Файл: Подземное хранение газа (вопросы теории, практики и экономики) А. И. Ширковский. 1960- 4 Мб.pdf

2. Согласно проекту начальное пластовое давление при за*

условиях сооружения подземных хранилищ он колеблется от 30 до 100% и более объема хранящегося газа (мощности хранилища).

2. ПОДЗЕМНОЕ ХРАНИЛИЩЕ БЭЙН

Изучение возможностей создания хранилища Бэйн началось в 1953 г. компанией Газ де Франс. Были рассмотрены две подхо­ дящие в геологическом отношении структуры. Из-за большей близости к Парижу выбор пал на Бэйн. Бурением установлены два структурных поднятия; из них верхнее находилось на глубине

275 м. Этот пласт снабжал питьевой водой ряд артезианских скважин, поэтому от него отказались. Другой пласт, залегающий на глубине 300 м, имеет мощность около 30 м; он включает в себя различные не выдержанные по площади горизонтальные про­ пластки глин. Песок очень чистый (не конгломерат) общей пори­ стостью 30—35%, эффективной пористостью (с учетом связанной воды) 21—25%. Проницаемость пласта высокая — от 2 до 8 дарси, что способствует активному водонапорному режиму. Начальное

пластовое давление на глубине 310 м было 38 ата. Пласт песка покрывается сверху пластичной непроницаемой глиной мощ­ ностью ~ 7 м. Длинная и короткая оси структуры имеют раз­ мер 5X3 км. Структурная карта по кровле хранилища приве­

дена на рис. 9. Ожидается, что в этой структуре можно будет хранить от 250 до 340 • 10е нм3 газа. Мощность газоносности буферного газа составит 6 м, что потребует от 120 до 150 • 106 нм3 газа. Полагают, что буферный газ будет удерживать вершину конуса от подъема при отборе газа.

При исследовании структуры Бэйн было пробурено 10 сква­ жин с отбором керна, а также проведена сейсморазведка.Поскольку

32

эти работы не дали окончательных выводов, пробурили еще 12 скважин и структура была полностью оконтуренной.

Летом 1955 г. произвели испытательную закачку в пласт

55 000 ж3 газа, после чего приступили к его отбору. Как пока­ зали испытания, оттеснение воды возможно при норме от 5 до

10 тыс. м9/час и больше при полном заполнении резервуара.

Чтобы избежать загрязнения и засорения воды, было решено хранить только тщательно очищенный коксовый газ. Такой газ поступал с завода Альфорвиль (юго-западнее Парижа), паходя-

Рис. 9. Структурная карта по кровле пласта-хранилища Бэйн во Франции.

щегося в конце газопровода коксового газа из восточной Фран­ ции. Из Альфорвиля газ поступает в распределительное кольцо

вокруг Парижа, давление в этом кольце 20 ат.

Бэйн связан с системой распределения посредством газопро­ вода из Вирофлей. Длина его 29 км, диаметр 400 мм при рабочем давлении 42 ат. Углекислый газ, содержащийся в коксовом, ведет себя в присутствии воды подобно кислоте. Поэтому у сква­ жин, а также у нагнетательной станции в Бэйн установлены эффективные сепараторы. Для предотвращения внутренней кор­ розии трубы дополнительно защищены специальным покрытием.

В поверхностные сооружения подземного хранилища Бэйн

13Двигатели были сконструированы для ра­ боты на природном газе, по при увели­ чении давления па входе их приспособили (без потери в мощности) для работы на

ных трубах установлен манометр. Другой манометр установлен на затрубном пространстве. Каждая скважина оборудована се­ паратором и измерителем расхода входящего и выходящего газа.

Основные сооружения подземного хранилища Бэйн были построены к ноябрю 1956 г. К апрелю 1957 г. опытная закачка была доведена до 30 • 106 м3 очищенного коксового газа. При закачке была обнаружена утечка через одну скважину. Закачку прекратили и скважину зацементировали. В мае начались экспе­ рименты по отбору газа из скважин.

Объектами изучения были: а) зона капиллярного поднятия

выше газо-водяного контакта; б) интенсивность проявления во­ донапорного режима и подъема конуса воды; в) градиенты давле-

34

ния в пласте и на стенке скважины; г) эффективность работы фильтра; д) количество воды, выносимой вместе с газом; е) хими­ ческие и физические свойства газа. Когда эти исследования за­ кончились, выяснили возможный отбор из пласта, который в те­

Су = ■= 155Х = 1680 м3!сУтки

3.Объем буферного газа составляет от объема хранящегося

120-100 noon/

газа —г -— = 92,3%.

130

Анализ создания подземных хранилищ газа в ловушках во­ донапорных систем позволяет сделать некоторые выводы.

1.Хранилища создавались в запечатанных ловушках (за­ крытые антиклинали, моноклинали и т. д.).

Кровля пласта была представлена пли глинами различных типов, или плотными известняками и доломитами. Снизу и по краям газ подпирался оттесняемой водой.

2.Хранилища создавались за счет упругости жидкости и горных пород пласта. Разгрузочные скважины не применялись.

3.При организации хранилищ был проведен весь комплекс геологических, геофизических, газогидромеханических и других работ. Особенно тщательно изучались свойства пласта, его кровли, подошвы п насыщающих жидкостей.

4.Серьезное внимание уделялось качеству цементажа сква­ жин, очистке газа от взвешенных твердых и жидких частиц после сжатия в цилиндрах компрессора, вскрытию пласта. Ко­ лонны цементируются обязательно до устья скважин. Утечки

газа на поверхность земли могут вызвать взрывы, пожары и

другие бедствия.

5.Большое значение имеет контроль за созданием и эксплуа­ тацией хранилища.

3.СРАВНЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ ПО ФОРМУЛЕ (10)

СМЕТОДОМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ПРИБЛИЖЕНИЙ

ИФАКТИЧЕСКИМИ ДАННЫМИ ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

ПРИ ЗАКАЧКЕ ГАЗА В ЛОВУШКУ ВОДОНАПОРНЫХ СИСТЕМ

а) Сравнение теоретических расчетов по формуле (10) с методом последовательных

приближений Для сравнения брались следующие исходные данные:

довательных приближений и по формуле (10), даже при непостоян­

ном темпе закачки газа различаются незначительно. Наибольшее отклонение наблюдается там, где расход зака­

чиваемого газа значительно отличается от среднего (постоянного), а именно, при £сутки = 122 и £Сутки — 154.

в ловушки водонапорных систем

На рис. 12 приведены кривые изменения давления в подзем­

ном хранилище Бэйн в зависимости от количеств закачиваемого

36

Таблица 12

Сравнительные данные, полученные по формуле (10) п по методу последовательных приближений

на их анализе несколько подробнее.

Рис. 12. Кривые изменения давления и количества закачанного газа при создании подземного хранилища Бэйн.

1 — Рф =Рф (0; 1' — рр = Рр (0; 2 — <2ф = <эф (0; г’ — 0р= Го при q= const.

U — период закачки газа; П — падение давления после прекращения закачки газа; О — падение давления при отборе газа; Р — рост давления после прекращения отбора газа.

1. Расчет изменения давления при закачке газа. Исходные

37