Тема номера
Освоение газовых месторождений России
Научный консультант
Аксютин Олег Евгеньвич
О влиянии термобарических факторов на остаточную водонасыщенностьгорных пород
Рябухин А.Д., Автономная некоммерческая образовательная организация
высшего образования «Сколковский институт науки и технологий»
УДК 622.276.031
Ключевые слова: центрифугирование, кривая капиллярного давления, проницаемость, температура, остаточная водонасыщенность, асимптота, томография, частота вращения, кристаллическая соль, поры
В результате исследования предложена оптимизированная методика подготовки образцов, которая позволит увеличить точность измерений, а также акцентировано внимание на неправильной работе существующей методики по остановке центрифугирования после выхода образцов на асимптоту.
Влияние бурового раствора на углеводородной основе на представительность проб пластового газа, отобранных по технологии ГДК-ОПК
Сопильняк О.С., Шандрыгин А.Н., Крайн Д.Р., Ершов А.С., Ветчинина Ю.Д., ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
УДК 622.244.443
Ключевые слова: технология ГДК-ОПК, буровой раствор на углеводородной основе, состав газоконденсатной смеси, фильтрат бурового раствора, загрязнение проб пластовых флюидов, искажение компонентного состава проб пластовых флюидов, характер взаимодействия фильтрата бурового раствора и газоконденсатной смеси
Авторами рассмотрены возможные варианты взаимодействия ФБР с пластовым флюидом на всех этапах отбора пробы, а также описаны варианты искажения состава проб газоконденсатной смеси из-за взаимодействия с фильтратом бурового раствора. Также было выполнено моделирование поведения различных газоконденсатных систем при взаимодействии с ФБР. Использованные для моделирования системы отличались друг от друга содержанием компонентов С5+ и начальными термобарическими условиями.
Анализ полученных лабораторных данных и результатов моделирования позволяет выделить термобарические условия как один из основных факторов, оказывающих влияние на характер взаимодействия газоконденсатной смеси и фильтрата бурового раствора.
На основании полученных данных сделаны выводы о том, что отбор проб по технологии ГДК-ОПК сопряжен с риском получения непредставительных проб пластового флюида из-за влияния фильтрата бурового раствора. Даже проба, прошедшая процедуру проверки качества, может оказаться непредставительной, что несет в себе существенные риски, особенно в отсутствии ретроспективных данных для сравнительного анализа.
Анализ характера поглощений при бурении скважин Низовского месторождения Самарской области
Тороян Р.А., Меретуков М.А., ФГБОУ ВПО «Майкопский государственный
технологический университет»
УДК 622.248.33
Ключевые слова: бурение скважины, буровой раствор, поглощение, коллектор, стратиграфический разрез, пластовое давление, циркуляция, вязкоупругая смесь, фильтрационная корка
К вопросу об оптимальном месте установки и конструкции образцов-свидетелей для эффективного контроля углекислотной коррозии газопромыслового оборудования
Меньшиков С.Н., ПАО «Газпром», Байдин И.И., Ильин А.В., Эльберт И.П., Ермилов О.М., ООО «Газпром добыча Надым»
УДК 620.193
Ключевые слова: Юбилейное нефтегазоконденсатное месторождение, углекислотная коррозия, противокоррозионный мониторинг, образец-свидетель, математическое моделирование
Влияние обводнения на эффективность эксплуатации горизонтальных скважин
Шандрыгин А.Н., Николаев О.В., Гужов К.Н., Стоноженко И.В., Байбурин Р.А., ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
УДК 622.276
Ключевые слова: Эксплуатация скважин, разработка месторождений, горизонтальные скважины, газовая залежь, гидродинамика газожидкостных потоков, диаметр лифтовой колонны
Задача определения оптимальных значений конструкции скважины решалась с использованием специально разработанного программного модуля прокси-моделей для определения эффективности разработки обводненных газовых залежей системами горизонтальных скважин. Учет наличия жидкой фазы в продукции осуществляется специальным блоком двухфазной гидродинамики, разработанным на основе экспериментальных исследований газожидкостных потоков. Программный модуль реализован на языке VBA и позволяет оперативно определять оптимальные значения длины горизонтального участка ствола скважин и диаметра лифтовых труб на основе реализации нескольких сотен возможных вариантов. Использование программного модуля позволяет существенно сократить количество формируемых вариантов при проектировании и учесть влияние жидкой фазы в добываемой продукции на показатели разработки месторождений природных газов.
