CC BY
172
УДК: 622.691.2 :53
С.Г. Солдаткин
ООО «Газпром ВНИИГАЗ», Москва S_Soldatkin@vniigaz.gazprom.ru
КОМПЛЕКС ИССЛЕДОВАНИЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ
ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭКСПЛУАТАЦИИ КАЛУЖСКОГО ПОДЗЕМНОГО
ХРАНИЛИЩА ГАЗА
В настоящей работе представлены результаты внедрения нового комплекса дистанционно-геофизических исследований. Уточнено геологическое строение Калужского подземного хранилища газа.
Ключевые слова: подземное хранение/хранилище газа, поровый объем, имитационная модель, газонасыщенная область, неоднородность пласта, ловушка.
Калужское подземное хранилище газа (ПХГ) является первым хранилищем, созданным в нашей стране в водоносном пласте. По результатам разведочного бурения и гидродинамических исследований, проводившихся в 60-е годы, был сделан вывод о возможности создания в гдовс-ком водоносном песчанике Калужского поднятия подземного хранилища газа.
К концу 1963 г. объем хранилища был доведен до 400 млн. м3 газа, завершился процесс опытной эксплуатации и в декабре 1964 г. Калужское газохранилище было переведено в разряд промышленных. В 1964 г. при увеличении объема хранилища свыше 400 млн. м3 было выявлено, что на поднятии, осложненном двумя куполами, образовалось соответственно две газовых залежи: одно в районе основного (1-го) очага объемом свыше 340 млн. м3 и вторая - в районе второго очага (северозападная часть структуры) объемом около 60 млн. м3.
В 1967 г. после уточнения структурного плана северозападной части поднятия был разработан технологический проект расширения ПХГ до изогипсы - 800 м и общим объемом 1,050 млрд. м3 и активным 600 млн. м3 газа. Однако расширение газохранилища было приостановлено до ликвидации и локализации перетоков в вышележащие горизонты. В процессе промышленной эксплуатации было уточнено геологическое строение хранилища, которое представляет собой следующее (Рис. 1). Объектом хранения является гдовский пласт-коллектор (1), перекрытый глинистой покрышкой (3). Пласт-коллектор имеет связь с кристаллической брекчией (2) через тектоническое нарушение (10). Кристаллическая брекчия в основном также имеет глинистую покрышку, которая в районе скважины 76 имеет литологическое «окно» (10). В этом месте осуществляется непосредственный контакт кристаллической брекчии с вышележащим воробьевским горизонтом. Воробьевский горизонт перекрыт глинистой покрышкой, которая является резервной, она хорошо выдержана по мощности и не имеет нарушений. Благодаря этому газ, перетекающий из объекта хранения через литологическое нарушение (11) и насыщая брекчию через литологическое окно (10), попадает в воробьевский горизонт, где скапливаясь, образует вторичную залежь газа. Наличие резервной покрышки на глубине (560 м) надежно изолирует вышележащие горизонты от проникновения существенных объемов хранимого газа в вышележащие горизонты,
что обеспечивает безопасную эксплуатацию ПХГ. В 1984 г. был принят проект с пиковым режимом эксплуатации общим объемом газа 820 млн. м3 и активным 440 млн. м3. Выход хранилища на проектные показатели осложнился появлением газа за проектным контуром газоносности (скв. № 33). По результатам разведочного бурения герметичность разлома в юго-восточной части однозначно не определялась, в результате чего возникла угроза неконтролируемого ухода газа за замок ловушки. В связи с чем, в 1995 г. общий объем газа в хранилище был ограничен до 630 млн. м3.
Таким образом, основным фактором сдерживающим наращивание общего объема хранилища является сложность геологического строения и невозможность построения детальной адекватной геолого-технологической модели эксплуатации Калужского ПХГ на основе материалов разведочного бурения проведенного в 60-е годы.
Применение современных методов разведки геологических структур получивших развитие в последние годы позволяют решить поставленную задачу и создать геолого-технологическую модель Калужского ПХГ нового поколения на уровне мировых стандартов и оценить возможность безопасного увеличения объема хранения.
Для совершенствования технологии и дальнейшего развития хранилища впервые на ПХГ РФ был разработан и в настоящее время реализуется комплекс дистанционных и геофизических исследований (КДГИ) направленный на детальное изучение геологического строения Калужского ПХГ и создание современной технологической модели пластовой части (Рис. 2).
