georesГеоресурсыGeoresources1608-50431608-5078Georesursy LLC10.18599/grs.2024.1.12geores-237Research ArticleСТАТЬИRESEARCH ARTICLESОсобенности формирования области газонасыщенности при создании ПХГ в истощенной газовой залежи в коллекторе трещиновато-порового типа с активным аквиферомFeatures of the Formation of a Gas-Saturated Area During the C reation of an Underground Gas Storage in a Depleted Gas Reservoir in a Fractured-Pore Type Reservoir with an Active AquiferГайсинА. Р.GaysinA. R.

Айдар Рамилевич Гайсин – преподаватель кафедры «Разработка и эксплуатация газовых и нефтегазоконденсатных месторождений»

450064, Уфа, ул. Космонавтов, д. 1

Aydar R. Gaysin – Lecturer, Department of the Development and operation of gas and oil-gas condensate fields

1, Kosmonavtov st., Ufa, 450064

ramilka112@mail.ruШаяхметовА. И.ShayahmetovA. I.

Айрат Ильфатович Шаяхметов – канд. тех. наук, доцент кафедры «Разработка и эксплуатация газовых и нефтегазоконденсатных месторождений»

450064, Уфа, ул. Космонавтов, д. 1

Airat I. Shayahmetov – Cand. Sci. (Technical Sciences), Associate Professor, Department of the Development and operation of gas and oil-gas condensate fields

1, Kosmonavtov st., Ufa, 450064

airat_shayahmeto@mail.ruПономарёвА. И.PonomarevA. I.

Александр Иосифович Пономарёв – доктор тех. наук, профессор, зав. кафедрой «Разработка и эксплуатация газовых и нефтегазоконденсатных месторождений»

450064, Уфа, ул. Космонавтов, д. 1

Aleksandr I. Ponomarev – Dr. Sci. (Technical Sciences), Professor, Head of the Department of the Development and operation of gas and oil-gas condensate fields

1, Kosmonavtov st., Ufa, 450064

pnmrv@mail.ruМалышевВ. Л.MalyshevV. L.

Виктор Леонидович Малышев – канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры «Разработка и эксплуатация газовых и нефтегазоконденсатных месторождений»

450064, Уфа, ул. Космонавтов, д. 1

Victor L. Malyshev – Cand. Sci. (Physics and Mathematics), Associate Professor, Department of the Development and operation of gas and oil-gas condensate fields

1, Kosmonavtov st., Ufa, 450064

victor.l.malyshev@gmail.comМоисееваЕ. Ф.MoiseevaE. F.

Елена Флоридовна Моисеева – канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры «Разработка и эксплуатация газовых и нефтегазоконденсатных месторождений»

450064, Уфа, ул. Космонавтов, д. 1

Elena F. Moiseeva – Cand. Sci. (Physics and Mathematics), Associate Professor, Department of the Development and operation of gas and oil-gas condensate fields

1, Kosmonavtov st., Ufa, 450064

elena.f.moiseeva@gmail.comУфимский государственный нефтяной технический университетРоссияUfa State Petroleum Technological UniversityRussian Federation202406062024261136144Copyright © Гайсин А.Р., Шаяхметов А.И., Пономарёв А.И., Малышев В.Л., Моисеева Е.Ф., 20242024Гайсин А.Р., Шаяхметов А.И., Пономарёв А.И., Малышев В.Л., Моисеева Е.Ф.Gaysin A.R., Shayahmetov A.I., Ponomarev A.I., Malyshev V.L., Moiseeva E.F.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geors.ru/jour/article/view/237