Современные методы расчета технологического режима работы газовых скважин с водопроявлениями
Николаев О.В., Плосков А.А., Стоноженко И.В., ООО «Газпром ВНИИГАЗ», Васильев В.Г., Соломахин А.В., ПАО «Газпром»
УДК 622.279
Ключевые слова: эксплуатация обводненных скважин, поздняя стадия разработки, газожидкостные потоки, потери давления, лифтовые трубы, минимальная скорость, физические свойства жидкости
Оценка возможности использования параметра влагосодержания природного газа, как критерия при определении типа природы добываемой воды, а так же условия ее выноса с забоя скважин
Хисматулин Р.Р., Воронков Д.И., АО «Газпром промгаз»
УДК 621.2:622.279
Ключевые слова: самозадавливание, влагосодержание, тип природы воды, конденсационная вода, пластовая вода, физико-химический анализ, вынос воды с забоя скважин
В настоящий момент в нефтегазовой отрасли остро стоит вопрос о корректности заданного технологического режима работы самозадавливающихся скважин, а также реализации фактического режима в ГДМ при самозадавливании скважин.
В силу отсутствия универсального инструмента для решения поставленного вопроса было принято решение о создании функционала, позволяющего корректно описывать процесс самозадавливания газовых и газоконденсатных скважин.
Для изучения данной темы необходимо представление о процессах, протекающих в скважине, типах добываемой воды и способов их определения.
Настоящая публикация посвящена теме оценки возможности использования параметра влагосодержания природного газа, как критерия при определении природы добываемой воды, а также условия ее выноса с забоя скважин.
Все расчеты выполнены на примере Нижнеквакчикского месторождения Камчатского края.
Выбор параметров интегрированной системы защиты подводной компрессорной станции от жидкостных пробок
Ледовский Г.Н., АО «Газпром промгаз»
УДК 622.279.04
Ключевые слова: подводная компрессорная станция, газоконденсатный поток, жидкостная пробка, система защиты, компрессор, трубопроводная арматура, перепуск, нестационарный процесс
Использование системы акустического мониторинга для обнаружения механических воздействий на грунт в охранной зоне газопровода
Ямкин А.В., Маслов А.С., Бубенчиков М.А., ООО «Газпром трансгаз Томск», Ямкин М.А., Санкт-Петербургский горный университет
УДК 622.692.48-047.44
Ключевые слова: магистральный газопровод, охранная зона, акустический мониторинг, механические воздействия на грунт
Авторами решалась задача по оценке возможности использования системы акустического мониторинга для обнаружения утечек для выявления механических воздействий на грунт в охранной зоне газопровода.
В результате проведения работы показана возможность обнаружения механических воздействий на грунт в охранной зоне газопровода с использованием системы акустического мониторинга газопроводов для обнаружения утечек. При этом система позволяет выявлять движение пешехода, движение автомобиля и работу экскаватора в охранной зоне газопровода в режиме он-лайн с высокой точностью.
Сделан вывод о том, что акустический мониторинг является эффективным техническим решением для обнаружения механических воздействий на грунт в охранной зоне газопровода.
О всплывании газа в водоносных пластах подземных хранилищ
Вержбицкий В.В., Ливинцев П.Н., Лукьянов В.Ф, Гунькина Т.А., Хандзель А.В. Шестерякова Р.Е., Северо-Кавказский федеральный университет
УДК 622.692.24
Ключевые слова: подземное хранилище газа, двухфазная фильтрация, насыщенность пласта, относительная фазовая проницаемость, функция Бакли-Леверетта
Адсорбционная очистка газовых выбросов отходом производства от оксидов азота
Николаева Л.А., Исхакова Р.Я., ФГБОУ ВО «Казанский государственный
энергетический университет»
УДК 621.742
Ключевые слова: адсорбционная очистка, сорбционный материал, отходы производства, газовые выбросы, утилизация тепла
Thermobaric Factors Effect on Rocks’ Residual Water Saturation
A.D. Ryabukhin, Skolkovo Institute of Science and Technology
Key words: centrifugation, capillary pressure curve, permeability, temperature, residual water saturation, asymptote, tomography, rotational frequency, crystalline salt, pores
The purpose of the study is to enhance the existing experiments’ methodology on plotting capillary pressure curves by means of centrifugation exemplified by rock samples collection with permeability from 0.5 mD to 100 mD. The author analyzes the temperatures’ influence on the centrifugation results, as well as the updating steps of samples preparation and experiment performance. The scientific novelty lies in the revision of the factors that affect the samples’ readiness for the centrifugation, the centrifugation time, and the experiment shutdown after the curve reaches the asymptote.
