to the field of the gas industry and is intended for the operation of underground gas storages (UGS).
Известен способ создания и эксплуатации подземного хранилища природного газа в пористых и проницаемых коллекторах горных структур, насыщенных водой, истощенных газовых и газоконденсатных месторождениях, включающий бурение или использование имеющихся эксплуатационных скважин, циклическую закачку и отбор газа из ПХГ с образованием буферного и активного объемов его хранения [см. А.И. Ширковский. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. М.: Недра, 1987, с. 271-302].A known method of creating and operating an underground storage of natural gas in porous and permeable reservoirs of mountain structures saturated with water, depleted gas and gas condensate fields, including drilling or using existing production wells, cyclic injection and selection of gas from underground gas storage with the formation of buffer and active storage volumes [ cm. A.I. Shirkovsky. Development and operation of gas and gas condensate fields. M .: Nedra, 1987, p. 271-302].
Недостатком данного способа является то, что в процессе отбора природного газа остается некоторый его объем, зависящий от геологических, технологических и др. причин, который называют буферным объемом. Буферный газ необходим для поддержания в ПХГ определенного давления в конце отбора, этот газ должен находиться в ПХГ на протяжении его эксплуатации. Буферный объем газа может достигать половины и более всего объема газа в ПХГ после цикла закачки, что экономически невыгодно.The disadvantage of this method is that in the process of natural gas extraction there remains a certain volume of it, depending on geological, technological and other reasons, which is called the buffer volume. Buffer gas is necessary to maintain a certain pressure in the underground gas storage facility at the end of extraction; this gas must be in the underground gas storage facility during its operation. The buffer volume of gas can reach half or more of the total gas volume in the UGS facility after the injection cycle, which is economically disadvantageous.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу (прототипом) является способ эксплуатации подземного хранилища природного газа, включающий сооружение эксплуатационных скважин со вскрытием коллекторов хранилища, циклическую закачку в хранилище природного газа с созданием буферного и активного его объемов и отбор активного объема природного газа, при этом в процессе эксплуатации подземного хранилища газа в нижнюю его часть закачивают диоксид углерода (СО2) и замещают им в буферном объеме природный газ, а отбор активного его объема осуществляют до появления в продукции скважин следов диоксида углерода [см. патент на изобретение RU №2532278/11 от 24.12.2012].The closest in technical essence to the claimed method (prototype) is a method of operating an underground natural gas storage, including the construction of production wells with opening of the storage manifolds, cyclic injection into the natural gas storage with the creation of its buffer and active volumes, and the selection of the active volume of natural gas, during operation of the underground gas storage, carbon dioxide (CO 2 ) is pumped into its lower part and natural gas is replaced in the buffer volume, and the selection of active its volume is carried out until the appearance of traces of carbon dioxide in the production of wells [see Patent for invention RU No. 2532278/11 dated 12.24.2012].
Основным недостатком известного способа является то, что предлагается замещать буферный объем хранимого природного газа СО2 без учета его агрегатного состояния. Это приведет к рискам раннего прорыва СO2 к забоям эксплуатационных скважин, а также к образованию обширных зон смешения природного и углекислого газов.The main disadvantage of this method is that it is proposed to replace the buffer volume of stored natural gas CO 2 without taking into account its state of aggregation. This will lead to the risks of an early CO 2 breakthrough to the faces of production wells, as well as to the formation of extensive mixing zones of natural and carbon dioxide.
Задачей заявляемого способа является создание такого способа эксплуатации подземного хранилища природного газа, при котором бы снижались риски раннего прорыва СО2 к забоям эксплуатационных скважин, а также риски образования обширных зон смешения природного и углекислого газов.The objective of the proposed method is the creation of such a method of operating an underground storage of natural gas, which would reduce the risks of early breakthrough of CO 2 to the faces of production wells, as well as the risks of the formation of extensive mixing zones of natural and carbon dioxide.
