Сотрудники Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН предлагают инновационный метод онлайн-мониторинга основных физико-химических свойств воды, выносимой из скважин в процессе добычи газа.

Специалисты разрабатывают внутритрубный сепаратор и новые методики интерпретации замеров электрофизических свойств жидкости. В работе принимают участие сотрудники нескольких лабораторий ИНГГ СО РАН, а также ООО «Газпром добыча Надым».

О том, почему этот проект важен, и что уже удалось сделать, рассказывает Наталия Викторовна Юркевич – заведующий лабораторией гидрохимии Ямало-Ненецкого филиала ИНГГ СО РАН, кандидат геолого-минералогических наук.

Для чего нужен гидрохимический контроль?

Большое количество газа добывается из слабосцементированных терригенных коллекторов – песков, алевритов, песчаников, алевролитов и глинистых пород. При добыче углеводородов из таких почв периодически возникает серьезная проблема: скопление воды на забое газовых и газоконденсатных скважин.

Это может привести к появлению в трубе механических примесей из-за разрушения или растворения цемента горной породы, а также из-за размыва ее минерального скелета и снижения адгезионных сил. Кроме того, происходит интенсификация выноса мелких фракций из-за большей вязкости воды по сравнению с газом.

При высоких скоростях газового потока все это создает опасность абразивного износа и аварий на технологическом оборудовании, а при низкой скорости может привести к тому, что в скважине будет осаждаться песок и возникнет песчано-глинистая пробка.

В этой связи при разработке газоконденсатных месторождений нужен постоянный мониторинг активности водонапорного горизонта. Такая мера позволит своевременно выявить обводнившиеся скважины и оперативно провести геолого-технологические мероприятия, чтобы исключить негативные последствия.

В большинстве случаев контроль за обводнением скважин осуществляется гидрохимическими методами, отличающимися простотой и финансовой доступностью.

– По результатам гидрохимических анализов определяется долевое присутствие конденсационных, пластовых и технических вод в пробе, – говорит Наталия Юркевич. – Это особенно важно на месторождениях, находящихся на стадии падающей добычи – они характеризуются интенсивным поступлением пластовых вод.

По словам Наталии Юркевич, существующие рекомендации по гидрохимическому контролю скважин являются усредненными и не учитывают особенности жизненного цикла месторождения. Так, на начальной стадии разработки залежей обводнения обычно не происходит, а на конечном этапе, напротив, скважины нередко выбывают из эксплуатации из-за подъема воды. Однако рекомендуемое количество отбираемых проб на начальной стадии значительно завышено, а на заключительной зачастую недостаточно.

Например, на сеноманской газовой залежи Медвежьего нефтегазоконденсатного месторождения действует 289 скважин. В течение года для контроля обводнения специалисты вынуждены отбирать более 2 000 проб и выполнять не менее 16 000 гидрохимических анализов. В итоге, получается достаточно затратный и не очень оперативный способ контроля.

Юбилейное нефтегазоконденсатное месторождение (ООО «Газпром добыча Надым»)

Какое решение разработали в ИНГГ СО РАН?

Ученые ИНГГ СО РАН предлагают создать систему онлайн-мониторинга гидрохимических свойств попутной воды. Ядром этой системы станет аппаратура, которая позволит непрерывно фиксировать электрофизические свойства газожидкостного потока.

Уже сейчас существуют сепараторы, обладающие нужными функциями, однако у них есть ряд конструктивных недочетов. В частности, при низких температурах у этих приборов перемерзают соединительные трубки. К тому же, при работе таких сепараторов происходят серьезные гидравлические и технологические потери газа. Все это не позволяет массово применять такое оборудование для гидрохимического мониторинга.

Сейчас ученые ИНГГ СО РАН совместно с сотрудниками ООО «Газпром добыча Надым» работают над созданием датчика, который располагается внутри газопровода и предназначен для определения электрофизических параметров жидкости в потоке.

Специалисты уже создали образец поточно-устьевого прибора, который позволяет в поточном режиме определять параметры попутной воды.

Экспериментальные образцы оборудования прошли первые испытания на специальном стенде, который представляет собой закольцованную трубу, соответствующую габаритам технологической обвязки скважин. К концу 2019 года планируется завершить лабораторные тесты и перейти к опытно-промышленной эксплуатации оборудования на одном из газоконденсатных месторождений.

– Наиболее рационально расположить внутритрубные сепараторы не на каждой скважине, а в промысловых шлейфах или на входных сепараторах газового промысла, – отмечает Наталия Юркевич. – Это позволит сократить капитальные и эксплуатационные затраты на создание обширной сети гидрохимического контроля и повысить экономическую эффективность, что важно для месторождений, находящихся на заключительной стадии разработки.  На вновь вводимых объектах целесообразно закладывать систему гидрогеохимического мониторинга уже на стадии проекта инфраструктуры месторождения.

Текст под редакцией
пресс-секретаря ИНГГ СО РАН
Павла Красина​
8 923 248 52 78
press@ipgg.sbras.ru

Фото ООО «Газпром добыча Надым»