КДГИ оптимален по сочетанию затрат и получаемой геологической информации, так стоимость полученной информации по 3 Д сейсмическим исследованиям о недрах на площади ~20 м2 соизмерима со стоимостью бурения одной разведочной скважины.
Комплекс включает в себя наиболее современные и конкурентноспособные разработки не только по методике работ, но и в обработке данных и интерпретации получаемых результатов. Набор методов исследований подобран исходя из минимизации затрат, но без потерь качества получаемой информации для создания геолого-технологической модели ПХГ.
Впервые для уточнения тектонического строения хранилищ на Калужском ПХГ были использованы космичес-
I-•— научно-технический журнал
Георесурсы 4 (36)
Рис. 1. Геологическое строение Калу ж с кого ПХГ. Условные обозначения: 1 - объект хранения газа (гдовс-кий горизонт),
2 - кристаллическая брекчия,
3 - глинистая покрыгшка, 4 -воробьевский горизонт, 5 - техногенная залежь газа, 6 - контрольным горизонтыг, 7 - конт-
рольныге скважиныi, 8 - разгрузочныге скважиныг, 9 - эк-сплуатационныге скважиныг, 10 - литологическое окно, 11 -тектоническое нарушение.
кие исследования. Космические исследования являются начальной стадией комплекса КГДИ, результаты которых используются при проектировании сейсмических исследований Калужского ПХГ. Основными задачами комплексных космических исследований являются:
- уточнение тектонического строения Калужского ПХГ;
- оптимизация и повышение эффективности проектирования сейсмических исследований.
При помощи программных комплексов Erdas Imagine 8.7 и WinLessa 2.1 были обработаны космические снимки площади Калужского ПХГ в результате чего были выявле-
Рис. 2. Схема комплекса исследований по созданию современной технологической модели Калужского ПХГ.
ны новые тектонические нарушения, ранее не определявшиеся по результатам разведочного бурения (Рис. 3).
В дальнейшем изучение площади Калужского ПХГ при помощи космических исследований будут продолжены в радиолокационном диапазоне частот.
Для последующего уточнения геологического строения хранилища в июле 2006 г. были проведены сейсмические исследования, на площади первого очага закачки ~15 км2.
Наличие лесов 1 категории расположенных на площади Калужского ПХГ, естественных и искусственных водоёмов, развитой техногенной инфраструктуры не позволяли провести 3Б исследования по методике регулярных стандартных сейсмических наблюдений. В связи, с чем впервые на ПХГ применялась современная технология адаптированных к местности сейсмических исследований 3Б, которая
Рис. 3. Результаты дешифрирования космических снимков Калужского ПХГ.
предназначена для проведения объёмных исследований в сложных поверхностных условиях местности. Сейсмические исследования в комплексе с электроразведкой планируется продолжить, охватив площадь 2 очага закачки.
По предварительным результатам первичной обработки сейсмических исследований геологическое строение Калужского ПХГ является более сложным чем по результатам разведочного бурения. Был выявлен ряд неизвестных тектонических нарушений на площади 1 очага закачки, что позволит существенно уточнить геологическую и технологическую модель хранилища.
Полученная информация в совокупности с промысловыми данными в последующем используется для разработки геологической и технологической модели Калужского ПХГ.
Реализация разработанного комплекса исследований позволит:
- провести доразведку Калужского ПХГ и уточнить особенности геологического строения хранилища, используя современные методы исследований;
- получить наиболее достоверную исходную информацию для создания геологической модели хранилища;
- создать гидродинамическую модель Калужского ПХГ на уровне мировых стандартов и в комплексе с реконструкцией наземного обустройства обеспечить дальнейшее развитие и совершенствование технологии эксплуатации Калужского подземного хранилища газа.
S.G. Soldatkin. Complex of researches for creation of hydrodynamic model of operation Kaluga UGS.
In this article the results of new multidiscipline remote geophysical measurements are presented and the geological structure of Kaluzhskoe UGS is determined.
Keywords: underground storage/storehouse of gas, imitating model, heterogeneity of a layer, a trap.
Сергей Григорьевич Солдаткин к.т.н., начальник лаборатории ООО «Газпром ВНИИГАЗ». Научные интересы: вопросы эксплуатации ПХГ в водоносных пластах, методы контроля и диагностики герметичности ПХГ.
142717, РФ, Пос. Развилка, Ленинский р-н, Московская область. Тел.: (495)355-93-93.
4 (36) 2010
^научно-техническим журнал
Георесурсы