Техническим результатом предлагаемого способа является повышение качества хранимого природного газа за счет снижения риска раннего прорыва СО2 к забоям эксплуатационных скважин, а также риска образования обширных зон смешения природного и углекислого газов. Кроме того, предлагаемый способ позволяет более эффективно использовать ПХГ за счет замещения части буферного объема хранимого природного газа на СО2 на базе обоснованного выбора агрегатного состояния СO2.The technical result of the proposed method is to improve the quality of stored natural gas by reducing the risk of early breakthrough of CO 2 to the faces of production wells, as well as the risk of the formation of extensive mixing zones of natural and carbon dioxide. In addition, the proposed method allows for more efficient use of UGS facilities by replacing part of the buffer volume of stored natural gas with CO 2 based on a reasonable choice of the state of aggregation of CO 2 .
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе эксплуатации подземного хранилища природного газа, включающем сооружение в купольной части пласта-коллектора эксплуатационных скважин, циклическую закачку в хранилище природного газа с созданием буферного и активного его объемов и отбор активного объема природного газа, при этом в процессе эксплуатации подземного хранилища газа закачивают диоксид углерода (СO2) и замещают им в буферном объеме природный газ, причем выбирают пласт-коллектор с термобарическими параметрами: пластовым давлением Рпл≥73,8 бар и пластовой температурой Тпл≥31°С, герметичной покрышкой по СO2 и сооружают нагнетательные скважины на периферии пласта-коллектора и контрольные скважины в промежуточной зоне между эксплуатационными и нагнетательными скважинами, причем в подготовительный цикл через нагнетательные скважины осуществляют отбор природного газа из зоны буферного объема газа в случае водонапорного режима до появления пластовой воды в продукции скважин, в случае газового режима до достижения заранее определенного минимального пластового давления, затем через нагнетательные скважины закачивают СO2 в сверхкритическом агрегатном состоянии до достижения первоначального пластового давления, затем в первом рабочем цикле отбор природного газа осуществляют через эксплуатационные скважины, при этом осуществляют контроль появления сверхкритического СO2 в контрольных скважинах, ведут отбор природного газа до полного отбора активного объема природного газа, либо до появления сверхкритического СO2 в контрольных скважинах, затем закачивают природный газ через эксплуатационные скважины до восстановления активного объема природного газа, затем выдерживают нейтральный период, во второй рабочий цикл осуществляют закачку сверхкритического СO2 через нагнетательные скважины до максимально допустимого пластового давления, либо до появления сверхкритического СO2 в контрольных скважинах, после чего отбор природного газа осуществляют через эксплуатационные скважины, при этом ведут контроль появления сверхкритического СO2 в контрольных скважинах, а прекращают отбор при обнаружении сверхкритического СO2 в контрольных скважинах, причем дозакачку сверхкритического СO2 полностью прекращают в пласт-коллектор в случае обнаружения в контрольных скважинах сверхкритического СO2, для компенсации избыточного над начальным пластовым давлением увеличивают отбор активного природного газа, затем осуществляют закачку активного объема природного газа, в третий цикл при обнаружении сверхкритического СO2 в контрольных скважинах прекращают замещение буферного объема природного газа на сверхкритический СO2, а отбор и закачку природного газа выполняют в размере активного объема.The specified technical result is achieved due to the fact that in the method of operating the underground natural gas storage, including the construction of production wells in the domed part of the reservoir reservoir, cyclic injection into the natural gas storage with the creation of a buffer and its active volumes and selection of the active volume of natural gas, during operation of the underground gas storage, carbon dioxide (CO 2 ) is injected and natural gas is replaced in a buffer volume, and a reservoir with thermobaric steam is selected meters: reservoir pressure Р pl ≥73.8 bar and reservoir temperature Т pl ≥31 ° С, sealed CO 2 cover and injection wells are being constructed at the periphery of the reservoir and control wells in the intermediate zone between production and injection wells the cycle through the injection wells carries out the selection of natural gas from the zone of the buffer volume of gas in the case of a water-pressure regime until formation water appears in the production of wells, in the case of a gas regime until a predetermined minimum reservoir pressure, then through the injection wells is injected CO 2 in the supercritical state of aggregation until the initial reservoir pressure, then in the first operating cycle of natural gas extraction is carried out through the production wells, wherein the monitor appearance of the supercritical CO 2 in the control wells are natural gas extraction to complete the selection of the active volume of the natural gas, either before the supercritical CO 2 in the control wells is then pumped natural g h through production wells to restore the active volume of natural gas then kept neutral during the second work cycle is carried download supercritical CO 2 through the injection wells to the maximum formation pressure, or until the supercritical CO 2 in the control wells, after which the natural gas extraction is carried through production wells, while supervising the appearance of supercritical СО 2 in the control wells, they stop the selection when supercritical is detected ical CO 2 in control wells, whereupon supercritical CO 2 is completely discontinued into the reservoir if supercritical CO 2 is detected in control wells, to compensate for excess over the initial reservoir pressure, the extraction of active natural gas is increased, then the active volume of natural gas is injected into the third cycle when supercritical СО 2 is detected in control wells, the buffer volume of natural gas is replaced by supercritical СО 2 , and the selection and injection of natural gas about gas perform in the amount of active volume.
