Новые технологии в газовой промышленности

Стабильность экономических систем многих стран основывается на экспорте природного газа. Это в полной мере относится и к России, ежегодно добывающей свыше 642 млрд. куб. метров газа и занимающей после США, добывающей около 750 млрд. куб. метров, второе место.

Оборот таких существенных объемов невозможен без внимания к постоянному развитию и улучшению отрасли, к работе с новыми газовыми технологиями. С какими наработками активно работают сегодня специалисты?


GeoMate: использование информационных комплексов оказывает помощь геологам

Использование профессионального программного обеспечения (ПО) в геологическом моделировании стало большим преимуществом, давая возможность для установления особенностей пород, правильного изучения толщ, оценки количества запасов, анализа процесса потенциального бурения и характеристик скважин. Но в ситуации с политическими противоречиями и экономическими кризисами усложняется доступ для специалистов к возможностям последних компьютерных разработок и оборудования.

Эту проблему решили оптимизировать инженеры основного представителя российской газовой отрасли – «Газпрома». Специалисты, представляющие транснациональную корпорацию, ведущую разведку газа, нефти, газового конденсата сумели добиться создания новой технологичной программной среды «GeoMate», состоящей из:

• высокоточных математических модулей;
• базы ключевой геолого-геофизической информации (данных, связанных с сейсмической активностью, карт, результатов исследований кернов — образцов горных пород, информации, связанной с чувствительностью почв и пр.);
• возможности автоматического оформления и отсылки отчетной документации органам государства, коллегам и партнерам.

Благодаря внедрению «GeoMate» удается добиться сокращения на 20% временных затрат, связанных с выполнением операций. Геолог при этом выполняет 80% от своей стандартной деятельности. Среди основных задач программы отметим:

• Оперативность выявления зон, потенциально богатых газом.
• Детализацию пластов.
• Пользование всеми имеющимися показателями для построения моделей.
• Принятие решений, связанных с разработкой месторождений, считающихся наиболее перспективными, в соответствии с разноплановыми сведениями.

Применение данного ПО сегодня внедрено на предприятиях крупнейшего Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна.

Благодаря «GeoMate» удается не сталкиваться с нежелательными последствиями, например, авариями, происходящими из-за существенной подвижности остаточных запасов, либо низкими показателями добычи, вызванными из-за залегания газа в слоях, расположенных на глубине от 2000 до 3000 метров.

Нейронные сети

Представим еще одну новую технологию газовой отрасли. К разработке месторождений сегодня привлекают искусственные нейронные сети (ИНС).

Отметим, что ИНС являются математическими самоуправляемыми моделями, обладающими программным и аппаратным воплощением. Они обладают способностью принимать простые сигналы, что способствует выполнению наиболее трудных задач.

Желание активно заниматься развитием этого направления было высказано сразу несколькими организациями, начиная с «Газпрома», сотрудничающего со специалистами Московского физико-технического института (МФТИ), РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина и другими. Использование подобного машинного обучения поможет сэкономить десятки млн. рублей, затрачиваемых сегодня для анализа шлифов или кернов.

Разработка газовых месторождений с помощью ИНС

Для осуществления прогнозирования пока существует единственно доступный способ, заключающийся в проведении первичного бурения, изъятии проб на глубинах, равных нескольким тысячам метров, исследовании механических, химических, структурных, минералогических, спектральных и других характеристик. Однако внедрение уникальной программы, код которой разработан, поможет в освоении регионов без исследования кернов.

Разработку месторождений можно будет осуществить благодаря использованию «цифровых двойников» шлифов. Информация попадет в единую базу данных, ставшую общей для совокупного опыта бурения за историю человечества. Применение искусственных нейронных сетей представляет важную стадию «оцифровывания» российской нефтяной и газовой промышленности.