Задача увеличения емкости подземных хранилищ газа актуальна как для вновь создаваемых, так и для уже существующих. Создание таких хранилищ представляет собой процедуру последовательного наращивания объемов газа в пласте, требует длительных периодов времени и даже в однородных пластах составляет восемь-десять циклов закачки-отбора газа. В течение этого периода происходит стабилизация технологических показателей эксплуатации, формирование переходной зоны на газоводяном контакте, стабилизация объемов активного и буферного газа. В работе исследовано влияние различных геолого-технологических факторов на формирование переходной зоны в пределах газоводяного контакта при создании и эксплуатации подземного хранилища газа в истощенной газовой залежи в коллекторах трещиновато-порового типа с активным аквифером. В качестве инструментария исследования использовалось трехмерное гидродинамическое моделирование в программном продукте tNavigator. В результате установлено влияние параметров на характер распространения газонасыщенности в водоносной области пласта, таких как угол падения пласта, объем активного газа в эксплуатационной зоне пласта, проницаемость матрицы (межзерновая) и трещинная проницаемость при заданном размере блоков матрицы.

Underground gas storages are an important component of reliable year-round operation of the country’s gas transportation system. The task of increasing the storage capacity is relevant both for newly created underground gas storages and for existing ones. The expansion of underground gas storage is a procedure for the sequential increase of gas volumes in the reservoir. It requires considerable time and in homogeneous formations can reach from eight to ten cycles of gas injection and production. During this period, the technological indicators of the development are stabilized, a stable transition zone is formed along the gas-water contact, and the active and buffer volumes of gas are stabilized. The main aim is in investigation of the influence of various factors on the formation of the transition zone within the gas-water contact during the creation and operation of underground gas storage in the elastic-water-pressure regime in fracture-pored reservoirs. Paper was based by Hydrodynamic computer 3D modelling. The nature of the influence of the following parameters on the volume of gas pushed into the aquifer region has been established: the angle of incidence of the formation, the values of minimum and maximum pressures in the gassaturated part during the operation of the underground gas storage, the permeability of the matrix (intergranular) and fractures permeability.