Поставленная техническая задача решается за счет того, что в процессе эксплуатации подземного хранилища газа происходит закачка сверхкритического СO2 в пласт-коллектор, обладающий термобарическими параметрами, характерными для сверхкритического состояния СO2 (Рпл≥73,8 бар, Тпл≥31°С), на крылья структуры (периферийная часть) и замещают им в буферном объеме природный газ. Отбор активного объема природного газа осуществляют до обнаружения следов сверхкритического СO2 в контрольных скважинах.The stated technical problem is solved due to the fact that during the operation of the underground gas storage, supercritical СО 2 is injected into the reservoir, which has thermobaric parameters characteristic of the supercritical state of СО 2 (Р pl ≥73.8 bar, T pl ≥31 ° С ), on the wings of the structure (the peripheral part) and replace them with natural gas in the buffer volume. The selection of the active volume of natural gas is carried out before detecting traces of supercritical CO 2 in control wells.
На фиг. 1 представлена фазовая диаграмма СO2.In FIG. 1 shows a phase diagram of CO 2 .
На фиг. 2 представлен график распределения концентрации СO2 по пласту для объекта X (с горизонтальным расположением крыльев пласта), где С - концентрация СO2, x - расстояние, пройденное фронтом СO2 с момента закачки.In FIG. Figure 2 shows a graph of the distribution of CO 2 concentration over the reservoir for object X (with the horizontal position of the wings of the reservoir), where C is the concentration of CO 2 , x is the distance traveled by the CO 2 front from the moment of injection.
На фиг. 3 представлен график распределения концентрации СO2 по пласту для объекта Y (с горизонтальным расположением крыльев пласта).In FIG. Figure 3 shows a graph of the distribution of CO 2 concentration over the formation for object Y (with horizontal arrangement of formation wings).
На фиг. 4 представлен график распределения концентрации СO2 по пласту для объекта X (с наклоном крыльев пласта 15 градусов).In FIG. Figure 4 shows a graph of the distribution of CO 2 concentration over the formation for object X (with a slope of the formation wings of 15 degrees).
На фиг. 5 представлен график распределения концентрации СO2 по пласту для объекта Y (с наклоном крыльев пласта 15 градусов).In FIG. Figure 5 shows a graph of the distribution of CO 2 concentration over the formation for object Y (with a slope of the formation wings of 15 degrees).
На фиг. 6 представлена схема эксплуатации ПХГ известным способом [см. патент на изобретение RU №2532278/11 от 24.12.2012].In FIG. 6 presents a diagram of the operation of underground gas storage in a known manner [see Patent for invention RU No. 2532278/11 dated 12.24.2012].
На фиг. 7 представлена схема эксплуатации ПХГ известным способом в период закачки СO2.In FIG. 7 presents a diagram of the operation of underground gas storage in a known manner during the injection of CO 2 .
На фиг. 8-9 представлена схема эксплуатации ПХГ по заявленному способу в подготовительный цикл.In FIG. 8-9 presents a diagram of the operation of the UGS facility according to the claimed method in the preparatory cycle.
На фиг. 10-11 представлены схемы эксплуатации ПХГ по заявленному способу в первый рабочий цикл.In FIG. 10-11 presents the operation diagram of the UGS facility according to the claimed method in the first working cycle.
На фиг. 12 представлена схема размещения нагнетательных скважин.In FIG. 12 shows an arrangement of injection wells.
Рассмотрим реализацию заявленного способа.Consider the implementation of the claimed method.
