Новые технологии в газовой промышленности

Экспорт природного газа продолжает оставаться для многих государств основой стабильности их внутренних экономических систем. Не является исключением и Россия, которая ежегодно добывает порядка 642 млрд. м³ «голубого» топлива и находится по этому показателю на 2 месте после США (751 млрд. м³).

Работа с такими значительным объемами требует постоянного развития и улучшения отрасли, в частности – появления новых газовых технологий. Так какие же наработки сегодня активно используются специалистами?

GeoMate: как информационные комплексы помогают геологам

Профессиональное программное обеспечение (ПО) используется представителями геологического моделирования уже давно и основательно, т.к. оно позволяет установить особенности пород, правильно изучить толщи, оценить количество запасов, проанализировать процесс будущего бурения и характеристики скважины и пр. Однако на фоне политических противоречий и экономических кризисов специалистам становится все сложнее получить доступ к последним компьютерным разработкам и оборудованию.

Профессиональное программное обеспечение (ПО)

С этой проблемой решил справиться один из главных представителей отечественной газовой промышленности – «Газпром». Сотрудники транснациональной корпорации, занимающей разведкой нефти, газа и газового конденсата, создали для геологов новую технологичную программную среду, «GeoMate», куда встроили:

  • высокоточные математические модули;
  • базу ключевых геолого-геофизических сведений (данные о сейсмической активности, карты, результаты исследований образцов горных пород (кернов), информацию о чувствительности почв и пр.);
  • возможность автоматически оформлять и отсылать отчетную документацию государственным органам, партнерам и коллегам.

«GeoMate» способен сократить временные затраты на выполнение операций на 20%, при этом позволив геологу выполнить до 80% его стандартных действий. Главные задачи программы – это помощь в:

  1. Оперативном выявлении потенциально богатых газом зон.
  2. Детализации пластов.
  3. Использовании всех имеющихся показателей для построения моделей.
  4. Принятии решений по разработке наиболее перспективных месторождений на основании разноплановых сведений.

Сегодня это ПО применяется на крупнейшем Западно-Сибирском нефтегазоносном бассейне.

Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн

Здесь «GeoMate» позволяет избежать нежелательных последствий: например, аварий, связанных со значительной подвижностью остаточных запасов, или низких показателей добычи, вызванных залеганием газа в глубинных слоях (2000-3000 м).

Нейронные сети

Еще одна новая технология газовой отрасли – это привлечение к разработке месторождений искусственных нейронных сетей (ИНС).

Интересный факт! ИНС представляют собой математические самоуправляемые модели, имеющие программное и аппаратное воплощение. Они способны работать с простыми сигналами, тем самым обеспечивая выполнение довольно сложных задач.

О желании активно развивать это направление заявило сразу несколько организаций – все тот же «Газпром» в содружестве с Московским физико-техническим институтом (МФТИ), РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина и другие. Подобное машинное обучение планируется использовать для экономии десятков миллионов рублей, которые сегодня затрачиваются на анализы образцов горных пород (кернов, или шлифов).

ИНС в разработке газовых месторождений

Пока осуществлять прогнозирование можно единственным доступным способом – проводить первичное бурение, брать пробу с глубины в несколько тысяч метров и тщательно исследовать ее механические, химические, структурные, минералогические, спектральные и другие характеристики. Однако уникальная программа, код для которой уже имеется в настоящий момент, поможет специалистам осваивать регионы без обращения к кернам.

Для разработки месторождений будет достаточно использовать «цифровые двойники» шлифов. Информацию о них соберут в единой базе данных, объединяющей совокупный опыт бурения человечества за всю его историю. Искусственные нейронные сети станут еще одной вехой в «оцифровывании» отечественной газовой и нефтяной промышленности.

Рассеивание света оборудованием Photocor Complex

Еще одной технологией, применяемой для безопасной добычи «голубого» топлива, является метод динамического рассеивания света (Dynamic Light Scattering, DLS). Другое название данного способа – фотонная корреляционная спектроскопия (ФКС). Она позволяет в лабораторных условиях и в бесконтактном режиме заранее измерять микроскопические частицы, тем самым вынося заключения о скорости потоков жидкости и газа в почвах.

