Создание трехмерной гидродинамической модели контрольных горизонтов для исследования системы мониторинга герметичности подземного газохранилища

Abstract

Актуальность. Подземные хранилища газа относятся к типу геогидродинамических систем, требующих постоянного контроля и мониторинга за происходящими процессами в подземном резервуаре и скважине, так как образования в истощённых месторождениях углеводородов искусственной газовой залежи являются основным и наиболее сложным технологическим объектом в газовой инфраструктуре. Мониторинг технологических процессов в объектах хранения газа проводится с помощью геофизических исследований эксплуатационных и наблюдательных скважинах. Для обеспечения герметичности и безопасности эксплуатации объекта хранения газа необходимо разработать трёхмерную геологическую модель, позволяющую осуществить систему мониторинга происходящих процессов в верхних контрольных горизонтах и приповерхностных отложениях в пределах горного отвода, оценить текущие техногенные запасы газа и их распределение по разрезу. Цель: создание трехмерной геологической модели верхних контрольных горизонтов и приповерхностных отложений для мониторинга герметичности и безопасности эксплуатации подземного хранилища природного газа. Объекты: система мониторинга герметичности подземного хранилища газа: верхние контрольные горизонты и приповерхностные отложения подземного хранилища газа в границах горного отвода. Методы. Для построения трехмерной геологической модели верхних контрольных горизонтов и приповерхностных отложений были использованы: данные геологического изучения района и стратиграфии отложений; контур стратиграфической поверхности кровли толщи отложений; оцифрованная информация с карт подсчета запасов; координаты скважин и пластопересечений. Для создания цифровой фильтрационной модели использованы геолого-физические, промысловые и аналитические данные. Стратиграфическая привязка целевых отражающих горизонтов производилась на основании данных по скважинам. Использованы модели программного обеспечения «tNavigator», для геологического моделирования - «Дизайнер геологии» и для газодинамического моделирования - «Дизайнер моделей». На этом основании в структуре базы данных для моделирования выделены объекты (точки) по результатам промысловой, геологической, геофизической информации. Данные по расположению скважин загружались в формате «Welltracks». Для построения структурных поверхностей горизонтов в программу загружены файлы в формате txt, в пределах программного продукта, именуемые «Маркеры». Результаты. Разработана структура, и создана информационная промыслово-геологическая база данных верхней части разреза подземного хранилища, учитывающая имеющуюся геолого-промысловую и исследовательскую информацию и данные, полученные при бурении эксплуатационных скважин на хадумские отложения и наблюдательных скважин на хадумский горизонт и зеленую свиту; разработана постоянно действующая геолого-технологическая модель верхних контрольных горизонтов и приповерхностных отложений подземного хранилища (геологическая и гидродинамическая модели); на основании проведенных геологических построений проведена оценка техногенного объема газа в верхних контрольных горизонтах; разработана система мониторинга герметичности подземного хранилища имеющимися и проектными скважинами на верхние контрольные горизонты и приповерхностные отложения.

Relevance. Underground gas storage is a type of geohydrodynamic systems that require constant control and monitoring of ongoing processes in an underground reservoir and well, since the formation of an artificial gas deposit in depleted hydrocarbon fields is the main and most complex technological object in the gas infrastructure. Monitoring of technological processes in gas storages is carried out by GIS in production and observation wells. To ensure the tightness and safety of operation of a gas storage facility, it is necessary to develop a three-dimensional geological model that makes it possible to implement monitoring systems for ongoing processes in the upper control horizons and near-surface deposits within the mining allotment, to assess the current technogenic gas reserves and their distribution along the section. Purpose: development of a three-dimensional geological model of the upper control horizons and near-surface deposits for monitoring the tightness and safety of operation of an underground natural gas storage. Objects: system for monitoring the tightness of an underground gas storage: the upper control horizons and near-surface deposits of an underground gas storage within the boundaries of a mining allotment. Methods. To build a three-dimensional geological model of the upper control horizons and near-surface deposits, the following were used: data from the geological study of the area and sediment stratigraphy; the contour of the stratigraphic surface of the top of the sedimentary sequence; digitized information from reserves calculation maps; coordinates of wells and reservoir intersections. Geological-physical, field and analytical data were used to create a digital filtration model. Stratigraphic referencing of target reflectors was made on the basis of well data. Models of the software «tNavigator» were used, for geological modeling - «Designer of Geology» and for gas-dynamic modeling - «Designer of Models». On this basis, objects (points) were selected for modeling in the database structure based on the results of field, geological, geophysical information. The well location data was loaded in the Welltracks model format. To construct the structural surfaces of the horizons, files in the txt format are loaded into the programs, which are referred to as «Markers» within the software product. Results. A structure was developed and an information field and geological database was created for the upper part of the section of the underground storage, taking into account the available geological, field and research information and data obtained during the drilling of production wells on the Khadum deposits and observation wells on the Khadum horizon and the green suite; a permanent geological and technological model of the upper control horizons and near-surface deposits of the underground storage facility (geological and gasdynamic models) was developed; on the basis of the conducted geological constructions, an assessment of the technogenic volume of gas in the upper control horizons was carried out; a system was developed for monitoring the underground storage tightness by existing and planned wells to the upper control horizons and near-surface deposits.