RU2730957C1 - Method of assessing technical condition of gas wells at deposits and underground gas storages - Google Patents
Method of assessing technical condition of gas wells at deposits and underground gas storages Download PDFInfo
- Publication number
- RU2730957C1 RU2730957C1 RU2019145489A RU2019145489A RU2730957C1 RU 2730957 C1 RU2730957 C1 RU 2730957C1 RU 2019145489 A RU2019145489 A RU 2019145489A RU 2019145489 A RU2019145489 A RU 2019145489A RU 2730957 C1 RU2730957 C1 RU 2730957C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- wells
- methane
- annular
- composition
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/10—Locating fluid leaks, intrusions or movements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
- E21B49/08—Obtaining fluid samples or testing fluids, in boreholes or wells
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазопромысловой геологии и может быть использовано на стадиях строительства и эксплуатации скважин многопластовых нефтегазовых месторождений и подземных хранилищах газа для оценки технического состояния газовых скважин с межколонными давлениями.The invention relates to oil and gas field geology and can be used at the stages of construction and operation of wells in multilayer oil and gas fields and underground gas storages to assess the technical condition of gas wells with annular pressures.
Наличие на площади месторождения или подземных хранилищ газа (ПХГ) скважин с межколонными давлениями представляет потенциальную угрозу для их разработки и эксплуатации, поскольку свидетельствует о негерметичности обсадных колонн и о возможных утечках углеводородов от промышленных залежей или перетоках между ними.The presence of wells with inter-casing pressures on the field or underground gas storage (UGS) area poses a potential threat to their development and operation, since it indicates leakage of casing strings and possible leaks of hydrocarbons from industrial deposits or cross-flows between them.
Существуют две группы факторов, определяющие количественные и качественные показатели межколонных проявлений:There are two groups of factors that determine the quantitative and qualitative indicators of intercolumnar manifestations:
- интервал негерметичности скважины (источник межколонного давления и путь проникновения газа в межколонное пространство);- interval of well leakage (source of annular pressure and path of gas penetration into annular space);
- масштаб перетоков углеводородов (УВ) (величина межколонного давления, объем, занимаемый межколонным газом в межколонном пространстве, динамика характеристик межколонного проявления, расход флюида из межколонного пространства при установившемся режиме стравливания газа и т.д.).- scale of hydrocarbon (HC) flows (value of annular pressure, volume occupied by annular gas in annular space, dynamics of annular manifestation characteristics, fluid flow rate from annular space in a steady state of gas bleeding, etc.).
При оценке технического состояния скважины важно учитывать обе группы факторов, поскольку негерметичность скважин еще не свидетельствует о масштабах процесса, и наоборот, при установленных объемах межколонных перетоков необходимо знать, откуда происходит утечка.When assessing the technical condition of a well, it is important to take into account both groups of factors, since well leakage does not yet indicate the scale of the process, and vice versa, with established volumes of annular crossflows, it is necessary to know where the leakage occurs.
Для выявления интервалов негерметичности эксплуатационной колонны используют геофизические и геохимические методы исследований, а для оценки масштабов перетоков УВ проводят газодинамические исследования.Geophysical and geochemical research methods are used to identify intervals of production casing leaks, and gas-dynamic studies are carried out to assess the scale of hydrocarbon flows.
Известны геофизические методы определения негерметичности эксплуатационных скважин, включающие высокочувствительную термометрию и шумометрию [Типовые и обязательные комплексы геофизических исследований скважин, - РД-51-1-93 М.: ИРЦ Газпром, 1993].Known geophysical methods for determining the leakage of production wells, including highly sensitive thermometry and noise logging [Typical and mandatory complexes of geophysical studies of wells - RD-51-1-93 M .: IRTs Gazprom, 1993].