В пластовых условиях СO2 может находиться в различных агрегатных состояниях в зависимости от температуры и давления: жидком, газообразном и сверхкритическом.In reservoir conditions, CO 2 can be in various aggregate states depending on temperature and pressure: liquid, gaseous, and supercritical.
В газообразном состоянии СO2 - бесцветный газ с кисловатым вкусом и запахом. Ему соответствует широкий диапазон температур и давлений, не превышающий кривую кипения АВ (фиг. 1). Плотность газообразного СO2 в пластовых условиях будет ненамного выше плотности метана. Вязкость порядка 10-5 Па×с, коэффициент диффузии - 10-5 м2/с.In the gaseous state, CO 2 is a colorless gas with a sour taste and smell. It corresponds to a wide range of temperatures and pressures, not exceeding the boiling curve AB (Fig. 1). The density of gaseous CO 2 under reservoir conditions will be slightly higher than the density of methane. Viscosity is of the order of 10 -5 Pa × s, diffusion coefficient is 10 -5 m 2 / s.
При температуре ниже 31°С и давлении, ограниченном линией кипения АВ (фиг. 1), СO2 находится в жидком состоянии. Он представляет собой бесцветную жидкость без запаха. В зависимости от термобарических условий его плотность меняется от 600 до 1200 кг/м3. Вязкость порядка - 10-3 Па×с, коэффициент диффузии - 10-9 м2/с.At temperatures below 31 ° C and pressure limited by the boiling line AB (Fig. 1), CO 2 is in a liquid state. It is a colorless, odorless liquid. Depending on thermobaric conditions, its density varies from 600 to 1200 kg / m 3 . The viscosity of the order of 10 -3 Pa × s, the diffusion coefficient of 10 -9 m 2 / s.
При давлении 73,8 бар и температуре 31°С и выше СO2 находится в сверхкритическом состоянии. Это значит, что различия между жидкой и паровой фазами отсутствуют. СO2 ведет себя как газоподобный сжимаемый флюид, но вместе с этим имеет плотность, близкую к плотности жидкости. При повышении температуры или давления плотность СO2 приближается по значению к плотности жидкости, а его вязкость - к вязкости газа. При пластовых температуре и давлении, соответствующих области сверхкритического состояния, плотность меняется в пределах от 600 кг/м3 до 900 кг/м3. Вязкость порядка 10-5-10-4 Па×с, коэффициент диффузии - 10-8 м2/с.At a pressure of 73.8 bar and a temperature of 31 ° C and above, CO 2 is in a supercritical state. This means that there are no differences between the liquid and vapor phases. CO 2 behaves like a gas-like compressible fluid, but at the same time it has a density close to the density of the liquid. With increasing temperature or pressure, the density of CO 2 approaches in value to the density of the liquid, and its viscosity - to the viscosity of the gas. At reservoir temperature and pressure, corresponding to the region of supercritical state, the density varies from 600 kg / m 3 to 900 kg / m 3 . Viscosity is of the order of 10 -5 -10 -4 Pa × s, diffusion coefficient is 10 -8 m 2 / s.
Из вышеизложенного следует, что для замещения части буферного объема хранимого природного газа на СO2 наименее подходит жидкое агрегатное состояние СO2, поскольку в этом случае требуются большие объемы жидкого СO2, а также при закачке жидкого СO2 теряется полезный газопоровый объем, что приведет к уменьшению емкости ловушки.It follows from the above that for the replacement of part of the buffer volume of the stored natural gas to CO 2 Least suitable liquid aggregate state CO 2, since in this case requires large volumes of liquid CO 2, as well as injection of liquid CO 2 is lost useful gazoporovy amount that will lead to reduce trap capacity.
Коэффициент диффузии самый высокий у газообразного, меньше у сверхкритического и самый маленький у жидкого СO2. Тогда скорость диффузии по убыванию - газообразный, сверхкритический, жидкий СO2.The diffusion coefficient is highest for gaseous, less for supercritical and smallest for liquid CO 2 . Then the diffusion rate in descending order is gaseous, supercritical, liquid CO 2 .
