Разработка методики оценки перспективности водоносных трещиновато-пористых карбонатных коллекторов для создания подземных хранилищ газа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.17, кандидат наук Воронова, Виктория Васильевна

• Воронова, Виктория Васильевна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Воронова, Виктория Васильевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ, ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Особенности трещиновато-пористых коллекторов

1.2 Свойства трещиновато-пористых коллекторов

1.3 Геомеханические условия трещинообразования

1.4 Анализ эксплуатации существующих объектов подземных хранилищ газа

1.5 Анализ существующих подходов к оценке рационального буферного объема газа

Выводы по разделу 1

2 ОСОБЕННОСТИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРЕЩИНОВАТО-ПОРИСТЫХ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ

2.1 Параметры характерной трещины

2.1.1 Раскрытость и проницаемость характерной трещины

2.1.2 Проницаемость и анизотропия трещинной среды

2.1.3 Зависимость свойств трещиновато-пористой среды от давления

2.2 Характеристика системы трещин на основе геометрических параметров пласта

2.3 Математическая модель фильтрации в среде с двойной пористостью

2.4 Особенности применения модели двойной пористости для ПХГ

2.4.1 Вязкостное вытеснение

2.4.2 Гравитационный дренаж

2.5 Оценка перспективности создания ПХГ на основе геолого-физической информации

2.5.1 Модель ПХГ в трещиновато-пористом водоносном пласте

2.5.2 Критерий пригодности геологической структуры для создания ПХГ

Выводы по разделу 2

3 МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ БУФЕРНОГО ОБЪЕМА ГАЗА ПХГ В ТРЕЩИНОВАТО-ПОРИСТЫХ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРАХ

3.1 Постановка задачи оптимизации буферного объема газа

3.2 Модель оптимизации буферного объема газа

3.3 Метод решения задачи выбора оптимального буферного объема газа

3.4 Оценка возможности создания ПХГ, основанная на расчете минимально и максимально допустимых значений буферного объема газа

3.5 Численное исследование алгоритмов оптимизации буферного объема газа

3.5.1 Исходная информация

3.5.2 Результаты тестирования алгоритмов

Выводы по разделу 3

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

109

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики оценки перспективности водоносных трещиновато-пористых карбонатных коллекторов для создания подземных хранилищ газа»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы

Техническое перевооружение, реконструкция и расширение сети действующих объектов хранения является одной из стратегических задач российской газовой отрасли. На территории России эксплуатируется 26 объектов подземного хранения газа: 17 подземных хранилищ газа (ПХГ) создано в истощенных газовых месторождениях, 8 - в водоносных структурах, приуроченных к терригенным коллекторам, и одно — в соляных кавернах.

Однако, в связи с растущей ролью ПХГ в Единой системе газоснабжения (ЕСГ) России и ее интенсивного развития появляется необходимость в исследовании возможности создания ПХГ в сложных горно-геологических условиях, таких как трещиновато-пористые карбонатные коллектора водоносных структур.

В настоящее время в Российской Федерации отсутствует опыт и теоретические основы создания ПХГ в трещиновато-пористых карбонатных коллекторах водоносных структур. Поиск и разведка значительно затруднены из-за сложности строения карбонатных комплексов, неоднозначности типов и свойств коллекторов в пределах резервуара, нерешенности ряда важнейших вопросов по оценке трещиноватости и параметра ее пространственной изменчивости. Слабо изучены влияние циклического воздействия (нагнетание и отбор газа) на указанные пласты-коллекторы и особенности формирования газовой залежи в таких структурах.

Именно изучению отмеченных выше вопросов посвящено основное содержание настоящей диссертационной работы.

Целью исследования является разработка методики оценки геолого-промысловых и технологических возможностей создания и эксплуатации ПХГ в трещиновато-пористых карбонатных коллекторах водоносных

структур, направленной на снижение технологических рисков и повышение степени обоснованности проектных решений.

Основные задачи исследований

1. Выявление особенностей геолого-гидродинамического моделирования ПХГ в трещиновато-пористых карбонатных коллекторах водоносных структур.

2. Обоснование необходимых условий пригодности геологических объектов для подземного хранения газа в трещиновато-пористых карбонатных коллекторах водоносных структур, учитывающих:

- геолого-физические параметры;

- технологические ограничения на режимы эксплуатации скважин и компрессорной станции.

3. Постановка и решение задачи выбора оптимального буферного объема газа.

Объект исследования: процесс проектирования создания и эксплуатации ПХГ в трещиновато-пористых карбонатных коллекторах водоносных структур.

Научная новизна определяется следующими результатами работы:

1. Предложено необходимое (первое) условие пригодности геологической структуры для подземного хранения газа, основанное на построении зависимости минимально допустимого буферного объема газа от псевдокривизны пласта (характеристика трещинноватости) и проницаемости поровой матрицы (характеристики пористой среды). Указанные характеристики дают возможность учесть основные особенности процессов фильтрации пластовых флюидов в трещиновато-пористых карбонатных коллекторах. При использовании необходимого условия под минимально допустимым буферным объемом газа понимается буферный объем, снижение которого ведет к самозадавливанию скважин. Сформулировано условие,

позволяющее на основе информации о геолого-физических параметрах пласта-коллектора, т.е. без выполнения подробных технологических расчетов, и, не прибегая к подробному геолого-гидродинамическому моделированию, выявить геологические структуры, неперспективные для подземного хранения газа.

2. Обосновано необходимое (второе) условие пригодности геологической структуры для подземного хранения газа, учитывающее технологические ограничения на режимы эксплуатации скважин и компрессорных станций. Применение условия требует проведения технологических расчетов и гидродинамического моделирования и позволяет оценить перспективность создания ПХГ в заданной геологической структуре с точки зрения предполагаемой технологии эксплуатации скважин и компрессорных станций (КС). Кроме этого сформулированное условие позволяет оценить предельный (максимально допустимый) активный объем газа, который может быть обеспечен эксплуатацией ПХГ, создаваемого в данной геологической структуре.