При этом, как показал опыт работ, методами ГИС достоверно выделяется только высокодебитный переток, с которым связано существенное искажение графиков замера температуры [Д.В. Пшеничный, В.В. Никишов, М.И. Новохатский / Опыт диагностики и ликвидации межколонных давлений на скважинах Елшано-Курдюмского и Песчано-Уметского ПХГ // Газовая промышленность - М: - апрель 2010 г; Р.Г. Темиргалеев, А.Я. Исхаков, В.В. Иванов и др. / Геохимические исследования при проектировании и мониторинге ПХГ // Подземное хранение газа. Полвека в России: опыт и перспективы: Сб. науч. тр. - М: ООО "ВНИИГАЗ", 2008. - 464 с.]. При поступлении газа в межколонное пространство по резьбовым соединениям и микротрещинам геофизические исследования скважин не всегда могут однозначно выявить интервалы утечек. Кроме того, следует отметить и высокую стоимость комплекса геофизических исследований скважин.At the same time, as experience has shown, the well logging methods reliably distinguish only high-rate flow, which is associated with a significant distortion of the temperature measurement graphs [D.V. Pshenichny, V.V. Nikishov, M.I. Novokhatsky / Experience in diagnostics and elimination of annular pressures at the wells of the Elshano-Kurdyumsky and Peschano-Umetsky underground storage facilities // Gas Industry - M: - April 2010; R.G. Temirgaleev, A. Ya. Iskhakov, V.V. Ivanov et al. / Geochemical studies in the design and monitoring of UGS facilities // Underground gas storage. Half a century in Russia: experience and prospects: Sat. scientific. tr. - M: OOO VNIIGAZ, 2008. - 464 p.]. When gas enters the annular space through threaded connections and microcracks, well logging cannot always unambiguously identify leak intervals. In addition, the high cost of a complex of geophysical well surveys should be noted.
В отличие от методов ГИС, в геохимических исследованиях, объектом поиска является не место нарушения целостности эксплуатационной колонны, а тот газоносный интервал, из которого происходят утечки газа. Следовательно, для выявления интервала утечек необходимо знать геохимический состав УВ всех газоносных горизонтов объекта исследования.Unlike well logging methods, in geochemical studies, the object of search is not the place of violation of the integrity of the production string, but the gas-bearing interval from which gas leaks occur. Therefore, to identify the interval of leaks, it is necessary to know the geochemical composition of hydrocarbons in all gas-bearing horizons of the study object.
Известны два геохимических способа определения интервалов утечек, основанные на представлениях о вертикальной зональности в распределении залежей углеводородов.There are two known geochemical methods for determining the intervals of leaks, based on the concept of vertical zoning in the distribution of hydrocarbon deposits.
В первом из них [RU 2175050 С2, МПК Е21В 43/00, G01V 9/00, опубл. 2000] глубина поступления газа в межколонное пространство скважин оценивается по качественному и количественному составу УВ и изотопному составу углерода метана, во втором - по изотопному составу углерода метана и изотопному составу суммы углеводородов С2-С6 [RU 2494251 С1, МПК Е21В 49/08 (2006.01), Е21В 47/10 (2012.01), G01N 30/00 (2006.01), Е21В 43/00 (2006.01), опубл. 2013].In the first of them [RU 2175050 C2, IPC E21B 43/00, G01V 9/00, publ. 2000] the depth of gas inflow into the annular space of wells is assessed by the qualitative and quantitative composition of hydrocarbons and the isotopic composition of methane carbon, in the second - by the isotopic composition of methane carbon and the isotopic composition of the sum of hydrocarbons C2-C6 [RU 2494251 C1, IPC E21B 49/08 (2006.01 ), Е21В 47/10 (2012.01), G01N 30/00 (2006.01), Е21В 43/00 (2006.01), publ. 2013].
В отличие от геохимических методов определения природы межколонного газа, газодинамические методы определения масштабов межколонных перетоков достаточно хорошо разработаны и используются при исследованиях скважин с межколонными давлениями.In contrast to geochemical methods for determining the nature of annular gas, gas-dynamic methods for determining the scale of annular crossflows are well developed and are used in studies of wells with annular pressures.
Так, в утвержденном ПАО "Газпром" стандарте СТО Газпром 2-2.3-696-2013 [Руководство по эксплуатации скважин с межколонными давлениями на месторождениях и подземных хранилищах газа // СТО Газпром 2-2.3-696-2013 - М: 2013] предлагается следующий перечень работ: определение расхода межколонного флюида; регистрация кривой восстановления давления, отбор проб межколонного флюида, оценка герметичности межколонного пространства, определение пустотного объема межколонного пространства и величины утечки газообразного испытательного флюида.Thus, the standard STO Gazprom 2-2.3-696-2013 approved by PJSC Gazprom [STO Gazprom 2-2.3-696-2013 [Guidelines for the operation of wells with casing pressures in fields and underground gas storage facilities // STO Gazprom 2-2.3-696-2013 - М: 2013] suggests the following list of works: determination of annular fluid flow rate; recording the pressure build-up curve, sampling the annular fluid, assessing the tightness of the annular space, determining the void volume of the annular space and the amount of gaseous test fluid leakage.
