Диссертация (1172988), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Выявленовлияниетектоническихструктурнараспределениеметаноносности угольных пластов по площади исследуемого участка, и на примерерассматриваемого участка впервые установлена зависимость средних за весьпериод разработки дебитов газа от расстояния забоев скважин до разлома,позволяющая оптимизировать схему размещения скважин.Основные защищаемые положения1. Разработанный алгоритм расчета радиуса каверны при заканчиваниискважин с кавитацией для добычи МУП.2. Выполнениеанализа8особенностейпримененияразныхспособовзаканчивания скважин и предложенный подход к оптимизации параметров Uобразных и перистых скважин для добычи МУП на исследуемом участке.3. Оценка влияния различных параметров угольных пластов на эффективностьразработки и построение лепестковой диаграммы для отображения результатованализа чувствительности для всех способов заканчивания скважин.4.
Методика разделения участка месторождения на отдельные зоны дляпроведения выбора способов заканчивания скважин на основании произведенийплотности ресурсов метана на проницаемость угольных пластов и с учетом влияниятектонических структур на добычу МУП. Оценка влияния тектонических структурна распределение метаноносности угольных пластов по площади исследуемогоучастка и определение минимального расстояния от забоев скважин до разлома длярентабельной добычи метана.5.
Комплексный подход к выбору оптимального заканчивания скважин дляразработки метаноугольных месторождений на основании многовариантноготрехмерногогидродинамическогомоделирования,экономическойоценкиразработки месторождений и оценки степени риска применения способовзаканчивания скважин.Теоретическая и практическая значимость работы1. Предложен алгоритм расчета диаметра каверны при заканчивании скважинс кавитацией, который позволяет оценить ожидаемый размер каверны взависимости от механических свойств пород, фильтрационных емкостных свойстви начального напряженного состояния пород.2.
Обоснованы оптимальные параметры U-образной и перистой скважин,полученныерезультатымогутбытьиспользованыдляпроектированиязаканчивания горизонтальных скважин для добычи МУП.3. Предложен комплексный подход к выбору оптимального заканчиванияскважин для добычи МУП на основе совокупного учета следующих факторов:экономические, технологические показатели разработки месторождений, риски,возникающие при заканчивании скважин.94. Разработанный подход к выбору оптимального заканчивания скважин можетиспользоваться специалистами нефтегазовой отрасли для прикладного примененияв подобных задачах при проектировании заканчивания скважин для добычи МУП.Апробация работыОсновные положения и результаты диссертационной работы докладывались иобсуждались на международных и всероссийских научных конференциях исеминарах: XII всероссийская научно-техническая конференция «Актуальныепроблемы развития нефтегазового комплекса России», (Москва, 12-14 февраля 2018г.); 72-я международная молодежная научная конференция «Нефть и газ - 2018»,(Москва, 23-26 апреля 2018 г.); Научный семинар факультета разработки нефтяныхи газовых месторождений РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М.
Губкина (Москва,24 сентября 2018 г.); VIII международный научно-практический семинар «Добычаметана из угольных отложений. Проблемы и перспективы», (Москва, 11 апреля2019 г.); Международная научно-практическая конференция «Новые идеи вгеологии нефти и газа -2019», (Москва, 23-24 мая 2019 г.).ПубликацииПо теме диссертации автором опубликовано 7 печатных работ, в том числе 3статьи в ведущих научных рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАКМинобрнауки РФ, и 4 доклада на научных конференциях.Структура и объем работыДиссертационная работа состоит из введения, шести глав, основных выводов,списка использованной литературы, включающего 183 наименования. Работаизложена на 220 страницах, включая 84 рисунка, 54 таблицы.БлагодарностиАвтор выражает благодарность, признание и глубочайшее уважение своемунаучному руководителю, к.т.н, доц. Хайдиной М.П.
за стратегическое направлениев работе, за ценные рекомендации, плодотворные консультации, высокийпрофессионализм, и постоянное внимание. Автор благодарен заведующемукафедрой разработки и эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений,д.т.н., профессору Ермолаеву А.И. за организационную помощь и наставления.10Автор выражает признательность д.г.-м.н., профессору Якушеву В.С. и всем членамкафедры разработки и эксплуатации газовых и газоконденсатных месторожденийРГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина за помощь, профессиональныерекомендации и поддержку в работе над диссертацией.11ГЛАВА 1.
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ СПОСОБОВЗАКАНЧИВАНИЯ СКВАЖИН ДЛЯ ДОБЫЧИ МУПРазведка и добыча метана угольных пластов (МУП) ведутся уже давно инакоплен большой опыт. Исследования тектонического строения угольных пластов,разработка методов бурения и заканчивания скважин для добычи МУП и прогнозапродуктивности скважины проводились учеными из разных стран [1-6].