Основываясь на уравнениях неразрывности для газообразной смеси из двух компонентов, была смоделирована закачка СO2 в пласт-коллектор с последующим замещением части буферного объема газа.Based on the continuity equations for a gaseous mixture of two components, the injection of CO 2 into the reservoir was simulated, followed by the replacement of part of the buffer volume of gas.
Фильтрация смеси двух газов в одномерном случае с учетом силы тяжести описывается следующей системой уравнений [см.: Басниев К.С, Дмитриев Н.М., Каневская Р.Д., Максимов В.М. Подземная гидромеханика. - М. - Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2006. - с. 328-337]:Filtration of a mixture of two gases in the one-dimensional case, taking into account gravity, is described by the following system of equations [see: Basniev KS, Dmitriev NM, Kanevskaya RD, Maksimov VM Underground hydromechanics. - M. - Izhevsk: Institute for Computer Research, 2006. - p. 328-337]:
гдеWhere
x - координата [м];x - coordinate [m];
t - время [с];t is the time [s];
р=p(x,t) - давление в пласте [МПа];p = p (x, t) is the pressure in the reservoir [MPa];
с=с(х, t) - концентрация газа СO2 в пласте, соответственно (1-с) - концентрация природного газа в пласте [д.е.];c = c (x, t) is the concentration of CO 2 gas in the formation, respectively (1-c) is the concentration of natural gas in the formation [CU];
ρ1=ρ(р) - плотность СO2 [кг/м3];ρ 1 = ρ (p) is the density of CO 2 [kg / m 3 ];
ρ2=ρ(р) _ плотность природного газа [кг/м3];ρ 2 = ρ (p) _ density of natural gas [kg / m 3 ];
μ1=μ(p) _ вязкость СO2 [мПа×с];μ 1 = μ (p) _ viscosity CO 2 [MPa × s];
μ2=μ(р) _ вязкость природного газа [мПа×с];μ 2 = μ (p) _ viscosity of natural gas [MPa × s];
m - пористость пласта [д.е.];m is the porosity of the formation [CU];
k - коэффициент проницаемости пласта [м2];k is the permeability coefficient of the formation [m 2 ];
g - ускорение свободного падения [м/с2];g is the acceleration of gravity [m / s 2 ];
α - угол наклона пласта к горизонтали [градусы].α is the angle of inclination of the formation to the horizontal [degrees].
Полученная задача решается численно конечно-разностным методом. На каждом слое сначала находится давление, которое затем используется для нахождения концентрации, после чего осуществляется переход к следующему слою.The obtained problem is solved numerically by the finite-difference method. On each layer, there is first pressure, which is then used to find the concentration, after which the transition to the next layer is carried out.
Пример реализации способаAn example implementation of the method
Для примера были выбраны модельные объекты подземного хранения газа X (газообразный СO2) и Y (сверхкритический СO2) с одинаковыми температурами и фильтрационно-емкостными свойствами пласта, но с различными начальными пластовыми давлениями, характерными для газообразного и сверхкритического состояния СO2. Объекты представляют собой пластовые залежи со следующими основными параметрами. Начальная пластовая температура Тпл=35°С, проницаемость пласта k=150 мД, пористость пласта m=0,25 д.е. для обоих пластов. Было смоделировано несколько вариантов закачки СO2 на объектах подземного хранения X и Y с горизонтальным (фиг. 2, 3) и наклонным (фиг. 4, 5) расположением крыльев пласта.For example, we selected model underground gas storage facilities X (gaseous СО 2 ) and Y (supercritical СО 2 ) with the same temperatures and reservoir properties, but with different initial reservoir pressures characteristic of the gaseous and supercritical state of СО 2 . The objects are reservoir deposits with the following main parameters. The initial reservoir temperature T PL = 35 ° C, the permeability of the formation k = 150 mD, the porosity of the formation m = 0.25 CU for both layers. Some embodiments was simulated injection of CO 2 underground storage sites X and Y horizontal (Figs. 2, 3) and inclined (Fig. 4, 5) located reservoir wings.