Определение величины утечки газа предлагается рассчитывать по формуле:It is proposed to calculate the gas leakage value using the formula:
где qут - расчетная величина утечки газообразного испытательного флюида, м3/сут;where q ut is the calculated leakage rate of the gaseous test fluid, m 3 / day;
Vп - пустотный объем межколонного пространства, м3;V p - void volume of annular space, m 3 ;
tст - время выдержки до стабилизации давления в межколонном пространстве, мин;t st - holding time until pressure stabilization in the annular space, min;
Ропр - давление опрессовки межколонного пространства, МПа;P def is the pressure of the annular space, MPa;
Рст - давление стабилизации, МПа;P st - stabilization pressure, MPa;
zопр, zст - коэффициент сверхсжимаемости газа при давлении Ропр, Рст соответственно.z def , z st is the gas supercompressibility coefficient at pressure P def , P st, respectively.
Пустотный объем межколонного пространства оценивается по формуле:The void volume of the annular space is estimated by the formula:
где Vп - пустотный объем межколонного пространства, м3;where V p is the void volume of the annular space, m 3 ;
Рат - атмосферное давление, МПа;P at - atmospheric pressure, MPa;
Vг - объем газа, выпущенного из межколонного пространства, м3;V g - the volume of gas released from the annular space, m 3 ;
Р1 - избыточное давление в межколонном пространстве, на начало стравливания, МПа;P 1 - excess pressure in the annular space, at the beginning of the bleed, MPa;
Р2 - избыточное давление в межколонном пространстве, на конец стравливания, МПа;Р 2 - excess pressure in the annular space, at the end of the bleed, MPa;
z1, z2 - коэффициенты сверхсжимаемости газа при давлении Р1 и Р2 соответственно.z 1 , z 2 - coefficients of supercompressibility of the gas at pressure P 1 and P 2, respectively.
Этот комплекс исследований проводится на тех скважинах, где существует высокое межколонное давление и значительные утечки газа. На большинстве скважин утечки невелики, а пустотный объем не достигает одного процента от общего объема межколонного пространства. В этом случае применяется упрощенный комплекс исследований без опрессовки межколонного пространства скважины с измерением межколонного давления и расхода газа стандартными диафрагменными счетчиками.This set of studies is carried out in those wells where there is a high annular pressure and significant gas leaks. In most wells, leakage is small, and the void volume does not reach one percent of the total annular space. In this case, a simplified set of studies without pressure testing of the annular space of the well is used with the measurement of annular pressure and gas flow using standard diaphragm meters.
Несмотря на то, что при всех газодинамических исследованиях скважин с межколонным давлением предусмотрен отбор проб межколонного газа с последующим его хроматографическим анализом, установить источник поступления газа в межколонное пространство только по результатам хроматографического анализа не всегда возможно, поскольку основную информацию о глубине залежей несет изотопный состав основных компонентов газа, в первую очередь, метана.Despite the fact that all gas-dynamic studies of wells with annular pressure provide for the sampling of annular gas with its subsequent chromatographic analysis, it is not always possible to establish the source of gas entering the annular space based on the results of chromatographic analysis only, since the isotopic composition of the main gas components, primarily methane.
Наиболее близким к предлагаемому способу является принятый за прототип способ определения природы межколонных газопроявлений скважин многопластовых нефтегазоконденсатных месторождений, включающий проведение анализа изотопного состава углерода суммы углеводородов С2-С6, определение границ значений изотопного состава углерода метана и углерода суммы углеводородов С2-С6. для эталонных горизонтов, при этом таблично и/или графически представляют области значений изотопного состава газов из эталонных горизонтов и газов из межколонного пространства скважин или бурового раствора, по степени сходства или совпадения указанных областей этих значений судят о природе исследуемых межколонных газопроявлений [RU 2494251 С1, МПК Е21В 49/08 (2006.01), Е21В 47/10 (2012.01), G01N 30/00 (2006.01), Е21В 43/00 (2006.01), опубл. 2013].The closest to the proposed method is the prototype method for determining the nature of annular gas manifestations of wells in multilayer oil and gas condensate fields, including analyzing the carbon isotopic composition of the sum of C 2 -C 6 hydrocarbons, determining the boundaries of the isotopic composition of methane carbon and carbon of the sum of C 2 -C 6 hydrocarbons. for the reference horizons, while tabularly and / or graphically represent the ranges of values of the isotopic composition of gases from the reference horizons and gases from the annular space of wells or drilling mud, according to the degree of similarity or coincidence of these areas of these values, one can judge the nature of the studied annular gas manifestations [RU 2494251 C1, IPC E21B 49/08 (2006.01), E21B 47/10 (2012.01),
Недостатком известного способа является то, что в нем, помимо изотопного состава углерода метана, который несет основную информацию о глубине залежей УВ, предлагается использовать изотопный состав углерода суммы С2-С6. Известно, что концентрация суммы УВ С2-С6 зависит от глубины залежей и варьирует от долей процента до первых процентов. Так, например, в сеноманских залежах месторождений Западной Сибири средние концентрация суммы УВ С2-С6 составляют (об%): Медвежье - 0,08; Заполярное - 0,09; Губкинское - 0,14; Комсомольское - 0,182; Арктическое - 0,15.The disadvantage of this method is that, in addition to the isotopic composition of methane carbon, which carries basic information about the depth of hydrocarbon deposits, it is proposed to use the isotopic composition of carbon in the sum of C2-C6. It is known that the concentration of the sum of hydrocarbons C2-C6 depends on the depth of the deposits and varies from fractions of a percent to the first percent. So, for example, in the Cenomanian deposits of the fields of Western Siberia, the average concentration of the amount of hydrocarbons C2-C6 is (vol%): Medvezhye - 0.08; Zapolyarnoe - 0.09; Gubkinskoe - 0.14; Komsomolskoye - 0.182; Arctic - 0.15.