3. Сформулирована задача выбора оптимального буферного объема газа, которая отличается от предыдущих постановок, аналогичных по целям. Предлагаемая постановка отличается, во-первых, критерием оптимальности (минимум суммарных затрат газа на создание буферного объема и его затрат, связанных с компримированием нагнетаемого и отбираемого газа). Во-вторых, в задаче учитывается более полный перечень ограничений, включающий не только обеспечение заданного активного объема газа, но и технологические требования, связанные с допустимыми режимами эксплуатации скважин, допустимой степенью обводнения скважин на этапе его отбора из ПХГ, максимально допустимой величиной пластового давления, максимально допустимым объемом, заполняемым газом в пласте-коллекторе.

4. Разработан метод решения поставленной задачи, критерием которой является минимизация затрат газа на создание буферного объёма газа и на его компримирование. Метод состоит из алгоритмов построения функций, формирующих критерий оптимальности и ограничения задачи, и алгоритма поиска экстремума целевой функции, который позволяет обойти трудности, связанные с нелинейным характером целевой функции и ограничений поставленной задачи оптимизации.

Практическая ценность

Применение разработанных в диссертации критериев выбора геологических объектов, приуроченных к трещиновато-пористым коллекторам водоносных структур, для создания подземных хранилищ газа, а также метода оптимизации буферного объема газа направлено на повышение эффективности проектирования процессов создания и циклической эксплуатации ПХГ в таких геологических структурах за счет снижения риска принятия проектных решений с низкой степенью обоснованности.

Разработанные вычислительные процедуры можно рассматривать в качестве дополнения к стандартным и регламентированным процедурам проектирования подземных хранилищ газа, которое учитывает особенности создания и эксплуатации ПХГ в трещиновато-пористых карбонатных коллекторах водоносных структур.

Результаты исследований, представленных в настоящей диссертации, были использованы при разработке Р Газпром "Методика проектирования подземных хранилищ газа в трещиновато-пористых карбонатных коллекторах водоносных структур".

Обоснованность и достоверность полученных в диссертации результатов определяется:

- широким учетом геолого-физических характеристик трещинного и порового пространства, а также технологических ограничений на режимы работы скважин и компрессорных станций;

использованием апробированных на практике программных комплексов по гидродинамическому моделированию для формирования исходной информации, необходимой при построении зависимостей, формирующих функцию цели и ограничения задачи оптимизации буферного объема газа.

Методы исследования: методы подземной гидрогазодинамики, аппроксимации функций многих переменных, математической статистики.

Защищаемые положения

1. Обоснование необходимых условий пригодности геологических объектов для создания подземного хранения газа в трещиновато-пористых карбонатных коллекторах водоносных структур.

2. Постановка задачи оптимизации буферного объема газа для объектов подземного хранения газа, создаваемых в трещиновато-пористых карбонатных коллекторах водоносных структур.

3. Метод выбора оптимального буферного объема газа.

Основные результаты выполненных исследований докладывались и обсуждались на отраслевых и международных конференциях, научных семинарах, производственных научно-технических советах, среди которых:

- Восьмая Всероссийская научно-технической конференция, посвященная 80-летию РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2010, Москва;

- Вторая Международная научно-практическая конференция «Мировые ресурсы и запасы газа и перспективные технологии их освоения», 2010, Москва;

- Пятая Международная молодежная научно-практическую конференция «Новые технологии в газовой отрасли: опыт и преемственность», 2013, Москва;

- ХХ-й Международный инновационный форум и выставка INNOVATION 2013 (Российские исследования и разработки), 2013, г. Прага, Чехия;

- Третья Международная научно-практическая конференция "Мировые ресурсы и запасы газа и перспективные технологии их освоения (WGRR-2013)", 2013, Москва;

- III научно-технический семинар «Актуальные вопросы проектирования разработки месторождений углеводородов», 2013, Москва;

- 68-я Международная молодежная научная конференция «Нефть и газ -2014», 2014, Москва.

В области исследования трещиновато-пористых карбонатных коллекторов, а также к работам по созданию и эксплуатации ПХГ в пористых средах следует отнести исследования, проведенные видными российскими специалистами: Алиевым З.С., Арутюновым А.Е., Бузиновым С.Н., Гольф-Рахтом Т.Д., Джафаровым К.И., Дмитриевским А.Н., Ермолаевым А.И., Закировым С.Н, Казаряном В.А., Левыкиным Е.В., Лурье М.В., Михайловским A.A., Ширковским А. И., Ханом С.А., а также зарубежными исследователями, такими как Bachu S., Buckley S.E, Leverett M.C., Tabari К., Kazemi H. и др.

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы, состоящего из 105 наименований. Общий объем работы составляет 118 печатных страниц. Текст работы содержит 30 рисунков и 15 таблиц.

Автор выражает благодарность Ермолаеву А. И. за научное руководство, Некрасову А. А. и всем сотрудникам кафедры Разработки и эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина за помощь, советы и поддержку при выполнении настоящих исследований.

1 ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ, ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛИ И

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Особенности трещиновато-пористых коллекторов

Основной целью современных исследований трещиновато-пористых коллекторов является оценка влияния трещин и их характеристик на фильтрационно-емкостные свойства (ФЕС) природных резервуаров [4].

