CS271551B1

CS271551B1 - Method of underground gas storage formation in exhausted multilayer deposits

Info

Publication number: CS271551B1
Application number: CS874949A
Authority: CS
Inventors: Libor Ing Martinek; Stanislav Rndr Csc Plachy; Otokar Ing Dorda; Stanislav N Prof Buzinov; Oleg G Semjonov; Andrej L Kovaljov
Original assignee: Libor Ing Martinek; Stanislav Rndr Csc Plachy; Otokar Ing Dorda; Stanislav N Prof Buzinov; Oleg G Semjonov; Andrej L Kovaljov
Priority date: 1987-03-23
Filing date: 1987-07-01
Publication date: 1990-10-12
Also published as: CS494987A1; SU1475097A1

Abstract

FIELD: natural gas industry. SUBSTANCE: method involves drilling well for pumping gas down into the wells; controlling storage for tightness prior to pumping gas down into collector layer. To do that gas is pumped into thin bed till maximum pressure is reached. Then gas is pumped in cycles into collector layer during one season with gradual increasing of formation to predetermined maximum value of pressure obtained in thin bed. EFFECT: reduced time of providing underground storage by increased-cycle pumping of gas into collection layer with simultaneous increasing of work volume. 1 dwg

Description

KOVALJOV ANDREJ LEONGARDOVIČ, MOSKVA (54)KOVALJOV ANDREJ LEONGARDOVIC, MOSCOW (54)

Způsob vytvoření podzemního zásobníku plynu ve vytěžených vícevrstevních nalezištích (57) Během jednoho roku, neboli jednoho vtlačného období se jednorázově zvýší hodnota ložiskového tlaku na stanovený tlak maximální v nadložním malokapacitním horizontu. Pri pozitivním ověření hermetičnosti tohoto horizontu je v následujícím vtlačném období přikročeno k vtlačení plynu do hlavního velkokapacitního horizontu maximální intenzitou zatlačené množství plynu v čase) do dosažení maximálního ložiskového tlaku, dosaženého v předchozím roce v nadložním malokapacitním horizontu. Jestliže se v době zvyšování tlaku v malokapacitním horizontu projeví příznaky netěsnosti (tlakový projev na pozorovacích sondách nadložních i podložních horizontů), plyn se z tohoto horizontu rychle odtěží až do dosažení stabilizovaného stavu v ložisku. Hlavní velkokapacitní horizont je pak provozován do takové hodnoty ložiskového tlaku, jaké bylo v nadložním malokapacitním horizontu dosaženo do projevení, netěsnosti . Tímto způsobem je dobu vytvoření podzemního zásobníku plynu zkrácena na 2 až 3 roky.Method of creating an underground gas storage facility in extracted multilayer deposits (57) During one year, or one injection period, the value of the bearing pressure increases one-time to the set maximum pressure in the overburdened small-capacity horizon. Upon positive verification of the hermeticity of this horizon, in the following injection period, the gas is injected into the main large-capacity horizon by the maximum intensity of the gas pushed in time) until the maximum bearing pressure reached the previous year in the overburdened small-capacity horizon. If, at the time of pressure increase at the small-capacity horizon, signs of leakage occur (pressure manifestation on the observation probes of the overlying and underlying horizons), the gas is rapidly withdrawn from this horizon until a stabilized state in the bearing is reached. The main large-capacity horizon is then operated up to the value of the bearing pressure that was reached in the overburdened small-capacity horizon until the leakage occurred. In this way, the time to create an underground gas storage is reduced to 2 to 3 years.

CS 271551 BlCS 271551 Bl

obrgiant

CS 271 551 B1CS 271 551 B1

Vynález řeší způsob vytváření podzemního zásobníku plynu ve vytěžených vícevrstevných nalezištích.The invention solves a method of forming an underground gas reservoir in extracted multilayer deposits.

Je znám způsob vytvoření zásobníku plynu, kdy se hermetiČnost nadloží vodonosné vrstvy zjištuje zatlačením nevelkého objemu vzduchu a sleduje se eventuální reakce v sondách otevírajících vyšší kontrolní horizonty. Tento způsob se však vztahuje pouze к podzemním zásobníkům vytvářeným ve vodonosných vrstvách. Zde se provádí výzkum hermetičnosti pasti, ve které se předpokládá vytvoření zásobníku, ve vazbě na geologickou stavbu nadloŽí krycí vrstvy. Zjištění hydrodynamického spojení kolektorské vrstvy - horizontu s nadložními kontrolními horizonty jednenačně svědčí o nevhodnosti objektu pro podzemní uskladňování plynu.A method of forming a gas reservoir is known in which the sealant overpressure is determined by pushing in a small volume of air and the possible reactions in probes opening higher control horizons are monitored. However, this method applies only to underground storage tanks formed in aquifers. Here the research of the hermetic nature of the trap in which the reservoir is supposed to be made is carried out in connection with the geological structure of the overlying layer. Determination of the hydrodynamic connection of the collector layer - horizon with overhead control horizons is one-day testimony to the unsuitability of the building for underground gas storage.