В более глубоко залегающих залежах валанжина и юры средние концентрации суммы УВ С2-С6 выше и варьируют от 6,27 об % (Мессояхинское, J2) до 10,67 об % (Уренгойское, K1v).In the deeper deposits of the Valanginian and Jurassic, the average concentrations of the total hydrocarbons C2-C6 are higher and vary from 6.27 vol% (Messoyakhinskoe, J2) to 10.67 vol% (Urengoyskoe, K1v).
Поскольку минимальные содержания УВ, начиная с которых возможно выполнение хромато-масс-спектрометрического анализа, составляет обычно порядка 0,2 об %, то для месторождений с туронскими или сеноманскими залежами выявление интервалов утечек этим способом невозможно, т.е. фактически этот метод неприменим для большей части месторождений Западной Сибири.Since the minimum HC content, starting from which it is possible to perform gas chromatography-mass spectrometric analysis, is usually about 0.2 vol%, then for fields with Turonian or Cenomanian deposits, it is impossible to identify leakage intervals by this method, i.e. in fact, this method is inapplicable for most of the fields in Western Siberia.
Задачей изобретения является повышение точности и достоверности выделения интервалов поступления газа в межколонное пространство скважин.The objective of the invention is to improve the accuracy and reliability of the allocation of intervals of gas inflow into the annular space of the wells.
Техническим результатом изобретения является повышение точности оценки технического состояния скважин за счет использования дополнительного нового показателя - изотопного состава водорода метана. Как известно, изотопный состав углерода и водорода метана определяется генезисом газа и, в случае нормальной вертикальной геохимической зональности газовых залежей, зависит только от глубины, с которой отбирались пробы газа. При этом форма его нахождения в природе и среда опробования не имеют такого существенного значения, как для концентраций УВ компонент - то есть не имеет значения, откуда отбирался газ: непосредственно из залежи при испытании скважины (свободный газ), из буфера или шлейфа скважины, межколонного пространства и т.д., или из бурового раствора (где присутствует как свободный, так и сорбированный и водорастворенный газ). Это существенно повышает достоверность и точность выделения интервалов негерметичности скважин.The technical result of the invention is to improve the accuracy of assessing the technical condition of wells through the use of an additional new indicator - the isotopic composition of hydrogen methane. As is known, the isotopic composition of carbon and hydrogen in methane is determined by the genesis of the gas and, in the case of normal vertical geochemical zoning of gas deposits, depends only on the depth from which gas samples were taken. At the same time, the form of its occurrence in nature and the sampling environment are not as significant as for the concentrations of hydrocarbon components - that is, it does not matter where the gas was taken from: directly from the reservoir during well testing (free gas), from the buffer or well loop, annular space, etc., or from drilling mud (where both free and sorbed and water-dissolved gas are present). This significantly increases the reliability and accuracy of identifying the intervals of well leakage.