As the study outcome, the author proposed the improved technique for preparing samples, which will increase the measurements accuracy, and focused on the incorrect run of the existing method for centrifugation shutdown after the samples reach the asymptote.
Influence of Oil-Based Drilling Mud on the Representativeness of Formation Gas Samples Taken by means of Hydrodynamic Logging and Formation Testing
O.S. Sopilnyak, A.N. Shandrygin, D.R. Krayn, A.S. Ershov, Yu.D.Vetchinina, Gazprom VNIIGAZ LLC
Key words: hydrodynamic logging and formation testing, oil-based drilling mud, composition of gas condensate mixture, drilling mud filtrate, contamination of reservoir fluid samples, misrepresentation of component composition of reservoir fluid samples, interaction nature of drilling mud filtrate and gas condensate mixture
The article presents the results of laboratory research of reservoir fluid samples taken by means of hydrodynamic logging and formation testing technology. The samples quality check revealed the presence of an extraneous hydrocarbon liquid in some of them. Notwithstanding some samples were recognized as qualitative, the composition of all the examined samples distinguished from the deposit’ retrospective data. Further laboratory testing showed that this extraneous hydrocarbon phase in the samples turned to be oil-based drilling mud filtrate. It was the interaction of the drilling mud filtrate and gas condensate mixture, which caused the compositions’ misrepresentation of formation fluid images.
The authors considered possible options for the interaction of drilling mud filtrate with formation fluid at every sampling stage, and described misrepresentation variants of the mixture composition of gas condensate samples due to interaction with the drilling mud filtrate. Also, the authors carried out a behavior simulation of various gas condensate patterns when interacting with the oil-based drilling mud filtrate. The patterns used in simulation differed from each other in the content of С5+ components and the initial thermobaric conditions.
An analysis of the obtained laboratory data and simulation results enables to define thermobaric conditions as one of the key factors influencing the nature of the interaction between the gas condensate mixture and the drilling mud filtrate.
Based on the data obtained, it was concluded, that sampling by means of hydrodynamic logging and formation testing technologies is associated with the risk of unrepresentative samples of formation fluid due to drilling mud filtrate influence. Even a sample that has passed the quality control may not be representative and it bears significant risks, especially when retrospective data for comparative analysis are absent.
Analysis of Circulation Losses Behavior during Wells Drilling at the Nizovskoye Field in the Samara Region
R.A. Toroyan, M.A. Meretukov, Maikop State Technological University
Key words: well drilling, drilling mud, circulation loss, reservoir, stratigraphic succession, reservoir pressure, circulation, viscoelastic mixture, filter cake
The paper presents the study results of the sources of drilling mud circulation losses. The sources intensity varied within the range from minor seepage to complete circulation loss. The drilling mud circulation loss results in worsening well flushing and increasing time, materials, and chemicals for new mud preparation.
Regarding the Most Preferable Installation Placement and Design for a Witness Plate in order to Efficient Control of Carbon Dioxide Corrosion of Gas Production Equipment
S.N. Menshikov, PJSC Gazprom
I.I. Baidin, A.V. Ilyin, I.P. Elbert, O.M. Ermilov, Gazprom Dobycha Nadym LLC
Key words: the Yubileynoye oil and gas condensate field, carbon dioxide corrosion, corrosion monitoring, witness plate, mathematical modeling
The article presents the outcomes of both computational and full-scale experiments, which made the basis for determining the most preferable placement for installing witness plates and the production equipment design. The outcomes obtained enabled to update in a short time frame the key provisions of corrosion monitoring measures for the Lower Cretaceous deposits of the Yubileynoye oil and gas condensate field, where the gas contains a hazard concentration of carbon dioxide.