В решение проблемы изучения карбонатных пород-коллекторов нефти и газа значительный вклад внесли К.И. Багринцева [4-8], Г.И. Баренблатт [9,10], Г.Е. Белозерова [7,13,14], Л.П. Гмид, А.Н. Дмитриевский [8, 26-30], Ф.И. Котяхов [40,41], А.Р. Кинзикеев [45], В. А. Казарян [38], В.Н. Каркинская [39], В.Г. Кузнецов [28,37], Т.Т. Клубова [43,44], Я.Н. Перькова [35], Б.К. Прошляков [37], Е.С. Ромм [52], Е.М. Смехов [53], Г.И. Суркова [54], а также зарубежные исследователи: Г. Арчи, Д. Агульер, Г. Биссел [63], Т.Д. Голф-Рахт [23], А.И. Леворсен [47], Т. Сандер, Дж. Л. Уилсон [55], Ф. Фейрбридж, Г.В. Чилингар [63] и другие [4].

Трещиноватость - многомасштабное явление. Крупные разломы - это элементы структуры месторождений, явно выделяемые при построении геологических и гидродинамических моделей месторождений [2,36].

В ряде случаев в геологической среде существует развитая разномасштабная система трещин, полностью или частично, наряду с порами, обуславливающая фильтрационные свойства среды. Специфика такой среды связана с тем, что трещина, в отличие от пор, имеющих все размеры одного порядка, является некоторой узкой щелью, два измерения которой на несколько порядков больше третьего.

В результате даже незначительный объем трещин в общем объеме

пустот может оказать определяющее влияние на движение пластовых

флюидов. Обычно рассматривают трещиновато-пористые среды, где блоки

представляют собой куски обычной пористой среды, обладающей /

пористостью и проницаемостью. Объем трещин пренебрежимо мал по

сравнению с общим объемом, занятым твердым скелетом и пустотами. В большинстве случаев он мал и по сравнению с общим объемом пустот, в который входят объемы поровых блоков и самих трещин. Для трещин, масштабы которых много меньше характерного размера моделируемой области, используется модель двойной проницаемости и двойной пористости, начало которой положила классическая работа [9].

Рассмотрим представления, положенные в основу модели среды с двойной пористостью. На рисунке 1.1 представлены два континуума: пористые блоки и трещиноватая структура. Предполагается, что в каждом континууме своя проницаемость и пористость, свое поровое давление, а в многофазных задачах и свои значения насыщенности.

Рисунок 1.1 - Представление двойной среды: поровые блоки, разделённые

трещинами [2]

Модель двойной пористости отличается от обычной схемы фильтрации тем, что в каждой точке пространства вводится два давления жидкости (газа): давление жидкости (газа) в порах и давление жидкости (газа) в трещинах. При этом учитывается массообмен между порами и трещинами в виде источника или стока. Необходимо иметь в виду, что масштаб осреднения должен охватывать достаточное количество поровых блоков, называемых

также матрицей. Это позволяет использовать при исследовании трещиноватых пород классический подход механики сплошных сред. Пористость низкопроницаемых блоков существенно выше пористости трещин за счёт малого суммарного объёма, занятого трещинами.

В работе [2] концепция двойной проницаемости рассматривает систему трещин, обладающую свойством связности. Попытки построить методами стохастического моделирования систему трещин и с ее помощью определить параметры модели двойной проницаемости, предпринятые в Institut français du pétrole (IFP) [89], привели к построению структуры, не обладающей свойством связности (см. рисунок 1.2). Вследствие этого при том же значении пустотности, построенная структура имеет существенно меньшую проницаемость.

Рисунок 1.2 - Стохастическое моделировании трещин в системе РИАСА [2]

Проблема моделирования трещин может быть корректно решена только с учетом геомеханических моделей трещиноватости. В дальнейшем будут рассматриваться вертикальные трещины, так как на достаточной глубине трещины имеют именно такой характер: трещины невертикальные не имеют достаточного раскрытия. Трещины сдвига были рассмотрены в работах ряда авторов [20,70,80-88,91,95-97,103-105]. Такие трещины направлены под углом к главным осям тензора напряжений. Известно, что максимальные значения касательных напряжений направлены под углом в

45° по отношению к направлениям главных напряжений, расположенных в латеральных плоскостях. При этом критерий Кулона-Мора [3] (условие на отношение касательного и нормального напряжений к направлению трещины в плоскости латерали) достигается на линии, отклоняющейся от вышеуказанного направления на угол внутреннего трения [22]. Трещины разрыва (joints) имеют другую природу. Такие трещины ориентированы перпендикулярно направлению минимального сжатия [90, 70].

Следует учесть, что трещиноватость образуется в течение длительного времени. Так что вышеизложенное относится к одному из семейств трещин, которое порождено напряжениями, относящимися к определенному моменту времени. Это в равной степени справедливо как для трещин сдвига, так и трещин разрыва.

Обычная практика учета трещиноватости при построении геологических и гидродинамических моделей - это объективно-ориентированное стохастическое моделирование [77]. При этом необходимо учесть, что стохастические свойства моделируемого участка коллектора определяются принадлежностью к определенной фации. Поэтому построению системы трещин должен предшествовать фациально-литологический анализ. В работе [75] приведен целый ряд общих соображений относительно стохастического моделирования трещин. Основная идея заключается в том, что параметры трещиноватости (направление, плотность) неоднородны в масштабах резервуара [65].

1.2 Свойства трещиновато-пористых коллекторов

В соответствии с существующими взглядами [23], можно дать различные определения трещин, но со строго геомеханической точки зрения трещина представляет собой поверхность, по которой произошло нарушение сплошности или потеря сцепления материала. Процессом, в результате которого происходит потеря сцепления данного материала (породы), является разрыв, следовательно, трещина представляет собой результат

разрывного нарушения. В общем случае трещина, по которой отмечается относительное смещение пород, может классифицироваться как разлом или нарушение, в то время как трещина, по которой не наблюдается заметных смещений, может классифицироваться как просто трещина или макротрещина.