Заявленный технический результат достигается тем, что в способе определения технического состояния газовых скважин многопластовых месторождений или хранилищ газа, включающем создание базы данных эталонных геохимических объектов и отбор проб межколонного газа, выполнение по скважинам с межколонным давлением комплекса газодинамических исследований, выполнение по всем указанным пробам хроматографического анализа с определением качественного и количественного состава УВ, согласно изобретению, дополнительно выполняют изотопный анализ водорода и углерода метана, по значениям изотопного состава водорода и углерода метана из базы данных эталонных геохимических объектов отрисовывают области, соответствующие разновозрастным эталонным объектам, выносят на указанные диаграммы анализы проб межколонного газа, выполняют идентификацию проб межколонного газа, выявляют интервалы негерметичности скважин и проводят комплексную интерпретацию результатов газодинамических и геохимических исследований, в результате чего проводят классификацию скважин по их степени опасности при эксплуатации: безопасны, относительно надежны, опасны.The claimed technical result is achieved by the fact that in the method for determining the technical state of gas wells in multilayer fields or gas storage facilities, including the creation of a database of reference geochemical objects and sampling of annular gas, performing gas-dynamic studies in wells with annular pressure, performing chromatographic analysis on all the specified samples with the determination of the qualitative and quantitative composition of hydrocarbons, according to the invention, isotopic analysis of hydrogen and methane carbon is additionally performed, according to the values of the isotopic composition of hydrogen and methane carbon from the database of reference geochemical objects, the regions corresponding to the reference objects of different ages are drawn, the analyzes of the inter-column gas samples are displayed on the indicated diagrams , carry out identification of casing gas samples, identify intervals of well leakage and carry out a comprehensive interpretation of the results of gas-dynamic and geochemical studies, in the cut Moreover, wells are classified according to their degree of hazard during operation: safe, relatively reliable, dangerous.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что дополнительно используется новый показатель - изотопный состав водорода метана, что существенно повышает достоверность и точность выделения интервалов негерметичности скважин.The claimed technical result is achieved due to the fact that a new indicator is additionally used - the isotopic composition of methane hydrogen, which significantly increases the reliability and accuracy of identifying the intervals of leaks in wells.
Способ поясняет графический материал, где на фиг. приведен график, взаимозависимости изотопного состава углерода (δ 13Ссн4) и водорода (δ Dсн4) метана для месторождений Западной Сибири, и показаны области газа из залежей сеноман, нижнего мела и юры.The method explains the graphic material, where in FIG. shows a graph of the interdependence of the isotopic composition of carbon (δ 13 Ссн 4 ) and hydrogen (δ Дсн 4 ) of methane for the fields of Western Siberia, and shows the areas of gas from deposits of Cenomanian, Lower Cretaceous and Jurassic.
Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.
Создают базу данных эталонных геохимических объектов.A database of reference geochemical objects is created.
База данных эталонных геохимических объектов, в зависимости от стадии работ, создается или в процессе бурения скважин, или при целевом отборе проб газа при эксплуатации месторождения или ПХГ.The database of reference geochemical objects, depending on the stage of work, is created either in the process of drilling wells, or during targeted gas sampling during the operation of a field or UGS facility.
Методика создания базы данных в процессе бурения используется в том случае, когда освоение месторождения только начинается - скважины бурятся и последовательно вводятся в эксплуатацию. Опробованию подвергается буровой раствор, из которого методами термовакуумной дегазации извлекается проба газа, которая направляется на дальнейший лабораторный анализ.The method of creating a database while drilling is used in the case when field development is just beginning - wells are drilled and subsequently put into operation. The drilling mud is sampled, from which a gas sample is extracted by the methods of thermal vacuum degassing, which is sent for further laboratory analysis.
Методика с целевым отбором проб применяется на различных стадиях ГРР (поисково-оценочной или эксплуатационной), и на подземных хранилищах газа - важно, чтобы на площади исследования были скважины с газом, поступившим с известного стратиграфического горизонта. В качестве таковых могут выступать поисково-оценочные скважины, где получен приток газа с известного горизонта (при их испытании) или скважины, где по ряду признаков (межколонному и трубному давлению, данным ГИС и т.д.) источник газа ясен (давно эксплуатируемые месторождения или (ПХГ). В этом случае производят отбор проб свободного газа из буфера или факельной линии при испытании скважин или из буфера или шлейфа скважин при их эксплуатации.The targeted sampling technique is used at various stages of exploration (prospecting and appraisal or production), and in underground gas storage facilities - it is important that the survey area contains wells with gas supplied from a known stratigraphic horizon. These can be prospecting and appraisal wells, where a gas inflow was obtained from a known horizon (during their testing) or wells where, according to a number of signs (annular and pipe pressure, well logging data, etc.), the gas source is clear (long-exploited fields or (UGS) In this case, free gas samples are taken from the buffer or flare line during well testing or from the buffer or well plume during their operation.
В пробах газа из эталонных геохимических объектов (бурового раствора или свободного газа) хроматографическим и хромато-масс-спектрометрическим анализом определяют компонентный состав УВ, в том числе изотопный состав углерода метана.In gas samples from reference geochemical objects (drilling mud or free gas), the component composition of hydrocarbons, including the isotopic composition of methane carbon, is determined by chromatographic and gas chromatography-mass spectrometric analysis.
Дополнительно в пробах газа из эталонных геохимических объектов (бурового раствора или свободного газа) масс-спектрометрическим методом производят определение изотопного состава водорода метана.Additionally, in gas samples from reference geochemical objects (drilling mud or free gas), the isotopic composition of methane hydrogen is determined by the mass spectrometric method.