Water Loading Impact on Operation Efficiency of Horizontal Wells
A.N. Shandrygin, O.V. Nikolaev, K.N. Guzhov, I.V. Stonozhenko, R.A. Baiburin, Gazprom VNIIGAZ LLC
Key words: well operation, field development, horizontal wells, gas deposit, hydrodynamics of gas-liquid flows, tubing string diameter
Complex geology of the fields in the north of Western Siberia imposes employment of cutting-edge development technologies, including horizontal wells pattern. One of the key issues in the development design of natural gas fields using horizontal wells is to determine the wells’ most preferable installation scheme, primarily the length of the exposed horizontal section and the diameter of the wellbore, as well as the diameter and setting depth of the tubing string. The bottom waters appearance put adjustments to the design procedure, since a liquid phase presence in the product affects not only the wells’ best suitable design, but also the technological, technical, and economic indicators of field development.
The task of determining the optimal values of the well design was solved by means of a custom developed software module of proxy templates to estimate the development efficiency of the water cut gas deposits by horizontal wells pattern. Accounting for the presence of a liquid phase in the products is carried out by a special set of two-phase hydrodynamics designed subject to gas-liquid flows experimental research. The software module is implemented in the VBA language and allows determine promptly the optimal values for the length of the wellbore horizontal section and tubing string diameter based on the execution of several hundred possible options. The use of a software module enables significantly reduce the options number generated during the engineering design and take into account the influence of the liquid phase in the product on the performance indicators of natural gas field development.
Advanced Techniques for Technological Mode Calculation for Operation
of Gas Wells with Water Ingress
O.V. Nikolaev, A.A. Ploskov, I.V. Stonozhenko, Gazprom VNIIGAZ LLC,
V.G. Vasiliev, A.V. Solomakhin, PJSC Gazprom
Key words: operation of liquid loading wells, mature fields development, gas-liquid flows, pressure losses, tubing, minimum velocity, physical properties of the fluid
At the present day, a considerable amount of gas wells of the operating stock is liquid loaded, and the flooding gains pace as the reserves of the domestic fields go depleted and they enter the mature stage of development. In this regard, the value of scientific justification of technologies for the liquid loaded wells’ operation has increased. The paper is dedicated to the methodology analysis for choosing stable modes for production wells operation. The authors consider two main approaches, which currently applicable. One approach addresses the analysis of the kinematic characteristics of gas-liquid flows, namely, the minimum gas velocity required for carrying the fluid over to the surface. Second approach contemplates the dynamic characteristics of flows, that is, the calculation of pressure losses in the wellbore due to the presence of liquid in the flow. The paper focuses on the first approach and reviews the equation for the minimum flow rate of the gas wells, the product of which contains a liquid phase, in order to ensure their sustained operation. The calculation results are compared to the experimental records obtained at the application-designed testing device of Gazprom VNIIGAZ for gas-liquid flows study. The paper briefly presents the testing device, as well as several experiment results. Comparison of the calculations with experimental data shows, that for relevant gas production simulation in water-cut output environment, using experiment results is essential. This is especially true for low pressures conditions in the flow path of reservoir output from the reservoir to the booster compressor station, that is, at a mature field development.
Capability Assessment of Using Natural Gas Moisture Content as Indicator for Determining Origin of Produced Water and Conditions for its Ejection from Bottomhole
R.R. Khismatulin, D.I. Voronkov, Gazprom Promgaz JSC
Key words: self-killing, moisture content, type of water origin, condensate water, reservoir water, physical and chemical analysis, water ejection from bottomhole
At the later stage of field development, problems arise related to liquid loading of the operating wells stock. During the declining production period, the on-going wells’ self-killing is in evidence due to the impossibility of their operation in compliance with the designed mode.
Now the oil and gas industry faced the topical issue concerning validity of designed technological mode of self-killing wells’ operation, as well as the implementation of the actual mode in hydrodynamic simulation for wells’ self-killing.
Lack of a universal solution tool for the problem triggered off the decision to create a functional package that would correctly describe the self-killing flow of gas and gas condensate wells.