U podzemních zásobníků vytvořených ve vytěžených plynových nalezištích nebývá obyčejně pochybnost o hermetiČnosti, což je dáno samotnou geologickou stavbou. V době vytváření zásobníku je v tomto případě nezbytné určit hodnotu možného zvýšení ložiskového tlaku, při níž nebude narušena hermetičnost v důsledku daného technického stavu sond.The underground reservoirs created in the excavated gas deposits are not usually in doubt about hermeticity, which is due to the geological structure itself. At the time of reservoir formation, it is necessary in this case to determine the value of a possible increase in bearing pressure at which the hermetically sealed due to the technical condition of the probes will not be impaired.

Zvyšováním ložiskového tlaku při vytváření podzemních zásobníků plynu se dosahuje zvětšení objemu aktivní náplně a snížení objemu náplně .základní (podušky). Celou radu podzemních zásobníků ve vytěžených plynových nalezištích, kde se projevuje vodní režim, není možné vytvořit, aniž by byl výrazně překročen počáteční hydrostatický tlak.By increasing the bearing pressure in the formation of underground gas reservoirs, the volume of the active charge is increased and the volume of the basic charge (cushions) is reduced. A number of underground reservoirs in the excavated gas fields where the water regime is manifested cannot be created without significantly exceeding the initial hydrostatic pressure.

NejbližŠím řešením je způsob vytvoření podzemního zásobníku ve vícevrstevním nalezišti, který se vyznačuje zvyšováním hodnoty maximálního tlaku zatlačením plynu do hlavního horizontu a ověřování hermetičnosti podle eventuálních projevů plynu. Přitom se tlak v hlavním horizontu zvyšuje v etapách, každý rok na vyšší hodnotu, vždy o 0,1 až 0,5 MPa, v závislosti na podmínkách konkrétního naleziště.The closest solution is to create an underground reservoir in a multilayer site, characterized by an increase in the maximum pressure value by pushing the gas into the main horizon and verifying hermeticity according to possible manifestations of the gas. At the same time, the pressure in the main horizon increases in stages, each year to a higher value, always by 0.1 to 0.5 MPa, depending on the conditions of the particular site.

Nedostatek způsobu spočívá v získání malých přírůstků tlaku za dlouhou dobu. Přitom není vyloučeno riziko narušení hermetičnosti a ztrát značných objemů plynu.The drawback of the method is to obtain small pressure increments over a long period of time. This does not exclude the risk of hermetic damage and the loss of significant gas volumes.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob vytvoření podzemního zásobníku plynu ve vytěžených vícevrstevních nalezištích podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se nejdříve během jednoho vtlačného období v jednom kalendářním roce zvýší ložiskový tlak na stanovenou maximální hodnotu v nadložním malokapacitním horizontu, který se nachází v nadloží hlavního velkokapacitního horizontu. Po zhodnocení hermetičnosti nadložního malokapacitního horizontu se přistoupí к vtlačovóní plynu do hlavního velkokapacitního horizontu nejvyšší možnou intenzitou až do ověřené výše maximálního ložiskového tlaku.The above mentioned drawbacks are eliminated by the method of creating an underground gas reservoir in the excavated multilayer deposits according to the invention, which consists in the fact that during one injection period in one calendar year at the earliest the bearing pressure is increased to the set maximum value. large-scale horizon. After evaluating the hermeticity of the overburdened small-capacity horizon, the gas is injected into the main large-capacity horizon with the highest possible intensity up to the verified maximum bearing pressure.

Maximální hodnota ložiskového tlaku, resp. maximální tlak, je absolutní hodnota ložiskového tlaku (MPa), kterou je nutno stanovit konkrétně pro každý zásobník zvlóšt, Roste s hloubkou uložení horizontu a je vždy vyšší, než je počáteční tlak hydrostatický. V průměru dosahují hodnoty maximálního ložiskového tlaku 1,2 až l,4násobku počátečního hydrostatického tlaku.Maximum value of bearing pressure, resp. maximum pressure, is the absolute value of the bearing pressure (MPa), which must be determined specifically for each reservoir, in particular. It grows with the horizon bearing depth and is always higher than the initial hydrostatic pressure. On average, the maximum bearing pressure is 1.2 to 1.4 times the initial hydrostatic pressure.

Pojem malokapacitni, resp. velkokapacitní horizont je zde užit v souvislosti s měrnou skladovací kapacitou. V malokapacitním horizontu se měrná skladovací kapacita pohybuje řádově 10^ až 10^ m^ uskladněného plynu na 0,1 MPa ložiskového tlaku, ve velkokapacitním .dosahuje řádově 10^ až 10? m^ uskladněného plynu na 0,1 MPa ložiskového tlaku. .The concept of small capacity, respectively. the high-capacity horizon is used here in relation to specific storage capacity. In the small-scale horizon, the specific storage capacity is of the order of 10 to 10 µm of stored gas per 0.1 MPa of the bearing pressure, in the large-capacity horizon it is of the order of 10 to 10 µm. m ^ of stored gas to 0.1 MPa of bearing pressure. .