На диаграммы соотношений изотопного состава углерода метана и изотопного состава водорода метана выносят результаты анализа и отрисовывают области, соответствующие эталонным объектам.On the diagrams of the ratios of the isotopic composition of methane carbon and hydrogen isotopic composition of methane, the results of the analysis are taken out and the regions corresponding to the reference objects are drawn.
После создания базы данных эталонных геохимических объектов осуществляют исследования на скважинах с межколонными газопроявлениями. Комплекс работ по оценке технического состояния этих скважин предусматривает проведение следующих мероприятий:After creating a database of reference geochemical objects, research is carried out on wells with annular gas showings. The complex of works to assess the technical condition of these wells provides for the following activities:
- измерение давления газа в межколонном пространстве (P1);- measurement of gas pressure in the annular space (P 1 );
- отбор проб газа в заполненные солевым раствором стеклянные бутылки емкостью 0,5 литра. Отбор проб производится через емкость, также заполненную солевым раствором, что исключает попадание атмосферного воздуха в пробу;- gas sampling into 0.5 liter glass bottles filled with brine. Sampling is carried out through a container also filled with a saline solution, which excludes the ingress of atmospheric air into the sample;
- в случае высокого давления и большого объема газа проводят газодинамические исследования по методике, приведенной в СТО Газпром 2-2.3-696-2013: определяют расход газа, производят расчет пустотного объема Vп и величины утечки газа qут. В качестве оценки масштаба перетока УВ по межколонному пространству принимается пустотный объем Vп межколонного пространства, который рассчитывается по формуле (2) или величина утечки qут, рассчитанная по формуле (1);- in the case of high pressure and a large volume of gas, gas-dynamic studies are carried out according to the methodology given in STO Gazprom 2-2.3-696-2013: the gas consumption is determined, the void volume V p and the amount of gas leakage q ut are calculated. As an estimate of the scale of hydrocarbon flow over the annular space, the void volume V p of the annular space is taken, which is calculated by the formula (2) or the amount of leakage q ut , calculated by the formula (1);
- в случае низкого давления или малого объема газа, как это бывает в подавляющем большинстве случаев, проводят усеченный комплекс газодинамических исследований: производят стравливание газа с замером его расхода и через одну-две минуты производят повторный замер давления (P1). В качестве оценки масштаба перетока УВ по межколонному пространству принимается величина (Р1-Р2)/Р1.- in the case of low pressure or small volume of gas, as is the case in the overwhelming majority of cases, a truncated complex of gas-dynamic studies is carried out: the gas is vented, its flow rate is measured, and after one or two minutes the pressure is re-measured (P 1 ). The value (Р 1 -Р 2 ) / Р 1 is taken as an estimate of the scale of hydrocarbon flow over the annular space.
Для выполнения хроматографического и изотопного анализа отобранную пробу газа делят на три части:To perform chromatographic and isotopic analysis, the sampled gas is divided into three parts:
- первая часть пробы отдается на хроматографический анализ для определения компонентного состава УВ;- the first part of the sample is given for chromatographic analysis to determine the component composition of hydrocarbons;
- вторая часть пробы отдается на масс-спектрометрический анализ для определения изотопного состава углерода метана;- the second part of the sample is given for mass spectrometric analysis to determine the isotopic composition of methane carbon;
- третья часть пробы отдается на масс-спектрометрический анализ для определения изотопного состава водорода метана;- the third part of the sample is given for mass spectrometric analysis to determine the isotopic composition of methane hydrogen;
Данные определения изотопного состава углерода и водорода метана выносят на эталонные диаграммы, производят идентификацию межколонного газа и определяют тот газоносный горизонт из которого газ поступил в межколонное пространство скважин.The data for determining the isotopic composition of carbon and hydrogen methane are taken out on the reference diagrams, the annular gas is identified and the gas-bearing horizon from which the gas entered the annular space of the wells is determined.
На стадии интерпретации данных проводят разбраковку скважин по их степени безопасности при эксплуатации: безопасны, относительно надежны и опасны для эксплуатации. При этом под безопасными понимаются скважины в межколонном пространстве которых газа нет, или в которых присутствует газ верхней надпродуктивной части разреза.At the stage of data interpretation, wells are graded according to their degree of safety during operation: safe, relatively reliable and dangerous for operation. In this case, safe wells are understood as wells in the annular space of which there is no gas, or in which there is gas from the upper overproductive part of the section.
В случае разработки многоярусного месторождения, под относительно надежными, понимаются скважины с газом залежей, еще не запущенных в эксплуатацию. Обычно они находятся выше разрабатываемых залежей и вводятся в эксплуатацию в следующую очередь.In the case of the development of a multi-tiered field, relatively reliable wells are understood as wells with gas from deposits that have not yet been put into operation. They are usually located above the developed deposits and are commissioned next.