гидродинамическое моделированиетрещиновато-поровый коллекторподземное хранение газазащемление газаупруговодонапорный режимhydrodynamic modelingfractured-pore collectorunderground gas storagetrapped gasReferencesБузинов С.Н., Гусев Э.Л., Сухарев М.Г., Шеберстов Е.В. (1981). Методические рекомендации по расчету формы контакта газ-вода при создании подземных хранилищ газа в водоносных пластах. М.: ВНИИГАЗ, 78 с.Buzinov S.N., Gusev E.L., Sukharev M.G., Sheberstov E.V. M. (1981). Methodological recommendations for calculating the form of gas-water contact when creating underground gas storage facilities in aquifers. Moscow: VNIIGAZ, 78 p. (In Russ.)Джомардов А.Я., Годжев А.Г., Рзаева С.Д., Сулейманова П.Ю. (2016). Оценка потерь газа при его хранении в выработанных газоконденсатных месторождениях Азербайджана. SOCAR Proceedings, (2), с. 50–55.Colonna J., Brissaud F., Millet J.L. (1972). Evolution of Capillarity and Relative Permeability Hysteresis. SPE Journal, 12(1), pp. 28–38. https:// doi.org/10.2118/2941-PAДудникова Ю.К. (2017). Активные методы регулирования создания и эксплуатации подземных хранилищ газа в водоносных пластах: Дис. … канд. техн. наук. М., 142 с.Dudnikova Yu.K. (2017). Active methods for regulating the creation and operation of underground gas storage facilities in aquifers. Cand. tech. Sci. diss. Moscow, 142 p. (In Russ.)Енгибарян М.А., Поваров Д.А. (2018). Повышение эффективности эксплуатации ПХГ, созданных в пористых пластах с активной водонапорной системой, как части единой системы газоснабжения. Газовая промышленность, (6), с. 72–77.Dzhomardov A.Ya., Godzhev A.G., Rzaeva S.D., Suleymanova P.Yu. (2016). Assessment of gas losses during its storage in depleted gas condensate fields of Azerbaijan. SOCAR Proceedings, 2, pp. 50–55. (In Russ.)Ермолаев А.И., Воронова В.В. (2013). Оптимизация буферного объема газа при его подземном хранении. Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности, (4), с. 38–42.Engibaryan M.A., Povarov D.A. (2018). Increasing the operational efficiency of underground gas storage facilities created in porous formations with an active water pressure system, as part of a unified gas supply system. Gazovaya promyshlennost,6(769), pp. 72–77. (In Russ.)Закиров С.Н., Файзрахманов Р.Р., Сомов Ю.М. (2002). Закономерности периодического вытеснения газа водой и воды газом. Газовая промышленность, (11), с. 35–37.Ermolaev A.I., Voronova V.V. (2013). Optimization of gas buffer volume during its underground storage. Avtomatizatsiya, telemekhanizatsiya i svyaz’ v neftyanoy promyshlennosti, 4, pp. 38–43. (In Russ.)Лурье М.В., Дидковская А.С., Вегера А.И. (2004). Анализ эксплуатации подземных газохранилищ на основе гистерезисных диаграмм. Известия вузов. Нефть и газ, (4), с. 63–72.Fatemi S.M., Sohrabi M. (2012). Experimental and Theoretical Investigation of Water/Gas Relative Permeability Hysteresis: Applicable to Water Alternating Gas (WAG) injection and Gas Storage Processes. Abu Dhabi International Petroleum Conference and Exhibition, SPE-161827-MS. https://doi.org/10.2118/161827-MSМихайловский А.А. (2010). Научные основы регулирования и контроля количества газа в пористых пластах подземных хранилищ: Дис. … д-ра техн. наук. М., 411 с.Ghanizadeh A., Song C., Clarkson Ch.R., Younis A. (2021). Relative permeability of tight hydrocarbon systems: An experimental study. Fuel, 294, 119487. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.119487Пономарёв А.И. Малышев В.Л., Шаяхметов А.И. (2020). Оценка недренируемого объема буферного газа при создании ПХГ в истощенной газоконденсатной залежи. Актуальные вопросы исследования нефтегазовых пластовых систем: III Междунар. науч.-практ. конф. М.: Газпром ВНИИГАЗ, с. 120.Khan S.A., Ermolaev A.I., Samuylova L.V., Zolotukhin M.V. (2008). Justification of buffer gas volumes for underground storage. Nauka i tekhnika v gazovoy promyshlennosti, 2(34), pp. 36–46. (In Russ.)Пономарёв А.И., Шаяхметов А.И., Малышев В.Л., Моисеева Е.Ф., Костиков С.Л., Гринь О.В. (2022). Актуальные вопросы создания и эксплуатации подземных хранилищ газа в истощенных газоконденсатных месторождениях. Актуальные вопросы исследования нефтегазовых пластовых систем: Материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. М.: Газпром ВНИИГАЗ, с. 27.Kheyn A.L. (1975). Study on the petrophysical model of the process of cyclic operation of underground gas storage facilities in an aquifer. Gazovaya promyshlennost,11, pp. 32–36. (In Russ.)Рубан Г.