На фиг. 2 и 3 видно, что зона размазывания (зона смешения СO2 и природного газа) газообразного СO2 при горизонтальном расположении пласта-коллектора составляет 42 метра, в то время как сверхкритического СO2 - 29 метров. Таким образом, зона смешения в случае закачки сверхкритического СO2 меньше, чем в случае газообразного СO2, что позволит заместить больший объем природного газа.In FIG. 2 and 3 it is seen that the smear zone (mixing zone of CO 2 and natural gas) of gaseous CO 2 with a horizontal location of the reservoir is 42 meters, while supercritical CO 2 is 29 meters. Thus, the mixing zone in the case of injection of the supercritical CO 2 is less than in the case of gaseous CO 2, allowing a greater amount of substitute natural gas.
На фиг. 4 и 5 видно, что зона размазывания газообразного СO2 составляет 92 метра, в то время как сверхкритического СO2 - 62 метра. Наклонное расположение крыльев пласта непосредственно оказывает влияние на увеличение зоны размазывания. Газообразный СO2 имеет меньшую вязкость по сравнению со сверхкритическим СO2, что приводит к большему растеканию внутри пласта (следы газообразного СO2 составляют 200 метров в отличие от сверхкритического СO2). Вместе с тем на СO2 в сверхкритическом состоянии действует большая сила тяжести, чем на газообразный СO2, тем самым усиливая вертикальную фильтрацию сверхкритического СO2. Отсюда можно сделать вывод, что чем больше угол наклона крыльев пласта-коллектора, тем больше зона размазывания СO2.In FIG. 4 and 5 it is seen that the smear zone of gaseous CO 2 is 92 meters, while supercritical CO 2 is 62 meters. The inclined location of the formation wings directly affects the increase in the smear zone. Gaseous CO 2 has a lower viscosity compared to supercritical CO 2 , which leads to greater spreading inside the reservoir (traces of gaseous CO 2 are 200 meters in contrast to supercritical CO 2 ). At the same time, greater gravity acts on CO 2 in a supercritical state than on gaseous CO 2 , thereby enhancing the vertical filtration of supercritical CO 2 . From this we can conclude that the greater the angle of inclination of the wings of the reservoir, the larger the smear zone of CO 2 .
Реализация на практике заявленного способа может быть представлена со ссылками на чертежи. При этом использованы следующие позиционные обозначения:The practical implementation of the claimed method can be presented with reference to the drawings. The following reference designations were used:
1 - нагнетательные скважины;1 - injection wells;
2 - эксплуатационные скважины;2 - production wells;
3 - вода;3 - water;
4 - метановая область;4 - methane region;
5 - область распространения СO2;5 - area of distribution of CO 2 ;
6 - воронка депрессии;6 - funnel of depression;
7 - контрольные скважины.7 - control wells.
На фиг. 6, 7 проиллюстрированы недостатки способа, наиболее близкого по технической сущности к заявляемому способу эксплуатации [см. патент на изобретение RU №2532278/11 от 24.12.2012]. В нижнюю часть структуры (фиг. 6) производится закачка СO2 через нагнетательные скважины 1. После окончания закачки из эксплуатационных скважин 2 начинается отбор природного газа. Недостатком данного способа является то, что часть природного газа, находящегося в области между границей газоводяного контакта (ГВК) и областью закачки СO2, окажется неизвлекаемой, либо под действием давления нагнетания будет двигаться к замыкающей изогипсе и, возможно, выйдет за нее (фиг. 7).In FIG. 6, 7 illustrate the disadvantages of the method closest in technical essence to the claimed method of operation [see Patent for invention RU No. 2532278/11 dated 12.24.2012]. In the lower part of the structure (FIG. 6) is produced through injection of CO 2 injection wells 1. After the closure of the
Для реализации на практике заявленного способа необходимо выполнить следующее. Опираясь на значение активного объема и представление о геометрических характеристиках залежи, рассчитывают положение изогипсы, ограничивающей активный объем. Аналогично определяют изогипсу, ограничивающую долю (А, д.