Под опасными для эксплуатации понимаются скважины в межколонном пространстве которых содержится газ разрабатываемых залежей.Hazardous wells are understood as wells in the annular space of which the gas of the developed deposits is contained.
В случае выполнения комплекса газодинамических исследований выполняется комплексная интерпретация данных геохимических и газодинамических исследований, на основании которой также проводится разбраковка скважин по их степени надежности при эксплуатации.In the case of performing a complex of gas-dynamic studies, a comprehensive interpretation of the data of geochemical and gas-dynamic studies is performed, on the basis of which a sorting of wells is also carried out according to their degree of reliability during operation.
Пример реализации способа.An example of the implementation of the method.
На Бованенковском нефтегазоконденсатном месторождение в течение ряда лет проводились работы по определению природы межколонных газопроявлений по методике, предусматривающей определение изотопного состава углерода метана и состава УВ [RU 2175050 С2, МПК Е21В 43/00, G01V 9/00, опубл. 2000].At the Bovanenkovskoye oil and gas condensate field, for a number of years, work has been carried out to determine the nature of annular gas showings according to a method that provides for the determination of the isotopic composition of methane carbon and the composition of hydrocarbons [RU 2175050 C2, IPC Е21В 43/00, G01V 9/00, publ. 2000].
Эти работы показали, что в большинстве скважин в межколонном пространстве присутствует газ из верхней части разреза (из нижнеберезовских отложений), и только в незначительном количестве скважин - из промышленных залежей: сеноманских, танопчинских и ханты-мансийских. При этом газ из некоторых скважин трудно диагностируется по составу - это газ промежуточного состава, являющийся предположительно результатом смешения газа из нижнемеловых отложений и сеномана.These works showed that in most of the wells in the annular space there is gas from the upper part of the section (from the Lower Berezovka deposits), and only in a small number of wells - from industrial deposits: Cenomanian, Tanopchin, and Khanty-Mansi. At the same time, gas from some wells is difficult to diagnose by its composition - it is a gas of an intermediate composition, which is presumably the result of mixing gas from the Lower Cretaceous deposits and the Cenomanian.
Для уточнения интервалов попадания газа в межколонное пространство по ряду скважин дополнительно был выполнен отбор проб для определения изотопного состава водорода метана. Изотопный состав водорода и углерода метана нижнемеловых отложений, сеномана и нижнеберезовской подсвиты представлен в таблице 1.To clarify the intervals of gas ingress into the annular space along a number of wells, additional sampling was performed to determine the isotopic composition of methane hydrogen. The isotopic composition of hydrogen and carbon in the methane of the Lower Cretaceous deposits, Cenomanian and Lower Berezovskaya subformation is presented in Table 1.
Из данных таблицы 1 следует, что имеются значимые различия изотопного состава водорода и углерода метана газа нижнемеловых и верхнемеловых отложений, что позволяет определить какой из этих комплексов является источником межколонного газа.From the data in Table 1, it follows that there are significant differences in the isotopic composition of hydrogen and carbon methane gas of the Lower Cretaceous and Upper Cretaceous sediments, which makes it possible to determine which of these complexes is the source of annular gas.
Такая классификация наиболее однозначна для газа танопчинских отложений и сеномана. С меньшей степенью достоверности возможно «разделение» газа между залежами ТП1-6 и ТП7-11 и между отложениями сеномана и нижнеберезовской подсвиты.This classification is the most unambiguous for the gas of the Tanopchinsky deposits and the Cenomanian. With a lesser degree of reliability, it is possible to “separate” the gas between the deposits TP1-6 and TP7-11 and between the sediments of the Cenomanian and the Lower Berezovskaya subformation.
За счет дополнительного определения изотопного состава водорода метана появилась возможность уточнить классификацию проб, ранее попадавших в область газа промежуточного состава. Так, изотопные характеристики метана проб отобранных из межколонного пространства скважины 3309 (δ13Ссн4=-50,1
Была осуществлена комплексная интерпретация данных геохимических и газодинамических исследований и выполнена разбраковка скважин по степени их безопасности при эксплуатации. Так, по кустам эксплуатационных скважин №№32, 43 и 46 Бованенковского НГКМ был выполнен комплекс работ, который включал в себя измерение межколонного давления (Р1), отбор проб межколонного газа на хроматографический и масс-спектрометрический анализы, стравливание газа в течение одной минуты, повторный замер межколонного давления (Р2). В этом случае, величина (Р1-Р2)/Р1 характеризует, насколько за период стравливания газа упало давление.A comprehensive interpretation of data from geochemical and gas-dynamic studies was carried out and wells were sorted according to their degree of safety during operation. Thus, for the clusters of production wells No. 32, 43 and 46 of the Bovanenkovskoye oil and gas condensate field, a set of works was carried out, which included measurement of annular pressure (P1), sampling of annular gas for chromatographic and mass spectrometric analyzes, gas bleeding within one minute, repeated measurement of the annular pressure (P2). In this case, the value (P1-P2) / P1 characterizes how much the pressure has dropped during the gas bleeding period.
