Опубликовано: 09.09.2021

Описание проекта

Анализ факторов, определяющих надежность подачи газа потребителям, расположенным в зоне многолетней мерзлоты, показал, что первым слабым звеном технологической цепочки являются сама скважина и примыкающая к ней призабойная зона газоносного пласта. Именно здесь происходит интенсивное охлаждение газа за счет дросселирования при снижении давления и за счет теплообмена с окружающими скважину многолетнемерзлыми горными породами. Решение данной задачи особенно актуально для северных регионов, где практически все месторождения имеют достаточно высокие пластовые давления при низких пластовых температурах из-за наличия мощной толщи многолетней мерзлоты. Следовательно, имеется реальная опасность образования газовых гидратов непосредственно в стволе скважин, что может привести либо к снижению их пропускной способности, либо к их полной закупорке.

Современные методы испытания разведочных скважин основаны на традиционных технологиях, когда на различных стационарных режимах измеряются давление на устье скважины и дебит газа, который обычно не измеряется непосредственно, а пересчитывается при помощи эмпирических зависимостей перепада давления на штуцере от скорости течения газа. Цель таких испытаний – определить коэффициент продуктивности газоносного пласта, представляющий собой отношение дебита газа в стандартных условиях к перепаду давления между забоем и устьем скважины. Такой подход не оправдан для скважин глубиной свыше 2000 м, пробуренных через мощную толщу многолетней мерзлоты (400-600 м), для пластовых условий близких к равновесным термодинамическим условиям гидратообразования.

Целью проекта является разработка эффективного вычислительного алгоритма решения обратной задачи определения массового расхода газа в скважинах и газопроводах в северных регионах по замерам устьевого давления с учетом возможного образования газовых гидратов.

Для создания нового метода обработки результатов стационарных испытаний разведочных скважин в условиях возможного гидратообразования необходимо решить задачи: 1) предложить математическую модель образования гидратов в газовых скважинах, пробуренных в многолетней мерзлоте, в которой учитываются реальные свойства газа, теплообмен с окружающими горными породами, зависимость интенсивности теплообмена газа с гидратным слоем и гидравлического сопротивления от темпа отбора газа и проходного сечения, зависимость температуры фазового перехода “газ+вода – гидрат” от давления в скважине; 2) создать методику обработки результатов испытаний разведочных скважин в северных регионах, основанную на разработанном алгоритме решения обратной задачи определения массового расхода газа по замерам давления на устье скважины.

Приоритетное направление развития науки, технологий и техники: Переход к экологически чистой и ресурсосберегающей энергетике, повышение эффективности добычи и глубокой переработки углеводородного сырья, формирование новых источников, способов транспортировки и хранения энергии.

Социально-экономическая эффективность от реализации проекта. Потенциальный рынок и т.п.: НИР позволит получить качественно новые результаты, которые особенно актуальны для северных регионов, где разведка, добыча и транспорт природного газа осложняются образованием газовых гидратов из-за наличия многолетней мерзлоты и низких климатических температур. Потенциальными пользователями услуги являются нефтегазодобывающие компании. Эффективность разработки определяется повышением эксплуатационной надежности систем добычи и транспорта газа при термодинамических условиях гидратообразования, а также – снижением рисков возможных потерь объема поставок газа из-за аварийных ситуаций.

Наличие ОИС (объекта интеллектуальной собственности): Программы для ЭВМ в базе данных ФИПС (РОСПАТЕНТ)

• Аргунова К.К., Бондарев Э.А., Рожин И.И. Программа для ЭВМ “Программа расчета образования гидратов в газовых скважинах при нестационарном теплообмене с горными породами”. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ №2016616802 от 20.06.2016 г.
• Аргунова К.К., Бондарев Э.А., Рожин И.И. Программа для ЭВМ “Программа расчета образования гидратов в газовых скважинах при стационарном теплообмене с горными породами”. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ №2016619331 от 18.08.2016 г.
• Аргунова К.К., Бондарев Э.А., Рожин И.И. Программа для ЭВМ “Программа расчета дебита газовых скважин по замерам устьевого давления при стационарном теплообмене с горными породами”. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ №2016661736 от 19.10.2016 г.
• Аргунова К.К., Бондарев Э.А., Рожин И.И. Программа для ЭВМ “Программа расчета массового расхода в системах добычи и транспорта газа при образовании газовых гидратов и нестационарном теплообмене с окружающей средой по замерам устьевого давления”. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ №2017616469 от 07.06.2017 г.
• Аргунова К.К., Бондарев Э.А., Рожин И.И. Программа для ЭВМ “Программа расчета массового расхода газа в скважинах и подземных газопроводах по замерам устьевого давления при нестационарном теплообмене с окружающей средой”. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ №2017616637 от 09.06.2017 г.
• Аргунова К.К., Бондарев Э.А., Рожин И.И. Программа для ЭВМ “Программа расчета образования гидратов в системах добычи и транспорта природного газа при нестационарном теплообмене с окружающей средой и при зависимости коэффициентов теплопередачи и гидравлического сопротивления от массового расхода и площади поперечного сечения”. Свидетельство о гос. регистрации программы для ЭВМ №2019619365 от 16.07.2019 г.

Статус проекта: На стадии поиска заказчиков.

Контактная информация (адрес, телефоны, веб-сайт, эл. почта): тел./факс (4112)390620, 390623; https://ipng.ysn.ru; ipog@ipng.ysn.ru.