To study the problem, it is required to learn the processes occurring in the well, types of the produced water, and ways to determine them.
The paper addresses a capability assessment of using the natural gas moisture content property as indicator for determining the origin of produced water and conditions for its ejection from a bottomhole.
All calculations were performed as in the case of the Nizhnekvakchikskoye field in the Kamchatka Territory.
Parameters Selection for Integrated Protection System of Subsea Compressor Station against Liquid Plugs
G.N. Ledovsky, PJSC Gazprom
Key words: subsea compressor station, gas condensate flow, liquid plug, protection system, compressor, pipes fittings, bypass, non-steady process
The paper presents the issues’ general description of liquid plugs formation and elimination in the flow paths of subsea production systems. The author refers to the calculation pattern representation of the subsea compressor station and the studied operating procedure. The paper proposes a new method for protecting the core engineering equipment of subsea compressor station from liquid plugs on basis of bypass pipes fittings; a mathematical formulation of the engineering units and systems’ operation is given as well. The performed studies are intended for ensuring stable operation modes of subsea compressor units and minimizing their run in surge protection mode. The calculations results prove the prospective technical efficiency of the proposed method for liquid plugs prevention.
Using the Acoustic Monitoring System to Detect Mechanical Impacts on the Ground along the Gas Pipeline Protected Zone
A.V. Yamkin, A.S. Maslov, M.A. Bubenchikov, Gazprom Transgaz Tomsk LLC
M.A. Yamkin, St. Petersburg Mining University
Key words: gas trunkline, protection zone, acoustic monitoring, mechanical effects on the ground
The study significance addresses the need for early detection of unauthorized excavation works, vehicles and humans’ movements in the gas pipelines protected areas in order to prevent accidents caused by mechanical damages, as well as spotting leaks in the event of such damages. The task requires the highest practicable response speed, sensitivity and accuracy of monitoring systems, as well as absence of false triggering. Despite the presence of numerous monitoring systems, the choice of a universal unit that allows not only to detect unapproved mechanical impacts on the ground and their locations, but also to spot the leaks, remains a crucial task.
The authors found solution for evaluating the possibility of using an acoustic monitoring system to spot leaks for detecting mechanical impacts on the ground in the gas pipelines protected areas.
As the work output the authors proved the possibility of detecting mechanical impacts on the ground along the gas pipeline protected area by means of an acoustic monitoring system for leaks spotting in pipelines. At the same time, the system makes it possible to detect online vehicles and humans movements and excavator operation along the gas pipeline protected area with higher accuracy.
The conclusion is that acoustic monitoring is an efficient technical solution for detecting mechanical impacts on the ground along the gas pipeline protected area.
Gas Emersion in Water-Bearing Beds of Underground Storage Facilities
V.V. Verzhbitsky, P.N. Livintsev, V.F. Lukyanov, T.A. Gunkina, A.V. Khandzel, R.E.Shesteryakova, North Caucasian Federal University
Key words: underground gas storage (UGS), two-phase filtration, reservoir saturation, relative phase permeability, Buckley-Leverett equation
The paper considers the water-gas mixture filtration at linear dependences of relative phase permeabilities on saturation, at which the phases keep mobility at any saturation. The linear dependencies have not been studied broadly. The reviewed issues of filtration distinctives of the gas-water mixtures in UGS formations are highly essential and require further analysis.
Gas Emissions’ Adsorption Treatment from Nitrogen Oxides by means
of Production Residuals
L.A. Nikolaeva, R.Ya. Iskhakova, Kazan State Power Engineering University
Key words: adsorption treatment, sorption material, production residuals, gas emissions, waste-heat recovery
The paper considers the treatment process of gas emissions generated during the associated petroleum gas combustion by means of production residuals as a secondary material resource. For this purpose, the authors propose the technology of exhaust gases’ adsorption treatment from nitrogen oxides on a granular sorption material created on the basis of a waste from the thermal power industry, i. e. a carbonate sludge from water conditioning and purification. Based on the research results, it was concluded that the proposed sorption technology for gas emissions’ treatment allows solving two key integrated coupled tasks, as follows, to minimize the anthropogenic impact on the atmosphere by extracting nitrogen dioxide from gas emissions, as well as efficiently utilize, process and reuse energy production waste.