Трещина также может быть определена в более широком смысле, как следствие нарушения сплошности пласта. В этом случае породы разбиты на блоки трещинами, разломами, разрывами и плоскостями сочленения и непрерывность простирания отложений нарушается, но какие-либо перемещения по поверхности разрыва отсутствуют.

Считать трещину разломом, нарушением, плоскостью сочленения или просто трещиной зависит от масштаба исследования. В наиболее общем случае то, что называется трещиной, может рассматриваться как плоскость сочленения.

Тщательная классификация трещин, основанная на их внешних признаках и морфологии, приведена в работе [92]. В этой работе выделены следующие категории (типы) трещин:

а) несомненные естественные трещины — это трещины, частично или целиком заполненные жильным материалом;

б) возможные естественные трещины — трещины с зеркалами скольжения и параллельные им, а также естественные трещины с чистыми свежими поверхностями, сопровождающиеся мелкими трещинами, параллельными несомненным трещинам;

в) индуктированные трещины - трещины с четким изломом, а также простиранием, параллельным или перпендикулярным оси керна (образуются в результате изгибающих и крутящих усилий, возникающих в керне в процессе его выбуривания);

г) очень возможные естественные трещины —трещины с зеркалами скольжения, а также параллельные им.

К основным параметрам единичной трещины относятся раскрытость, размер, природа и ориентация единичных трещин и их распределение, т. е. плотность и интенсивность трещиноватости.

1.3 Геомеханические условия трещинообразования

В пластовых условиях элементарный объем породы находится в напряженном состоянии, обусловленном давлением вышележащих пород (геостатическим давлением), боковым сжатием, давлением флюида (поровым давлением), и кроме того, действием тектонических сил. Если принять обычное изображение сил в трех взаимно перпендикулярных направлениях и обозначить направления главных напряжений тремя перпендикулярными векторами, то компоненты 07, а2, а3 будут соответственно наибольшим промежуточным и наименьшим напряжениями. Чаще всего из этих трех главных напряжений вертикальное 07 соответствует горному давлению, обусловленному весом вышележащих пород, в то время как горизонтальные а2 и а} могут быть нагрузками сжатия или растяжения [39].

При образовании складок, силы могут действовать как в плоскости пласта, так и поперек.

а - складка, вызванная сжатием; б - складка, обусловленная прогрессией соляного купола.

Рисунок 1.3 - Примеры нагрузок, обуславливающих складкообразование [23]

Поэтому, в зависимости от направления действия сил могут возникать различные системы трещин.

Система 1 - направление наибольшего главного напряжения 01 по падению структуры; Система 2 - наибольшее главное напряжение 01 параллельно оси складки (по простиранию).

Рисунок 1.4 - Схема действия сил и ориентации систем трещин [23]

Стирнс и Фридман [92] приводят несколько примеров существования этих двух систем трещин и делают следующие заключения:

а) обе системы расположения трещин могут образоваться в одном и том же пласте;

б) система трещин 1 в основном предшествует системе трещин 2 (подразумевается, что складкообразование развито в такой степени, что могут образовываться трещины). В этом случае трещины будут размещаться перпендикулярно к простиранию антиклинали;

в) трещины системы 1 часто распространяются на большие расстояния в виде единичных разрывов. В основном это трещины значительных размеров с однородной ориентацией, способствующие распространению флюидов на большие площади;

г) трещины системы 2 характеризуются меньшей протяженностью — от нескольких сантиметров до метров. Они располагаются согласно с осью складки и обычно включают трещины всех трех основных направлений;

д) трещины растяжения системы 1 могут заканчиваться поперечными трещинами (левыми или правыми), а трещины скалывания могут переходить

в трещины растяжения или в сопряженные трещины. Очевидно, что среди трещин системы 1 имеется больше единичных трещин значительной протяженности, однако густота трещин системы 2 может оказаться более эффективной с точки зрения распространения флюидов;

е) в случае трещин системы 1 возможны три направления сообщаемости между скважинами по трещинам. В случае трещин системы 2 наиболее вероятная сообщаемость между скважинами будет в направлении, параллельном простиранию структуры.

Наибольший интерес представляют трещины, связанные с деформацией горных пород, выражающейся в образовании дизъюнктивных нарушений (разломов) и в складкообразовании [23].

Для трещин, связанных с тектоническими нарушениями, характерны следующие особенности:

а) трещины, связанные с разломами, обязаны своим появлением специфике общей картины напряжений;

б) ориентацию трещин (по падению и простиранию) можно предсказать, если известно направление разлома, и, наоборот, по ориентации обнаруженных трещин можно определить положение разлома;

в) густоту трещин нельзя оценить по данным о разломе;

г) можно предсказать простирание всех трех возможных систем трещин и вероятность их пересечения;

д) для нормальных сбросов необходимо знать относительное развитие двух плоскостей скалывания;

е) если трещины сопряжены со сбросом, то возможно, что скважина, пересекающая два блока, пересечет и большое количество трещин [92].

На рисунке 1.5 приведены примеры дизъюнктивных нарушений и действовавших при этом нагрузок [42].

а - растяжение и нормальный сброс, б - сжатие и надвиг, в - сжатие и образование трещин скалывания

Рисунок 1.5 - Примеры дизъюнктивных нарушений [23]

Определение напряжений в косых площадках можно определить графическим построением, которое предложил О. Мор [51]. Возьмем две перпендикулярные оси, одна из них - о, другая - т. Напряженное состояние на любой площадке с нормалью- п, и с величинами напряжений оп, тп , изображается точкой в плоскости о-т.