Длядобычи МУП используются различные способы заканчивания скважин. Некоторыеиз этих методов представляют собой модификации традиционных нефтегазовыхтехнологий, но имеются и принципиально новые, в которых специально учтеныуникальныесвойстваугольныхпластов,например,породы-коллекторыорганического происхождения, специфические механические свойства угля (низкаяпрочность, неустойчивость, высокая хрупкость), наличие в угольной породеестественных трещин (кливажей) и т.д.
Выбор оптимального заканчивания скважинявляется важным моментом, который в большой степени способствует успешнойразработке метаноугольных месторождений.1.1Изучение опыта применения разных способов заканчивания скважиндля добычи МУПВ современной нефтегазовой промышленности интерес к разведке иразработке запасов нетрадиционных источников углеводородов возрастает. ДобычаМУП имеет большое социальное и экономическое значение, и в связи с этим вомногих странах занимаются его добычей [7], в том числе в США, Канаде,Австралии, Китае, России и Индии. Эти страны занимают 38,2% общей площадисуши Земли. В настоящее время добыча МУП в промышленных масштабах ведетсяв США, Австралии, Канаде и Китае.В США впервые начали добывать метан из угольных пластов еще в 1970-хгодах.
Эта страна до сих пор является самой успешной в этой отрасли. При этомиспользуются различные методы заканчивания скважин для добычи МУП [8]. Таккак большинство угольных бассейнов там характеризуется слабо тектоническойраздробленностью и высокой проницаемостью пласта [9], скважины, законченныеразными способами, как правило, обладают высоким дебитом. Например, в12бассейне Powder River наиболее перспективным способом заканчивания скважинявляется расширение открытого забоя скважины; в бассейнах Black Warrior и Ratonуспешно применяется гидроразрыв пласта (ГРП); в бассейнах Appalachian иArkoma – горизонтальные скважины (в том числе и перистые скважины ); а вбассейне San Juan дебиты газа при применении метода заканчивания скважин скавитацией (пневмо-гидродинамическое воздействие на угольный пласт скавернообразованием) составляет десятки тысяч метров кубических в сутки [10].Разведку МУП начали в Австралии в 1976 году, и осуществили егокоммерческую добычу в 2006 году [11].
Угольные пласты здесь обладают большойметаноносностью,большимдиапазономводонасыщенности,ивысокимиместными напряжениями горных пород. Выбор способов заканчивания скважиндля добычи МУП проведен исходя из вышеуказанных характеристик местныхуглей, с учетом имеющегося опыта США. В Австралии (Queensland) в конце 1990х годов были разработаны U-образные скважины из-за отсутствия опытапроведения ГРП. Дебит газа, с применением U-образных скважин, составляет более28000 м³ в сутки [9]. На участках Fairview и Spring Gully угольного бассейна BowenАвстралиидостигликоммерческогоуспехаприиспользованииметодазаканчивания скважин с кавитацией. На месторождении Peat был получен хорошийрезультат с использованием ГРП.В 1980-х годах Канада начала разведку МУП, однако эта отрасль развиваласьмедленно до 2000 года, когда государство стало стимулировать эти проекты [12].Угольные пласты здесь характеризуются низкой метаноносностью (1-10 м3/т),низкой проницаемостью (0,1-10 мД) и низкой водонасыщенностью (5%).
ОсновныепроектынаходятсявЗападно-Канадскомосадочномбассейне,гденаразрабатываемых площадках Mannville и British Columbia исходя из характеристикместных углей используются горизонтальные скважины (в том числе перистыескважины), а в Horseshoe Canyon пластах – ГРП.Технологии и методы бурения и заканчивания скважин для добычи МУП вКитае начали развиваться с 1990-х гг., и в настоящее время коммерческая добычанаходится еще на начальной стадии [13]. Различные способы заканчивания13скважин здесь были протестированы.
Традиционная технология заканчиванияскважины при необсаженном забое и расширение забоя скважины не получилиширокого применения. Самыми крупными угольными бассейнами по ресурсамметана в Китае являются Ордос (расположенный в провинции Shanxi и автономномрайоне Внутренней Монголии) и Qinshui (расположенный в провинции Shanxi).Доля ресурсов метана в этих угольных бассейнах составляет 37,5% от общегообъема ресурсов МУП в Китае.
В бассейнах Qinshui, Ордос и угольных пластахСеверо-Китайскогонефтегазоносногобассейнабылпротестированметодзаканчивания скважины с кавитацией. Однако конечная газоотдача, частотапроведенияочисткискважин,срокслужбыскважиниэкономическаяцелесообразность данного метода еще нуждаются в дальнейшем изучении.В Китае ГРП проводится на разных участках бассейна Qinshui и в СевероКитайском нефтегазоносном бассейне с положительным результатом, где самыйбольшой дебит скважины составляет 16000 м³ в сутки [14]. В последние годыгоризонтальные скважины применялись в различных бассейнах и показали своюбольшую перспективность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