е.) буферного объема газа (от кровли). Данную изогипсу выбирают для размещения контрольных скважин 7, предназначенных для контроля за распространением сверхкритического СO2 в пласте-коллекторе. Скважины 1 в зависимости от этапа процесса замещения используют либо для отбора природного газа, либо для закачки сверхкритического СO2. Размещение скважин 1 выбирают в зависимости от формы залежи. Если верно неравенство A×D≤d≤D (фиг. 12), то скважины 1 следует размещать, по возможности, на равном расстоянии от центра залежи на продольной и поперечной осях. В случае d<A×D скважины 1 следует размещать, по возможности, на равном расстоянии от центра залежи на продольной оси. При этом скважины 1 следует размещать в зонах с пониженной газонасыщенностью и ближе к ГВК, чтобы предотвратить потери природного газа в пласте. В нижней части пласта-коллектора производят отбор природного газа через нагнетательные скважины 1 (фиг. 8). При этом в области отбора образуется воронка депрессии 6. После окончания отбора природного газа скважины 1 переводят под нагнетание сверхкритического СO2 (фиг. 9). Закачку ведут до компенсации воронки депрессии 6 в области скважин 1, либо до обнаружения сверхкритического СO2 в контрольных скважинах 7. Затем через эксплуатационные скважины 2 начинают отбор природного газа (фиг. 10). Отбор следует остановить в случае обнаружения сверхкритического СO2 в зоне скважин 7. В штатном режиме отбирают активный объем природного газа. В сезон закачки осуществляют закачку активного объема природного газа (фиг. 11). Это позволит оттеснить сверхкритический СO2 от скважин 7 к скважинам 1. Работы по замещению природного газа приостанавливают на нейтральный период. В течение этого времени ведут мониторинг состояния контрольных скважин 7 на предмет продвижения к ним сверхкритического СO2. В случае отсутствия сверхкритического СO2 в зоне контрольных скважин 7 и при наличии возможности заместить дополнительную часть буферного объема отбор природного газа и закачку сверхкритического СO2 осуществляют по вышеприведенному алгоритму.To put into practice the claimed method, it is necessary to perform the following. Based on the value of the active volume and the idea of the geometric characteristics of the reservoir, the position of isohypses limiting the active volume is calculated. Isogypsum is defined similarly, limiting the fraction (A, e) of the buffer volume of gas (from the roof). This isogypsum is selected for placement of
Указанный способ эксплуатации подземного хранилища природного газа позволяет значительно повысить качество хранимого природного газа за счет снижения риска раннего прорыва СO2 к забоям эксплуатационных скважин, а также риска образования обширных зон смешения природного и углекислого газов. Кроме того, предлагаемый способ позволяет более эффективно использовать ПХГ за счет замещения части буферного объема хранимого природного газа на СO2 на базе обоснованного выбора агрегатного состояния СO2.The method of operation of the underground storage of natural gas can significantly improve the quality of the stored gas by reducing the risk of early breakthrough of CO 2 to the slaughter wells, as well as the risk of extensive mixing zones of natural gas and carbon dioxide. In addition, the proposed method allows more efficient use of UGS facilities by replacing part of the buffer volume of stored natural gas with CO 2 based on a reasonable choice of the state of aggregation of CO 2 .
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015146825A RU2615198C1 (en) | 2015-10-30 | 2015-10-30 | Method of exploitation of subsurface storage of natural gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015146825A RU2615198C1 (en) | 2015-10-30 | 2015-10-30 | Method of exploitation of subsurface storage of natural gas |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2615198C1 true RU2615198C1 (en) | 2017-04-04 |
Family
ID=58505584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015146825A RU2615198C1 (en) | 2015-10-30 | 2015-10-30 | Method of exploitation of subsurface storage of natural gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2615198C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2768850C1 (en) * | 2021-09-13 | 2022-03-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Composition of a non-hydrocarbon mixture of gases and a method for operating an underground storage of natural gas |
RU2796092C1 (en) * | 2022-03-28 | 2023-05-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Method of burial of a mixture of gases, main component of which is carbon dioxide |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2136566C1 (en) * | 1998-08-07 | 1999-09-10 | Предприятие "Кубаньгазпром" | Method of building and operation of underground gas storage in sandwich-type nonuniform low penetration slightly cemented terrigenous reservoirs with underlaying water-bearing stratum |
UA66078A (en) * | 2003-07-22 | 2004-04-15 | Branch Company Ukrgazovydobyva | Method for making and operation of underground gas storage |
UA34177U (en) * | 2008-04-02 | 2008-07-25 | Богдан Алексеевич Клюк | Handling of underground GAS storage facility |
