Моделювання процесу експлуатації підземних сховищ газу

Abstract

У даній роботі авторами вирішується проблема процесу моделювання експлуатаційних режимів підземних сховищ газу в Україні й оцінка їх стану. Постановка даного завдання пов’язана з явищами, які відбуваються після експлуатації підземних сховищ газу і призводять до зменшення об’єму активної та буферної зон. На основі аналізу роботи проведені дослідження, за результатами яких здійснено розрахунки для створення умов, за яких будуть відсутні елементи зменшення або збільшення газонасиченого простору ПСГ. За цих умов проявляється пружно-водонапірний режим експлуатації, при якому параметри сховища будуть постійними. У випадку зміни режиму експлуатації ПСГ необхідно проводити коригування показників для стабілізації параметрів ПСГ. Вирішення поставленої задачі досягається тим, що процес експлуатації підземних сховищ газу (ПСГ) починається в умовах пружно-водонапірного режиму. Він включає в себе закачування буферного й активного об’ємів газу в підземне сховище, створене у водоносній структурі для стабілізації порового процесу. Процес експлуатації включає в себе закачування газу при мінімальному тиску за час, після якого починається нейтральний період, що триває протягом часу, необхідного за технологічними та технічними показниками. Після цього починається період відбору активного об’єму газу від максимального тиску до величини пластового гідростатичного тиску, за яким настає нейтральний період. Його термін визначається шляхом розрахунків. Надалі у разі зміни тиску (від проектних максимального або мінімального) здійснюється коригування тривалості нейтрального періоду для забезпечення постійної величини газонасиченого простору. Коригування проводиться як після закачування, так і після періоду відбору газу.

В данной работе авторами рассматривается проблема процесса моделирования эксплуатационных режимов подземных хранилищ газа в Украине и оценка их состояния. Постановка данного вопроса связана с явлениями, которые происходят после эксплуатации подземных хранилищ газа и приводят к уменьшению активной и буферной зон. На основе анализа работы проведены исследования, по результатам которых проведены расчеты для создания условий, при которых будут отсутствовать элементы уменьшения или увеличения газонасыщенного пространства ПХГ. В этих условиях проявляется упруго-водонапорный режим эксплуатации, при котором параметры эксплуатации будут постоянными. При их изменении необходимо корректирование показателей для стабилизации параметров ПСГ. Решение поставленной задачи достигается тем, что процесс эксплуатации подземных хранилищ газа (ПХГ) начинается в условиях упруго-водонапорного режима. Он включает в себя закачивание буферного и активного объёмов газа в подземное хранилище, созданное в водоносной структуре для стабилизации порового процесса. Процесс эксплуатации включает в себя закачивание газа при минимальном давлении за время, после которого начинается нейтральный период, длящийся на протяжении времени, которое необходимо по технологическим и техническим показателям. После этого начинается период отбора активного объёма газа от максимального давления до величины пластового гидростатического давления, после которого наступает нейтральный период. Его длительность определяется путем расчетов. В дальнейшем, при изменении давления (от проектных максимального и минимального) производится корректирование длительности нейтрального периода для обеспечения постоянной величины газонасыщенного пространства. Корректирование следует проводить как после закачивания, так и после периода отбора газа.

This paper refers to the problem of modeling of Ukrainian underground gas storage facilities (UGSF) operation modes and evaluating their states. Statement of this problem is connected with the phenomena that occur after UGSF operation and lead to reduction in the volume of the active and buffer zones. Based on the analysis of the work there were studies conducted and on the basis of their results the calculations were carried out in order to create conditions under which there will be no elements which increase or decrease the gas-saturated space of the UGSF, operated under the elastic water drive, at which the storage facility parameters will remain constant. In case the UGSF operation mode is changed, the adjustments of the indices must be done to stabilize the UGSF parameters. The solution of this problem is achieved by beginning the UGSF operation under the elastic water drive. It incorporates injection of the buffer and active gas volumes into the underground storage created in an aquifer reservoir to stabilize the processes in pores. Operation process involves gas injection at minimum pressure during the time, after which the neutral period begins and lasts as long as it is necessary according to technological and technical parameters. Then begins the period of active gas extraction at the pressures that range from the maximum pressure to the formation hydrostatic pressure, after which another neutral period starts. Its duration is determined with the help of calculations. Then, if the pressure (in a range from the design maximum to minimum one) changes, the duration of the neutral period is adjusted to maintain constant gas-saturated space. Adjustments are performed both after gas injection, and after its extraction.