г

Рисунок 1.6 - Диаграмма Мора для определения нормальных напряжений - о и тангенсальных-г, действующих в плоскости, ориентированной под углом ср [23,51]

В соответствии с диаграммами Мора, трещины возникают, в основном в направлениях, обусловленных углом внутреннего трения, что, в среднем, составляет 30° от направления максимального нормального напряжения.

1 — плоскость максимального тангенциального напряжения (расчетного); 2 — угол внутреннего трения; главные напряжения: а,*— наибольшее, <т3'— наименьшее; образующиеся трещины располагаются под

углом 30° к оси максимального напряжения. Рисунок 1.7 - Схема действия основных и тангенциальных напряжений [23]

Используя огибающую Мора (рисунок 1.6) [3], можно установить, что скольжение (образование трещин) будет происходить по плоскости, составляющей угол около 45°+ср/2 с направлением главного напряжения. Поскольку угол внутреннего трения горных пород ср~30°, обычно скольжение происходит с наклоном около 60°, что подтверждается наблюдениями, которые приводились в различных работах по геологии [23].

1.4 Анализ эксплуатации существующих объектов подземных

хранилищ газа

В настоящее время процесс эксплуатации подземных хранилищ газа, созданных в трещиновато-пористых карбонатных коллекторах, изучен слабо.

Создание и эксплуатация таких хранилищ затруднены из-за сложности строения карбонатных структур, неоднозначности типов и свойств коллекторов в пределах резервуара, нерешенности ряда важнейших вопросов оценки трещиноватости и ее пространственной изменчивости.

Подземным хранилищем газа, созданным в трещиноватом коллекторе истощенного нефтегазоконденсатного месторождения, является Совхозное ПХГ, расположенное в Октябрьском районе Оренбургской области. Рельеф местности представляет собой слабо всхолмленную равнину, изрезанную редкой сетью оврагов и балок. Эксплуатация Совхозного ПХГ началась с июня 1974 г.

По состоянию на 01.01.2002 г. на площади пробурено 140 скважин, данные которых значительно уточнили геологическое строение объекта хранения. По результатам интерпретации геофизических данных скважин, пробуренных после 1972 г., и переинтерпретации старого фонда скважин, подтверждает развитие в нижней части кунгурского яруса (филипповский горизонт) пачки пористых карбонатных прослоев мощностью до нескольких десятков метров. Развитие поровых карбонатных прослоев приурочено к сводовой и Северо-восточной части рифового массива. От основного продуктивного пласта (артинский, сакмарский ярусы) пористые прослои филипповского горизонта разделяются плотными разностями пород, толщина которых изменяется от 10 до 40-50 и более метров. В отдельных скважинах плотные прослои вообще отсутствуют, что дает основание предполагать о наличии газодинамической связи между основной залежью и филипповским горизонтом. Прямого опробования филипповского горизонта не проводилось.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Воронова, Виктория Васильевна, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ахметсафина А.Р., Минниахметов И.Р., Пергамент А.Х. Стохастические методы в программе геологического моделирования//Вестник ЦКР Роснедра "Научно-методическое обеспечение разработки месторождений УВС, №1, 2010. - С. 34-45

2. Ахметсафина А.Р., Минниахметов И.Р., Пергамент А.Х. Фильтрация в анизотропной трещиноватой среде// Вестник ЦКР Роснедра "Научно-методическое обеспечение разработки месторождений УВС, №3, 2010. - С. 36-52

3. Басниев К.С., Дмитриев Н.М., Розенберг Г. Д. Нефтегазовая гидромеханика: Учебное пособие для вузов. - М.-Ижевск: Институт комплексных исследований, 2005. - 544 с.

4. Багринцева К.И. Условия формирования и свойства карбонатных коллекторов нефти и газа. - М.: РГГУ, 1999 (II). - 285 с.

5. Багринцева К.И. Трещиноватость осадочных пород. - М.: Недра, 1982. -256 с.

6. Багринцева К.И. Карбонатные породы -коллекторы нефти и газа. - М.: Недра, 1977.-231 с.

7. Багринцева К. И., Белозерова Г.Е., Вендельштейн Б.Ю., Шершуков И.В. Исследование и оценка карбонатных коллекторов сложного строения // Обзор и рекомендации. - М.: ЦП НТГО, 1985. - 76 с.

8. Багринцева КМ., Дмитриевский А.И. Теоретические основы прогноза зон высокоемких карбонатных коллекторов в разнофациальных отложениях: Осадочные бассейны и нефтегазоносность // Док. на XXVIII сессии Междунар. геол. конгресса (Вашингтон). -М.: Наука, 1989.-с. 136-146.

9. Баренблатт Г. И., Желтов Ю. П., Кочина И. Н., Об основных представлениях теории фильтрации однородных жидкостей в трещиноватых породах, ПММ, Т. 24, № 5, 1960. - с. 852-864.

10. Баренблатт Г.И., Ентов В.М., Рыжик В.М. Теория нестационарной фильтрации жидкости и газа. - М.: Недра, 1972. - 88 с.

11. Бачурина Н. М., Бузинов С.Н., Арутюнов А.Е. Экономические аспекты определения тарифов за хранение газа в ПХГ //Сб. науч. тр. "50 лет ВНИИгазу 40 лет ПХГ".- М.: ВНИИгаз, 1998.- с. 370-375.

12. Бачурина Н.М. Экономическая эффективность создания и

эксплуатации подземных хранилищ газа : дис...... канд. экон. наук:

08.00.05/Бачурина Нина Михайловна. - 2002. - 149 с.

13. Белозерова Г.Е., Страхов П.Н. Генезис пор в карбонатных породах месторождения Карачаганак//Информационный сборник ВНИИгазпром, 1989. - 58 с.