UA89107C2 (en) * | 2008-04-02 | 2009-12-25 | Богдан Алексеевич Клюк | Method of operation of underground storage facility |
RU2514339C1 (en) * | 2012-12-11 | 2014-04-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа РАН | Creation and operation of underground gas storage |
RU2532278C2 (en) * | 2012-12-24 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа РАН | Method of underground gas storage operation |
-
2015
- 2015-10-30 RU RU2015146825A patent/RU2615198C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2136566C1 (en) * | 1998-08-07 | 1999-09-10 | Предприятие "Кубаньгазпром" | Method of building and operation of underground gas storage in sandwich-type nonuniform low penetration slightly cemented terrigenous reservoirs with underlaying water-bearing stratum |
UA66078A (en) * | 2003-07-22 | 2004-04-15 | Branch Company Ukrgazovydobyva | Method for making and operation of underground gas storage |
UA34177U (en) * | 2008-04-02 | 2008-07-25 | Богдан Алексеевич Клюк | Handling of underground GAS storage facility |
UA89107C2 (en) * | 2008-04-02 | 2009-12-25 | Богдан Алексеевич Клюк | Method of operation of underground storage facility |
RU2514339C1 (en) * | 2012-12-11 | 2014-04-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа РАН | Creation and operation of underground gas storage |
RU2532278C2 (en) * | 2012-12-24 | 2014-11-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем нефти и газа РАН | Method of underground gas storage operation |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2768850C1 (en) * | 2021-09-13 | 2022-03-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Composition of a non-hydrocarbon mixture of gases and a method for operating an underground storage of natural gas |
RU2796092C1 (en) * | 2022-03-28 | 2023-05-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Method of burial of a mixture of gases, main component of which is carbon dioxide |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rezk et al. | CO2 storage potential during CO2 enhanced oil recovery in sandstone reservoirs | |
Alkan et al. | Impact of capillary pressure, salinity and in situ conditions on CO 2 injection into saline aquifers | |
US6412559B1 (en) | Process for recovering methane and/or sequestering fluids | |
CN102877819B (en) | Carbon dioxide cyclic injection system of coal-bed gas well | |
AU2014255651B2 (en) | Method for CO2 EOR and storage and use thereof | |
CN105569613B (en) | A kind of middle high-order coal CBM Drainage mining method | |
CN115034489B (en) | Gas reservoir CO considering dissolution 2 Buried potential prediction method | |
Ganjdanesh et al. | Production of energy from saline aquifers: a method to offset the energy cost of carbon capture and storage | |
EP2726701B1 (en) | A method for storing carbon dioxide compositions in subterranean geological formations and an arrangement for use in such methods | |
Hwang et al. | Evaluation of CO 2 storage capacity and injectivity using a relief well in a saline aquifer in Pohang basin, offshore South Korea | |
KR101586687B1 (en) | Method for improving co_2 injectivity by decreasing irreducible water saturation near wellbore in underground storage | |
RU2615198C1 (en) | Method of exploitation of subsurface storage of natural gas | |
WO2013013721A1 (en) | Recovery methods for hydrocarbon gas reservoirs | |
Connell et al. | Nitrogen enhanced drainage of CO2 rich coal seams for mining | |
Ganjdanesh et al. | Potential assessment of methane and heat production from geopressured–geothermal aquifers | |
CN104847321A (en) | Horizontal well thermo-chemical oil extraction method for ultra-deep thickened oil | |
Zhao et al. | Performance improvement of CO2 flooding using production controls in 3D areal heterogeneous models: Experimental and numerical simulations | |
US20130223935A1 (en) | Methods and arrangements for carbon dioxide storage in subterranean geological formations | |
RU2733194C2 (en) | Method of controlling pressure in the volume of an underground storage | |
RU2532278C2 (en) | Method of underground gas storage operation | |
Tao et al. | Optimal control of injection/extraction wells for the surface dissolution CO2 storage strategy | |
CN111582532A (en) | Stress-sensitive oil reservoir horizontal well fluid production capacity prediction method and device | |
KR20160055628A (en) | Coalbed gas production process | |
RU2630318C1 (en) | Development method of tight oil reservoirs by cyclic pumping of carbon dioxide | |
RU2638053C2 (en) | Method of creation and operation of operational underground storage of natural gas enriched by helium |