Maximální možná intenzita vtlačování plynu do zásobníku je různá pro každý zásobník a je daná jmenovitým výkonem (průtok plynu v čase) povrchového technologického zařízení na zásobníku a součtem jímavosti (vtlačný výkon sondy, tj. množství vtlačeného plynu v čase při depresi 0,1 MPa) všech provozních sond otevřených v daném horizontu.The maximum possible gas injection intensity varies for each container and is determined by the nominal power (gas flow over time) of the surface technology device on the storage tank and the sum of receptivity (probe injection power, ie the amount of gas injected over time at 0.1 MPa) all operating probes open within the given horizon.

Výhody navrhovaného řešení spočívají v tom, Že jsou zkráceny lhůty vytváření podzemních zásobníků plynu vázaných na vytěžená vícevrstevní naleziště. Ve srovnání s normální praxí, kdy zvyšování tlaku po etapách prodlužuje vytvoření zásobníku na dobu 6 až 8 let iThe advantages of the proposed solution are that the time limits for the creation of underground gas storage facilities bound to the excavated multilayer deposits are shortened. Compared with normal practice, when increasing the pressure in stages increases the formation of the reservoir for a period of 6 to 8 years i

CS 271 551 Bl více, je umožněno navrženým způsobem vytvořit zásobník za 2 až 3 roky.CS 271 551 B1 more, it is possible to design the container in 2 to 3 years in the designed manner.

Dalěí přínos je zvýšení objemu aktivní náplně plynu,v obou horizontech během dvou až tří let na nejvyšší objem, kterého je možno u konkrétního zásobníku dosáhnout.Another benefit is to increase the volume of the active gas charge, in both horizons, within two to three years to the highest volume that can be achieved with a particular reservoir.

Na výkresu je uveden charakteristický geologický profil vícevrstevního plynového naleziště .určeného к přechodu na podzemní zásobník plynu.The drawing shows a characteristic geological profile of a multilayer gas site intended for transition to an underground gas storage facility.

Claims

During one squeezing period the pressure is raised to the desired value in the overburdened small-scale horizon 2 by injecting gas into the probes. During indentation, the gas is inspected for any gas in all probes 4 (8). }, which pass through the overlying small-capacity horizon 2, the possible manifestation of gas in the control water-bearing horizon J by probes 6 is also checked. If the pressure was increased to the specified value in the overlying small-capacity horizon 2, in the main large capacity horizon 2 by injecting the gas with the maximum possible intensity.

If uncontrolled or accidental gas leaks occur at the time of t, varnish overburdening, in the overburdened small-scale horizon 2, the gas is rapidly removed from the horizon 2 by probes 2 ^and the consequences of the gas leak are eliminated. Given the fact that it is a horizon with a smaller volume of gas stored compared to the main large-scale horizon, the consequences are comparably smaller.

In this case, the underground storage at the main large-capacity horizon shall be operated at the maximum pressure reached in the overlying small-capacity horizon until the gas leaks.

The proposed method is further described in an example of a particular embodiment where the permeable storage layer (main mass horizon) is at a depth of 700 m. The gas volume Q *} of the active charge at a maximum bearing pressure of 7.4 MPa is 10 m. In the upper floor of the main large-capacity horizon, there is an overlying small-capacity horizon at a depth of 450 m.

The strength properties of the overburden rocks allow to increase the maximum pressure in the permeable layer to 10.4 (1.4 times the initial). storage, due to better satisfaction of the seasonal unevenness of gas consumption in the area where the storage is located.

In order to accelerate the formation of the reservoir, the pressure in the overburdened small-capacity horizon is raised to 10.4 MPa by pushing 10θ of gas per injection period. During the indentation, the reaction is checked in the control water-bearing horizon and possible manifestations of gas in the probes. Inspection results indicate that the container is hermetic. In the following injection period, the pressure rises to 10.4 MPa in the main high capacity horizon using the full injection capacity of the probes and the compressor station.

In this way it is possible to accelerate the creation of the cartridge with the volume of active cartridge by 3

1.5. 10 ⁷ m of gas in two years of operation. If, in accordance with current practice, a pressure of 0.5 MPa per year (the value used approximately corresponds to the mean practically utilized value) would rise, it would take 6 years to create a reservoir with the same volume of active fill.

The proposed method can find widespread use on a wide range of gas storage tanks that are produced in mined gas deposits. For example, in the gas and oil fields of the Soviet Union in the areas of Western Ukraine, Urals - Volga, Perm region, gas and oil fields of the CSFR - Pears, Lab, Malacky and elsewhere.

CS 271 551 Bl

THE INVENTION

A method of forming an underground reservoir in dredged multilayer sites comprising drilling the wells, injecting gas into the bearing in the main horizon by gradually increasing the bearing pressure to a specified maximum value of each injection period, and assessing the hermeticity of the wells; characterized in that the gas is first injected into the overburdened small-capacity horizon during one injection period until the maximum bearing pressure is reached, then a hermetic evaluation is carried out and, after positive results, this gas is again injected into the main large-capacity horizon up to the verified maximum bearing pressure, maximum possible intensity.

1 drawing