14. Белозерова Г.Е., Шершуков И. В. Методика оценки трещиноватости и фильтрационных свойств низкопористых карбонатных пород. Нефтегазоносность карбонатных формаций// Труды ИГиРГИ, 1987. - с. 92-96.

15. Бузинов С.Н., Парфенов В.И. Подземное хранение газа в России: современное состояние, проблемы и перспективы развития // Сборник научных трудов «50 лет ВНИИГАЗу - 40 лет ПХГ». - М.: РАО «Газпром», 1998.-е. 5-16.

16. Бузинов С.Н., Левыкин Е.В. Определение основных технологических параметров циклической эксплуатации хранилища//Газовая промышленность, №11, 1961.-е. 39-46.

17. Бузинов С.Н., Левыкин Е.В., Солдаткин Г.И. О буферном и активном объемах при хранении газа в водоносных пластах//Газовая промышленность, 1964. - №11. - С. 33-38.

18. Бузинов С.Н., Карпов В.П., Киселев А.И. Оценка буферного газа в подземных хранилищах//Газовая промышленность, 1979.- №6. - с. 2428.

19. Вентцель Е.С. Теория вероятностей: Учеб. для вузов. — 6-е изд. стер. — М.: Высш. шк, 1999.— 576 с.

20. Виноградов С. С. Доломиты. Оценка месторождений при поисках и разведке. - М.: Госгеолтехиздат, 1961. - 174 с.

21. Воронова В.В., Некрасов A.A. Особенности численного моделирования процессов создания и эксплуатации подземных хранилищ газа в трещиновато-пористых структурах // «Нефть, газ и бизнес», 2014. - №4. - с. 28-33

22. Годунов С.К., Роменский Е.И. Элементы механики сплошных сред и законы сохранения. -Новосибирск: Научная книга, 1998. - 280 с.

23. Гольф-Рахт Т. Д. Основы нефтепромысловой геологии и разработки трещиноватых коллекторов: Пер. с англ. Н. А. Бардиной, П. К. Голованова, В. В. Власенко, В. В. Покровского/Под ред. А. Г. Ковалева.— М.: Недра, 1986.—608 с.

24. Дмитриев Н. М., Максимов В. М., Модели фильтрации флюидов в анизотропных трещиновато-пористых средах//Доклады Академии наук, Т. 416, № 3, 2007. - с. 338-340.

25. Дмитриев Н.М., Максимов В.М. Модели фильтрации в трещиновато-пористых анизотропных средах//Известия Российской академии наук. Механика жидкости и газа, № 6, 2007.- с. 78 - 84

26. Дмитриевский А.Н., Хан С.А., Мойжиш Я., Хвостова В.Ю. Сокращение объемов буферного газа при создании газохранилищ в месторождениях углекислого газа// Газовая промышленность, 2009. -№9.-с. 37-40.

27. Дмитриевский А.Н. Системный литолого-генетический анализ нефтегазоносных осадочных бассейнов.- М.: «Недра», 1982. -229 с.

28. Дмитриевский А.Н., Багринцева К.И., Кузнецов В.Г. Структура природных резервуаров карбонатных отложений юго-востока Русской платформы// Тез. док. II Конф. и технической выставки геофизиков-нефтяников, 1990.-с. 8.

29. Дмитриевский А.Н. Системный литолого-генетический анализ нефтегазоносных осадочных бассейнов. - М.: Недра, 1983. -230 с.

30. Дмитриевский А.Н. Фундаментальные исследования в геологии нефти и газа// Геология нефти и газа. 1997. - № 9. - с. 5-10.

31. Ермолаев А.И., Воронова В.В. Оптимизация буферного объема газа при его подземном хранении // НТЖ «Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности», 2013. - №4. - с. 38-43.

32. Ермилов О.М., Ремизов В.В, Ширковский А.И., Чугунов JI.C. Физика пласта, добыча и подземное хранение газа. - М.: Наука, 1996. - 541 с.

33. Зиновьев В.В., Варягов С.А., Боярчук В.Т., Беленко C.B. О соотношении объемов активного и буферного газа подземных хранилищ // НТС «Транспорт и хранение газа». - М.: ООО «ИРЦ Газпром», 2004. -№ 1. - с. 3-12.

34. Заславский М.Ю., Томин П.Ю. О моделировании процессов многофазной фильтрации в трещиноватых средах в применении к задачам адаптации модели месторождения // Препринты ИПМ им. М.В.Келдыша, 2010. -№ 45. - 20 с.

35. Перькова il.H. Трещинные коллекторы нижнекембрийских отложений Иркутского амфитеатра// Тр. Всесоюзного совещания по трещинным коллекторам нефти и газа. - JL: Гостоптехиздат, 1961.-е. 21-25.

36. Пергамент А.Х., Семилетов В.А. Метод опорных операторов для эллиптических и параболических краевых задач с разрывными коэффициентами в анизотропных средах.- М.: Математическое моделирование, 2007. - с. 105-115.

37. Прошляков Б.К., Кузнецов В.Г. Литология и литолого-фациальный анализ: Учебник. - М.: «Недра», 1981.- 286 с.

38. Казарян В.А. Подземное хранение газов и жидкостей. - М.-Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика", 2006. - 432 с.

39. Каркинская В.Н., Смехов Е. М. Карбонатные породы-коллекторы нефти и газа. — Л.: Недра, 1981.— 255 с.

40. Котяхов Ф.И. Физика нефтяных и газовых коллекторов. - М.: «Недра», 1977.-287с.

41. Котяхов Ф. М. Серебренников С. JI. Оценка распределения трещин в коллекторах нефти и газа при помощи глубинного фотографирования// Геология нефти и газа, 1964.- № 4.- с. 26—30.

