«Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море»

Предупреждение гидратообразования при строительстве скважин на примере условий Тамбейской группы месторождений

УДК: 551.34:622.248.3:622.24.06
DOI: -

Авторы:

¹ Кубанский государственный технологический университет, Краснодар, Россия

Ключевые слова: газовые гидраты, термобарические условия, гидратообразование, зона распространения, осложнения при бурении газовых скважин, условия образования гидратов, многолетние мёрзлые породы, методы предупреждения, буровой раствор

Аннотация:

Основные запасы природного газа России приурочены к территории распространения криолитозоны. Значительная часть залежей сосредоточена в газовой форме, и технологии бурения и эксплуатации таких скважин хорошо известны. Однако определённые термобарические условия в пласте способствуют образованию газовых гидратов – с особенно высокой вероятностью в зонах залегания многолетнемерзлых пород. Несмотря на то, что из-под криолитозоны добывается до 90% производимого в стране газа и дальнейшие перспективы наращивания добычи также связаны с освоением месторождений в области распространения криолитозоны, сам интервал криолитозоны остается практически не изученным с точки зрения возможности формирования газовых скоплений. В данной статье были проанализированы проблемы гидратообразования в условиях многолетних мёрзлых пород (ММП). В качестве эффективного метода, направленного на предупреждение гидратообразования при строительстве скважин, рекомендовано применение бурового раствора с оптимальной рецептурой.

Список литературы:

1. Запорожец Е.П., Шостак Н.А. Гидраты: моногр. – Краснодар: Издат. Дом – Юг, 2014. – 460 с.
2. Лю Тяньлэ. Обоснование и разработка промывочных и тампонажных составов для бурения скважин в условиях льдо- и гидратообразования: на примере разведки газогидратов в провинции Цинхай – КНР: дис. … канд. техн. наук: 25.00.14. – СПб., 2013. – 128 с.
3. Якушев В.С. Формирование скоплений природного газа и газовых гидратов в криолитозоне: дис. … д-ра геол.-минерал. наук: 25.00.12. – М., 2009. – 233 с.
4. Газовые гидраты полуострова Ямал и прилегающего шельфа Карского моря как осложняющий фактор освоения региона / Е.В. Перлова, Е.С. Микляева, С.А. Леонов [и др.] // Науч.-техн. сб. Вести газовой науки. – 2017. – № 3(31). – С. 255–262.
5. SPE-166925. Реликтовые газовые гидраты и возможность их существования в мёрзлых толщах в пределах Южно-Тамбейского газового месторождения / Е.М. Чувилин, В.E. Тумской, Г.С. Типенко [ и др.] // Конф. SPE по разработке месторождений в осложненных условиях и Арктике, М., 15–17 окт. 2013 г. – М., 2013. – DOI: 10.2118/166925-MS
6. Якушев В.С., Перлова Е.В., Махонина Н.А. Метастабильные (реликтовые) газогидраты: распространение, ресурсы, перспективы освоения // Криосфера Земли. – 2005. – Т. 9, № 1. – С. 68–72.
7. Громовых С.А. Исследование и разработка технологий строительства скважин в условиях гидратообразования: на примере месторождений Красноярского края: дис. … канд. техн. наук: 25.00.15. – Тюмень, 2005. – 181 с.
8. Moon Changman, Taylor P.C., Rodger P.M. Clathrate nucleation and inhibition from a molecular perspective // Canadian J. of Physics. – 2003. – Vol. 81, Issue 1-2. – P. 451–457. – DOI: 10.1139/p03-035
9. A Wellbore Stability Model for Hydrate Bearing Sediments / R. Freij-Ayoub, Chee Tan, B. Clennell [et al.] // J. of Petroleum Science and Engineering. – 2007. – Vol. 57, Issue 1-2. – P. 209–220. – DOI: 10.1016/j.petrol.2005.10.011
10. Pat. WO2005005567, Int. Cl. C09K 3/00, E21B 43/28, C07C 9/00. A method for inhibiting hydrate formation / K.S. Colle, L.D. Talley, J.M. Longo; Assignee: Exxonmobil Upstream Research Company, Houston, TX. – Appl. No.: PCT/US2004/018954; Filed: 15.06.2004; Date of Patent: 20.01.2005.
11. Natural Gas Hydrates Exploration and Development / G.S. Jiang, D. Wang, F.L. Tang, J.L. Ye. – 1st ed. – Wuhan, China: China University of Geoscience, 2002.
12. Li C.M., Geng R.L. Thinking on the gas hydrate drilling // Exploration Engineering. – 2000. – Vol. 29, No. 3. – P. 5–8.
13. Шостак Н.А., Запорожец Е.П. Расчеты гидратных процессов. – Краснодар: Издат. Дом – Юг, 2018. – 204 с.
14. Yan J.N. Technology of drilling fluid. – Dongying, China: University of Petroleum Press, 2006. – 443 p.
15. Low Salinity Polyglycol Water-Based Drilling Fluids as Alternatives to Oil-Based Muds / R.G. Bland, G.L. Smith, P. Eagark [et al.] // SPE/IADC Asia Pacific Drilling Technology, Kuala Lumpur, Malaysia, Sept. 9–11, 1996. – DOI: 10.2118/36400-MS
16. Crystal Lattice Size and Stability of Type H Clathrate Hydrates with Various Large-Molecul Guest Substances / T. Satoshi, A. Hori, T. Uchida, R. Ohmura // The J. of Physical Chemistry B. – 2006. – Vol. 110, Issue 26. – P. 12943–12947. – DOI: 10.1021/jp060198v
17. Avlonitis D., Danesh A., Todd A.C. Prediction of VL and VLL equilibria of mixtures containing petroleum reservoir fluids and methanol with a cubic EoS // Fluid Phase Equilibria. – 1994. – Vol. 94. – P. 181–216. – DOI: 10.1016/0378-3812(94)87057-8
18. Hydrate Core Drilling Tests / J.H. Cohen, Т.Е. Williams, A.G. Kadaster, B.V. Liddell. – URL: http://www.netl.doe.gov/technologies/oil-gas/publications/Hydrates/pdf/hyd-core-drill-maurer.pdf
19. Shirota H. Measurement of methane hydrate dissociation for application to natural gas storage and transportation // Proc. 4th Int. Conf. on Gas Hydrates, Yokohama, Japan, May 19–23, 2002. – P. 972–977.
20. Кистер Э.Г. Химическая обработка буровых растворов. – М.: Недра, 1972. – 392 с.
21. Предупреждение загрязнения продуктивных пластов путем создания новых эффективных составов буровых растворов на основе отечественных полимеров / Н.И. Николаев, P.M. Вафин, Е.Л. Леушева [ и др.] // Экология и развитие общества. – 2011. – № 1-2(1). – С. 50–54.
22. Богоявленский В.И. Угроза катастрофических выбросов газа из криолитозоны Арктики. Воронки Ямала и Таймыра // Бурение и нефть. – 2014. – № 9. – С. 13–18.
23. Effective kinetic inhibitors for natural gas hydrates / J.P. Lederhos, J.P. Long, A. Sum [et al.] // Chemical Engineering Science. – 1996. – Vol. 51, Issue 8. – P. 1221–1229. – DOI: 10.1016/0009-2509(95)00370-3
24. Pat. US 6596911, Int. Cl. C07C 7/20. Composition and method for inhibition of formation of gas hydrates / L. Przybylinski, G.T. Rivers; Assignee: Baker Hughes Inc., Houston, TX. – Appl. No.: 09/789,029; Filed: Feb. 20, 2001; Date of Patent: July 22, 2003.
25. Rodger P.M. Simulation of Surface Melting and Inhibition in Clathrate Hydrates // 8th Int. Symposium on Molecular Recognition and Inclusion, Ottawa, Canada, 1994. – P. 285–289.
26. Characteristics and origins of the gas hydrates in the Muli coalfield of Qinghai / Wang Tong, Liu Tianji, Shao Longyi [et al.] // Coal Geology & Exploration. – 2009. – Vol. 37, Issue 6. – P. 26–30. – DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2009.06.007