Применение оборудования Photocor Complex для рассеивания света

Расскажем об еще одной технологии, обеспечивающей безопасную добычу газа. Речь идет о методе (Dynamic Light Scattering, DLS) динамического рассеивания света. Данный способ еще называется фотонной корреляционной спектроскопией (ФКС). Его использование позволяет в условиях лаборатории в бесконтактном режиме осуществлять измерение микроскопических частиц, определяя скорость, с которой в почвах движутся потоки газа и жидкости.

Методика DLS выделяется параметрами быстродействия и точности, поэтому производители, работающие над новым газовым оборудованием, занимаются выпуском постоянно улучшаемых приборов и устройств. Отметим последнюю отечественную разработку Photocor Complex, посредством которой исследовали 3-компонентную газовую смесь, в которую входили метан, пропан и пентан. Специалисты смогли успешно определиться со значениями температур, давления и плотности, являющихся критическими для данного вещества, с величиной коэффициента диффузии, с формой его изохор (линий, служащих для отражения соотношения между давлением газа и его температурой) и прочими важными параметрами.

Сегодня фиксируется ухудшение состояния сжиженных газов, использующихся большинством людей при заправке автомобилей, отоплении помещений в качестве альтернативных источников топлива либо в производстве разнообразной нефтехимической продукции. Некоторые месторождения являются невыгодными для добычи газа в связи с содержанием примесей, тяжелых фракций (щелочей и воды), твердых частиц дыма или пыли. В соответствии с ГОСТом, очистка газа должна проводиться до достижения стандартов по каждому показателю.

Ультразвуковое воздействие на конденсат

Поэтому настолько актуальным становится внедрение сравнительно новой технологии газовой отрасли – максимальной доразработки функционирующих зон, чтобы получить из них ценный материал. Интенсификация эксплуатационной скважины достигается благодаря ультразвуковому воздействию, способствующему очистке призабойной зоны, нередко забивающейся из-за выпадающего конденсата, что приводит к снижению общего количества добываемого сырья.

Для достижения этой задачи используется акустическое воздействие посредством ультразвукового оборудования, недорогого и экологически безопасного.

Обычно оно состоит из:

• электронного ультразвукового генератора;
• пары скважинных излучателей;
• подъемника, укомплектованного геофизическим кабелем;
• стандартного промыслового и каротажного оборудования (зондов, локаторов муфт, рессор, кабелей, аппаратуры и пр.).

Осуществление такой процедуры доступно в течение суток силами специалиста, не прошедшего профессиональное обучение.

Ремонт газовых скважин

Перед отраслью стоит немало важных задач, среди которых одной из первоочередных является задача по увеличению межремонтного периода. Это срок, который проходит между запланированными мероприятиями, в рамках которых осуществляют починку и замену деталей, вышедших из строя.

Среди предложений поставщиков оборудования несколько инновационных технологий, используемых при текущем и капитальном ремонте. К примеру, применение мостовых пробок практикуется для ремонтно-изоляционных типов работ, при которых требуется выведение из эксплуатации только некоторых путей и отключение отдельных пластов. Благодаря разбуриваемым мостовым пробкам удается добиться проведения временной консервации газовых скважин, не создавая проблем для их состояния, перекрытия дефектов и частичного или полного изолирования нижележащих каналов.

При проведении ремонтных работ практикуется активное использование методов промывки скважин, позволяющих справиться с песчаными пробками – естественными продуктами распада горных пород. Эти пробки создают проблемы с забивкой колонны, с созданием препятствий для движения газа на поверхность и торможением в целом добычи газа. Специалисты пользуются промывочными растворами и пенными системами, которые не гарантируют повторного возникновения загрязнений.

В подобных ситуациях для промывки песчаных пробок применяют газожидкостную смесь, в состав которой входит пенообразующая жидкость в сочетании с газом низкого давления. Для ее доставки используют соседнюю скважину либо газопровод. Смешанные компоненты разделяют на газообразную и жидкую форму, одновременно подавая их в используемую для ремонта трубу под большим давлением. Достичь наилучшего результата удается в колтюбинговых (непрерывных и гибких) установках.