42. Королюк И. К. Методы и задачи фациального и формационного анализов карбонатных толщ//Нефтегазоносность карбонатных формаций. Труды ИГиРГИ, 1987,- с. 5-14.

43. Клубова Т.Т. Породы-коллекторы нефти и газа. — Справочник по геологии нефти и газа. -М.: Недра, 1984.- с. 142-205.

44. Клубова Т. Т. Влияние глинистых примесей на формирование полезной емкости карбонатных пород//Нефтегазоносность карбонатных формаций. Труды ИГиРГИ., 1987.- с. 74-80.

45. Кинзикеев А. Р. Методы комплексного исследования карбонатных отложений. -М.: Недра, 1972. - 152 с.

46. Левыкин Е.В. Технологическое проектирование хранения газа в водоносных пластах. - М.: Недра, 1973. - 208 с.

47. Леворсен А.И. Геология нефти и газа. - М.: «Мир». Редакция литературы по вопросом геологических наук, 1970. - 640 с.

48. Михайловский A.A. Научные основы регулирования и контроля количества газа в пористых пластах подземных хранилищ: дис. д-ра техн. наук: 25.00.17/Михайловский Александр Артемович. - М., 2010. -411 с.

49. Некрасов A.A. Особенности гидродинамического моделирования подземных хранилищ газа в структурах с большим углом падения//Сб. тезисов «Интеллектуальное месторождение мировая практика и современные технологии», 2013 г. - с. 45-49.

50. Непомнящий Е.Г. Инвестиционное проектирование// Учебное пособие. - Таганрог: ТРТУ, 2003. - 262 с.

51. Работнов Ю. Н. Сопротивление материалов. - М.: Физматгиз, 1963. -456 с.

52. Ромм Е. С Фильтрационные свойства трещиноватых горных пород. -М.: Недра, 1966.-283 с.

53. Смехов Е. М. Закономерности развития трещиноватости горных пород и трещинных коллекторов нефти и газа. - Л.: Гостоптехиздат, 1961. -146 с.

54. Суркова Г. И. Роль постседиментационных процессов в формировании порового пространства карбонатных пород//Нефтегазоносность карбонатных формаций. Труды ИГиРГИ, 1987. - с. 107-113.

55. Уилсон Дж. Л. Карбонатные фации в геологической истории. - М.: «Недра», 1980.-463 с.

56. Хан С.А., Ермолаев А.И., Самуйлова Л.В., Золотухин М.В. Обоснование объемов буферного газа для подземных хранилищ// Наука и Техника в газовой промышленности, 2008.- № 2 (34). - с. 36-46

57. Хайбуллин А. К методике обоснования граничных значений кол-лекторских свойств пород//В кн.: Нефтеносность Припятского прогиба.- Минск, 1975.-е. 140—145.

58. Хейн А.Л., Бузинов С.Н., Алтухов П.Я. Методика экспериментального определения коэффициентов фазовых проницаемостей по данных неустановившегося режима вытеснения воды газом// Труды ВНИИГаз. -М.: Гостоптехиздат, 1961,- с. 241-266.

59. Ширковский А. И. Технико-экономическое определение числа скважин, объема буферного газа, мощности компрессорных станций и глубины поисков ловушек природного газа при подземном хранении газа// Газовая промышленность, 1958.- №11. - с. 33-38.

60. Ширковский А. И. Подземное хранение газа. - М.: Гостоптехиздат, 1960.- 75 с.

61. Шейдеггер А. Э. Физика течения жидкостей через пористые среды. -М.: Гостоптехиздат, 1960. -249 с.

62. Шустеф Я. Я Виктори н В. Д. Роль трещиноватости пластов в условиях разработки месторождений при повышенном давлении нагнетания.— В кн. Вопросы геологии, разработки нефтяных месторождений и нефтепромыслового дела в Пермской области. Уфа, 1973. - с. 66—78.

63. Чилингар Дж., Биссел Г., Фэйрбридж Р. Карбонатные породы. -М.: «Мир», 1970-71 г. - 664 с.

64. Чарный И.А. и др. Хранение газа в горизонтальных и пологозалегающих водоносных пластах. - М.: Недра, 1968. - 300 с.

65. Энгельгардт В. Поровое пространство осадочных пород. -М.: Недра, 1964.-280 с.

66. Якушев B.C., Грязнова И.В., Воронова В.В. Совершенствование процессов постановки и управления наукоемкими НИОКР в нефтегазовой отрасли России // // «Нефть, газ и бизнес», 2013. - №10. -С. 1-5

67. Ярошенко А. В. Основные факторы, определяющие пустотное пространство биогермных карбонатных пород// Тр. МИНХиГП, 1977. -с. 151—154.

68. Aavatsmark I., Eigestad G., Mallison В., Nordbotten J. A compact multipoint flux approximation method with improved robustness., Num. Meth. for Part. Diff. Eqs., 2008. - pp. 1329-1360.

69. Adams J.J., Bachu S. Equations of state for basin geofluids: algorithm review and inter-comparison for brines, Geofluids, 2, 2002. -pp. 257-271

70. Atkinson B.K. Fracture mechanics of rocks. Academic Press Geology Series, Harcourt Brace Jovanovich, 1987. - pp. 27-69.

71. Bachu, S., Adams J.J. Sequestration of C02 in geological media in response to climate change: capacity of deep saline aquifers to sequester C02 in solution, Energy Conversion and Management, 44(20), 2002. - pp. 31513175.

72. Bachu, S. Screening and ranking of sedimentary basins for sequestration of C02 in geological media. Env. Geol., 44(3), 2003. - pp. 277-289.

73. Bagrodia V., Katz D.L. Gas Migration by Diffusion in Aquifer Storage, SPE-AIME, U. of Michigan, Ann Arbor, Mich. 1977. - pp. 121-122.

