|
УДК 622.691.24 |
Е.В. ЛЕВЫКИН (МИНГ)
Потребность в подземных газохранилищах в нашей стране возникла относительно недавно в связи с бурным ростом добычи природного газа и широким использованием его в промышленности и быту. В этих условиях большое народнохозяйственное значение приобрела надежность газоснабжения и необходимость покрытия сезонной неравномерности спроса на топливо.
В текущей пятилетке перед газовиками поставлена большая .задача существенного расширения сети подземных хранилищ газа (ПХГ) как наиболее эффективного средства решения этой проблемы.
В создании ПХГ даже при использовании истощенных газовых месторождений большое значение имеет методика выполнения геологических работ. Однако, несмотря на то, что основные положения методики разведки структур под подземные хранилища газа были разработаны в 1969 г. [1], до настоящего времени они не претерпели заметных изменений. Геологические работы продолжают рассматриваться как самостоятельный этап, предшествующий опытно-промышленной закачке газа в пласт. При внимательном рассмотрении этой последовательности становится ясным, что такой подход к решению проблемы связан с просчетами, неоправданными затратами и ошибками.
Одной из важнейших особенностей строительства ПХГ является то, что они создаются на базе геологических объектов, свойства которых бесконечно разнообразны и заранее либо неизвестны, либо известны в недостаточной мере. В то же время возможность создания, процесс создания и окончательные характеристики хранилища существенно зависят от этих свойств. Это относится прежде всего к так называемым «водоносным» хранилищам, т. е. создаваемым в водонасыщенных пористых пластах.
Возникает вопрос об оптимальном объеме информации, методах ее получения, риске, общей последовательности работ, взаимосвязях планируемого объекта с системой газоснабжения и многом другом.
Конечно, можно было бы, как это часто и делается, декларировать необходимость построения функционала по критерию максимального народнохозяйственного эффекта и нахождения технологии, которая обеспечивала бы искомый максимум. Но такая позиция практически мало что дает, поскольку выразить многие составляющие этого функционала математическими зависимостями пока не представляется возможным. Возникает необходимость в разработке логико-технологических основ выполнения работ.
Одной из главнейших особенностей геологических работ при создании ПХГ является то, что необходимый объем и достоверность геологической информации об объекте существенно зависят от самих выясняемых свойств, а также от технологии заполнения хранилища газом.
Если ловушка для газа невелика и сложна по геологическому строению, то ее надо разведывать более детально, чем большую и менее сложную. Если закачку газа предполагается вести интенсивно, то информация о пласте должна быть более полной, чем при медленной закачке, поскольку из-за существенной неустойчивости процесса вытеснения воды газом последний может легко уйти в виде «языков» за пределы ловушки и контролируемой зоны, что неоднократно наблюдалось на практике.
И технология, и возможность создания водоносного хранилища зависят от характеристик «законтурной» области, размеры которой исчисляются десятками километров. Обычная геологическая ее разведка обошлась бы слишком дорого, потребовала бы многих лет работы и была бы сопряжена с риском неоправданных затрат. Гидроразведка в какой-то мере позволяет решить эту задачу, но не полностью, поскольку воздействие на пласт при ее осуществлении относительно невелико.
Эта проблема, как, впрочем, и проблема оценки герметичности покрышки, может быть решена только методами закачки в пласт больших объемов газа, однако эти работы связаны со значительными капиталовложениями, что требует серьезного их обоснования. Последнее невозможно без знания искомых параметров.
Таким образом, круг замыкается. На практике принята следующая схема работ. Сначала выполняются работы, предполагающие малые затраты средств и направленные на выяснение ситуации. Рассматриваются планы развития и газификации района, оцениваются потребные объемы хранения газа, изучаются геологические фондовые материалы. Затем проводятся геофизические и поисковые работы, не требующие больших капиталовложений.
По мере получения информации о разведуемом объекте и при условии, что она не противоречит требованиям, предъявляемым к газохранилищам, работы расширяются и выполняются все более специальными и дорогостоящими методами - бурением глубоких скважин и, наконец, опытной закачкой в пласт газа.
Геологи, работающие в области поисков и разведки структур под газохранилища, знают специфику подземного газохранения и технологию создания хранилищ. Однако ведомственные интересы и организационно-методическая нечеткость приводят к тому, что геологические работы реально все же выделяются в самостоятельный этап, практически оторванный от общей технологии. Разработка технологического проекта создания хранилища начинается с получения исходных геологических материалов. Естественно, в последних технологические решения могут быть не учтены. Проблема легко решается, если процесс создания хранилища рассматривать как сложную развивающуюся систему, управляемую на основе кибернетики. Задача облегчается тем, что хранилища могут быть определены по основным конечным параметрам - активному объему пор и расходу газа [2].
Работы выполняются в целом по описанному выше принципу - от дешевого и простого к более сложному и дорогому, но каждый вид работ рассматривается не отдельно, а как этап общей технологии. Геология не отделяется от технологии с самого начала работ до их успешного завершения или прекращения в связи с бесперспективностью.
На различных этапах проведения работ должны строиться модели геологического объекта и хранилища в целом. Под моделью понимается схематизированное представление реального объекта, позволяющее планировать и осуществлять разведочные работы, выполнять строительно-монтажные работы, а также вести гидрогазодинамические расчеты. Сравнение предполагаемых величин с полученными, их анализ служат основанием для построения более адекватной реальному объекту модели и решения вопроса об отказе от работ или их продлении. На этой основе планируется и осуществляется новый цикл работ до приостановки или их успешного завершения В виде действующего хранилища.
Процесс создания ПХГ непрерывный, но из-за необходимости заказа оборудования, проектирования, выполнения строительных работ и т. п. его приходится вести поэтапно. В этом случае модель хранилища, проект, задачи, методы, средства должны соответствовать этапу и в то же время учитывать комплекс работ и имеющиеся сведения. Все работы подчиняются единой цели - созданию хранилища с заданными показателями, разумеется, при наименьших затратах средств и времени.
Даже на первом, поисковом, этапе, казалось бы, весьма далеком от задач работающего хранилища, необходимо рассматривать совокупность работ, используя для этого имеющуюся информацию, а также прогнозные данные.
Только при таком подходе к решению проблемы можно успешно сочетать различные способы получения информации, оптимально размещать скважины, соблюдать требования охраны окружающей среды и снижать риск напрасных затрат.
Конкретное выделение этапов может быть выполнено на разной основе, например, по виду решаемых задач, применяемых методик или технических средств.
Таким образом, мы видим, что геологические работы при создании ПХГ, управляемые на основе обратной связи, несмотря на их кажущуюся обособленность и первоочередность, необходимо планировать и выполнять как элемент общей технологии создания хранилища в органической связи с другими работами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. О методе поисков и разведки структурных ловушек в водоносных пластах для подземных хранилищ газа/И.И. Афанасенков, В.Г. Васильев, А.В. Кацман и др.- Геология нефти и газа, 1969, № 6, с. 20-23.
2. Бузинов С.И., Киселев А.И., Меланифиди Г.Ф. Оптимальный объем и размещение подземных хранилищ газа по системе магистральных газопроводов. М., ВНИИЭгазпром. Сер. Транспорт и хранение газа, 1972.