Н. (2016). Геолого-технологический контроль ПХГ. М.: ИЦ РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина, 207 с.Kjosavik A., Ringen J.K., Skjaeveland S.M. (2002). Relative Permeability Correlation for Mixed-Wet Reservoirs, SPE Journal, 7(1), pp. 49–58. https:// doi.org/10.2118/77328-PAХан С.А., Ермолаев А.И., Самуйлова Л.В., Золотухин М.В. (2008). Обоснование объемов буферного газа для подземных хранилищ. Наука и техника в газовой промышленности, 2(34), с. 36–46.Lurie M.V., Didkovskaya A.S., Vegera A.I. (2004). Analysis of the operation of underground gas storage facilities based on hysteresis diagrams. Izvestiya VUZov «Neft’ i gaz», 4, pp. 63–72. (In Russ.)Хейн А.Л. (1975). Изучение на петрофизической модели процесса циклической эксплуатации ПХГ в водоносном пласте. Газовая промышленность, (11), с. 32–36.Mikhaylovskiy A.A. (2010). Scientific basis for regulating and controlling the amount of gas in porous layers of underground storage. Dr. Tech. Sci. Diss. Moscow, 411 p. (In Russ.)Colonna J., Brissaud F., Millet J.L. (1972). Evolution of Capillarity and Relative Permeability Hysteresis. SPE Journal, 12(1), pp. 28–38. https:// doi.org/10.2118/2941-PAPonomarev A.I. Malyshev V.L., Shayakhmetov A.I. (2020). Estimation of the undrained volume of buffer gas when creating an underground gas storage facility in a depleted gas condensate reservoir. Current issues in the study of oil and gas reservoir systems. Proc. III Int. scientific-practical conf. Moscow: Gazprom VNIIGAZ, 120 p. (In Russ.)Fatemi S.M., Sohrabi M. (2012). Experimental and Theoretical Investigation of Water/Gas Relative Permeability Hysteresis: Applicable to Water Alternating Gas (WAG) injection and Gas Storage Processes. Abu Dhabi International Petroleum Conference and Exhibition, SPE-161827-MS. https://doi.org/10.2118/161827-MSPonomarev A.I., Shayakhmetov A.I., Malyshev V.L., et al. (2022). Current issues in the creation and operation of underground gas storage in depleted gas condensate fields. Current issues in the study of oil and gas reservoir systems. Proc. IV International. scientific-practical conf. Moscow: Gazprom VNIIGAZ, 27 p. (In Russ.)Ghanizadeh A., Song C., Clarkson Ch.R., Younis A. (2021). Relative permeability of tight hydrocarbon systems: An experimental study. Fuel, 294, 119487. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2020.119487Ponomarev A., Shayakhmetov A. (2018). Prediction flooding of well stock on the large gas fields with stratified heterogeneity. SPE Russian Petroleum Technology Conference, SPE-191658-18RPTC-MS. https://doi.org/10.2118/191658-18RPTC-MSKjosavik A., Ringen J.K., Skjaeveland S.M. (2002). Relative Permeability Correlation for Mixed-Wet Reservoirs, SPE Journal, 7(1), pp. 49–58. https:// doi.org/10.2118/77328-PARuban G.N. (2016). Geological and technological control of underground gas storage. Moscow: Research Center of the Russian State University of Oil and Gas named after I.M. Gubkin, 207 p. (In Russ.)Ponomarev A., Shayakhmetov A. (2018). Prediction flooding of well stock on the large gas fields with stratified heterogeneity. SPE Russian Petroleum Technology Conference, SPE-191658-18RPTC-MS. https://doi.org/10.2118/191658-18RPTC-MSShayakhmetov A., Ponomarev A. (2018). Prediction flooding of well stock on the large gas fields with stratified heterogeneity. Society of Petroleum Engineers. SPE Russian Petroleum Technology Conference 2018. Moscow. DOI:10.2118/191658-18rptc-ms.Wang J., Fu J., Xie J., Wang J. (2020). Quantitative characterisation of gas loss and numerical simulations of underground gas storage based on gas displacement experiments performed with systems of small-core devices connected in series. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 81, 103495. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2020.103495Wang J., Fu J., Xie J., Wang J. (2020). Quantitative characterisation of gas loss and numerical simulations of underground gas storage based on gas displacement experiments performed with systems of small-core devices connected in series. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 81, 103495. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2020.103495Zakirov S.N., Fayzrakhmanov R.R., Somov Yu.M. (2002). Patterns of periodic displacement of gas by water and water by gas. Gazovaya promyshlennost, 11, pp. 35–37. (In Russ.)Zakirov S.N., Fayzrakhmanov R.R., Somov Yu.M. (2002). Patterns of periodic displacement of gas by water and water by gas. Gazovaya promyshlennost, 11, pp. 35–37. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.