74. Buckley S.E., Leverett M.C., Mechanisms of fluid displacement in sands// Trans- actions of AIME, 146, 1942.- pp. 107-116

75. Braunstein J. Fracture-controlled production in Gilbertown Field, Alabama. Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol. vol. 37, No. 2, 1953. - pp. 245—249.

76. Cacas M. C., Daniel J. M., Letouzly J. Nested geological modeling of naturally fractured reservoirs, Petroleum Geoscience Vol. 7, 2001. -pp. 4352.

77. Celia M.A., Bachu S. Geological sequestration of C02: is leakage unavoidable and acceptable? Proceedings of the Sixth International Greenhouse Gas Technologies Conference, Pergamon, 1: 2003. - pp. 477-482

78. Galli A., Beucher H. Stochastic models for reservoir characterization: a ... SPE 38999, 1997.-p. 32.

79. Davidson D. A., Snowdon D. M. Beaver River Middle Devonian Carbonate: Performance review of a high-relief, fractured gas reservoir with water influx. J. of Petroleum Technology, 1978. - pp. 1672—1678.

80. Donaldson, E.C. Subsurface disposal of industrial waste in the United States, U.S. Bur. Mines Inf. Circ. 8212, 1964. - pp. 32-34.

81. Douglas I., Brair P.M., Wagner R.I. Calculation of Linear Water flood Behavior Including the Effects of Capillary Pressure. Trans. AIME, 1959. -216 p.

82. Engelder T. Joints and some fractures in rocks, in Atkinson, B., ed., Fracture Mechanics of Rock, Academic Press, 1987. - pp. 27-69.

83. Haldorsen H.H., Lake L.H. A New Approach to Shale Management in Field-Scale Models/ SPEJ, August, 1984. - pp. 447-457.

84. Killough, J.E. Reservoir Simulation with History-dependent Saturation Functions. Soc. Pet. Eng. J. Feb. 1976. - pp. 37-48.

85. Land C.S. Calculation of Imbibition Relative Permeability for Two- and Three-Phase Flow from Rock Properties. Soc. Pet. Eng. J. (June 1968) - pp. 149-156.

86. Levine J. Dispeacement Mechanism in consolidated porous system. Trans. AIME, vol.204, 1954.

87. Rapoport L.A., Leas W.J. Relative Permeability to Liquid in Liquid-Gas Systems. Trans. AIME, 1951. - 192 p.

88. Suppe J. Principles of Structural geology. Prentice-Hall, 1985. - 250 p.

89. Sarda S., Jeannin L. and Bourbiaux B. Hydraulic Characterization of Fractured Reservoirs: Simulation on Discrete Fracture Models, SPE 66398, 1978.-232 p.

90. Stearns D.W., Friedman M. Reservoirs in fractured rock. Am. Assoc. Petroleum Geologists. Reprint Series No.21, 1972. - pp. 32-45.

91. Stearns D. W., Friedman M. Reservoirs in fractured rock in stratigraphic oil and gas fields classification, exploration methods and case histories. Am. Assoc. Petroleum Geologists. Mem. 16, 1972.- pp. 82—90.

92. Stearns D. W., Friedman M. Reservoirs in fractured rock in stratigraphic oil and gas fields classification, exploration methods and case histories. -Mem. : Am. Assoc. Petroleum Geologists., 1972. - pp. 91-106.

93. Tabari K., Tabari M., Tabari O. Investigation of Gas Storage Feasibility in Yortshah Aquifer in the Central of Iran//Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 5(12), 2011. - pp. 1669-1673.

94. Tabari K. Application of Rock-Eval in Detection Seepage of Yortshah Gas Storage//World Applied Sciences Journal 8 (10), 2010. - pp. 1193-1199.

95. Tiab D., Donaldson E C. Petrophysics: theory and practice of measuring reservoir rock and fluid transport/ 2nd ed., Elsevier Inc., 2004. - p. 926.

96. Tek M.R. Natural gas underground storage: Inventory and deliverability. Penn Well Publishing Co, 1996. - p.455.

97. McQuillan H. Small-scale fracture density in Asmari Formation of southwest Iran and its relation to bed thickness and structural setting, BulI.Am. Assoc. Petrol. Geol. Vol. 57. No. 12, 1973. - pp.2367-2385.

98. Kazemi H., Merril L. S. Numerical Simulation of Water Imibibition in Fractured Cores, SPEJ, June, 1979. - p. 182.

99. Kazemi H., Merrill L. S.. Porterfeld L., Zeman P. K. Numerical simulation of water-oil in Naturally Fractured Reservoirs, SPEJ, September 1976. - pp. 317—323.

100. Kleppe J., Morse R. A. Oil Production from Fractured Reservoir by Water Displacement, SPE Fall meeting Preprint No. 5084.23, 1974. -pp.234-238.

101. Xu T., Apps J.A., Pruess K. Reactive geochemical transport simulation to study mineral trapping for C02 disposal in deep arenaceous formations, Journal of Geophysical Research, 108(B2). 2003. - pp. 2071-2083.

102. Warren J. E., Root P. E. The behavior of naturally fractured reservoirs, Soc. Petrol. Eng. Journal, V. 3,1963. - pp. 245-255.

103. Woods E.G., Comer A.G. Saturation and injection pressure for a radial gas-storage reservoir, Society of Petroleum Engineers. 1962. - 401 p.

104. Weber K.J., v.Geuns L.C. Framework for Constructing Clastic Reservoir Simulation Models. - JPT, 1990. № 10.- pp.1248-1297.

105. Wyckoff R.D., Botset H.F. The Flow of Gas-Liquid Mixtures through Unconsolidated Sands. Physics, vol. 7, № 9, 1936. - pp. 325-339.