Фотонная корреляционная спектроскопия (ФКС).

Т.к. метод DLS отличается точностью и быстродействием, поставщики нового газового оборудования, в т.ч. из России, не перестают выпускать для него постоянно улучшаемые приборы и устройства. Последней отечественной наработкой стал Photocor Complex, с помощью которого уже было проведено исследование3-компонентной газовой смеси, состоящей из метана, пропана и пентана. Специалистам удалось успешно установить, какие температуры, давление и плотность являются для этого вещества критическими, каким коэффициентом диффузии оно обладает, как выглядят его изохоры (т.е. линии, отражающие соотношение давления газа и его температуры) и прочие важные параметры.

Ультразвуковое воздействие на конденсат

В современных условиях состояние сжиженных углеводородных газов, которые используются большинством населения для отопления помещений, для заправки автомобилей как альтернативные источники топлива или для производства различных нефтехимических продуктов, только ухудшается. Среди месторождений все чаще обнаруживаются такие, откуда добывать «голубое» топливо просто невыгодно, ведь в нем в превышенных количествах содержатся примеси, тяжелые фракции (вода и щелочи), твердые частицы пыли или дыма. А ведь очистку газа, согласно ГОСТ, нужно проводить до тех пор, пока он по всем показателям не будет соответствовать стандарту.

Добыча "голубого" топлива

Именно поэтому актуальность приобретает сравнительно новая технология газовой промышленности – максимальная «доразработка» уже действующих зон с целью получения из их недр ценного материала. Для этого эксплуатационная скважина интенсифицируется за счет ультразвукового воздействия. Оно позволяет очистить призабойную зону, которая нередко забивается выпадающим конденсатом и снижает общее количество добываемого сырья.

Для этого на участок необходимо воздействовать акустически с помощью комплекта ультразвукового оборудования, отличающегося дешевизной и экологической безопасностью. Обычно он включает в себя:

  • электронный ультразвуковой генератор;
  • пару скважинных излучателей;
  • подъемник с геофизическим кабелем;
  • стандартное промысловое и каротажное оборудование (зонды, локаторы муфт, рессоры, кабели, аппаратуру и пр.).

Такую процедуру сможет осуществить за сутки даже специалист, который не обучался проводить ее профессионально.

Ремонт газовых скважин

Первоочередной задачей отрасли стало и увеличение межремонтного периода – срока, который проходит между 2 плановыми мероприятиями по починке и замене сломанных деталей.

Поставщики оборудования готовы предложить сразу несколько новых технологий текущего и капитального ремонта – например, мостовые пробки. Они применяются в ремонтно-изоляционных типах работ, когда сотрудникам требуется вывести из эксплуатации только некоторые пути и отключить отдельные пласты. Так, разбуриваемые мостовые пробки позволяют провести временную консервацию газовых скважин без ущерба их состоянию, перекрыть дефекты и частично или полностью изолировать нижележащие каналы.

Ремонт газовых скважин

Также при ремонтных работах активно используются методы промывки скважин, которые позволяют избавиться от т.н. «песчаных пробок» – естественных продуктов распада горных пород. Они забивают колонну, препятствуют движению «голубого» топлива на поверхность и способствуют торможению добычи газа в целом. При этом применение промывочных растворов и пенных систем не гарантирует, что загрязнение не повторится вновь.

В таком случае на помощь придет способ промывки песчаной пробки газожидкостной смесью, состоящей из пенообразующей жидкости и газа низкого давления. Он доставляется из соседней скважины или газопровода. После смешивания компоненты вновь разделяют на жидкую и газообразную форму, после чего одновременно подают под большим давлением во внутреннюю полость используемой для ремонта трубы. Максимального эффекта получится добиться, если она будет относиться к категории колтюбинговых (гибких и непрерывных) установок.


Поделиться в соцсетях:

Похожие статьи:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.