В таблице 2 приведен перечень скважин, в межколонном пространстве которых установлен газ из разрабатываемых танопчинских залежей. Из нее следует, что, в большинстве случаев, эти скважины характеризуются незначительным падением давления после стравливания газа. Так, в скважинах 3202, 4607 в течение минуты давление упало менее чем на 10%. Это свидетельствует, во первых, о значительном пустотном объеме межколонного пространства этих скважин, и, во вторых, о большой вероятности наличия процессов массопереноса УВ от разрабатываемых залежей по около скважинному пространству. Эти скважины представляют определенную опасность при разработке месторождения.Table 2 shows a list of wells, in the annular space of which gas from the developed Tanopchinsky deposits is installed. It follows from this that, in most cases, these wells are characterized by a slight drop in pressure after gas bleeding. So, in wells 3202, 4607, the pressure dropped by less than 10% within a minute. This indicates, firstly, a significant void volume of the annular space of these wells, and, secondly, the high probability of the presence of processes of mass transfer of hydrocarbons from the developed deposits along the near wellbore space. These wells pose a certain danger in the development of the field.
В скважинах 4301, 4303, наоборот, несмотря на то, что в их межколонном пространстве установлен танопчинский газ, давление упало более чем на 50%. Очевидно, что в силу малого пустотного объема межколонного пространства переток по этим скважинам незначителен и эти скважины были классифицированы нами как относительно надежные. В эту же категорию были отнесены скважины, содержащие межколонный газ вышележащей сеноманской залежи.In wells 4301, 4303, on the contrary, despite the fact that Tanopchin gas was installed in their annular space, the pressure dropped by more than 50%. Obviously, due to the small void volume of the annular space, the crossflow through these wells is insignificant and these wells were classified by us as relatively reliable. Wells containing annular gas from the overlying Cenomanian reservoir were also included in this category.
Наконец, те скважины, в межколонном пространстве которых газ не был выявлен, или в которых присутствовал газ верхней части разреза (межмерзлотный газ или газ из отложений ганькинской или березовской свит), были классифицированы нами как безопасные для эксплуатации.Finally, those wells, in the annular space of which no gas was detected, or in which there was gas from the upper part of the section (interpermafrost gas or gas from the deposits of the Gan'kinskaya or Berezovskaya formations), were classified by us as safe for operation.
Таким образом, заявляемый способ с дополнительным определением в межколонном газе изотопного состава водорода метана позволяет существенно повысить степень достоверности идентификации межколонного газа, уточнить источник его поступления в межколонное пространство и выполнить классификацию скважин по степени их безопасности при эксплуатации: безопасны, относительно надежны и опасны для эксплуатации.Thus, the proposed method with an additional determination of the isotopic composition of methane hydrogen in the annular gas allows to significantly increase the degree of reliability of the annular gas identification, to clarify the source of its entry into the annular space and to classify wells according to their safety during operation: safe, relatively reliable and dangerous for operation ...
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019145489A RU2730957C1 (en) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | Method of assessing technical condition of gas wells at deposits and underground gas storages |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019145489A RU2730957C1 (en) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | Method of assessing technical condition of gas wells at deposits and underground gas storages |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2730957C1 true RU2730957C1 (en) | 2020-08-26 |
Family
ID=72237841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019145489A RU2730957C1 (en) | 2019-12-27 | 2019-12-27 | Method of assessing technical condition of gas wells at deposits and underground gas storages |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2730957C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115078599A (en) * | 2021-03-10 | 2022-09-20 | 中国石油化工股份有限公司 | Reservoir connectivity evaluation method based on crude oil full-component concentration |
| WO2025020324A1 (en) * | 2023-07-25 | 2025-01-30 | 中国石油天然气股份有限公司 | Gas well annulus condition diagnosis method, apparatus and storage medium |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2175050C2 (en) * | 1998-06-01 | 2001-10-20 | Предприятие "Надымгазпром" | Method determining nature on interstring gas manifestations at stage of drilling and laying up of gas wells of multipool deposit by geochemical processes |
| WO2004104639A1 (en) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Leroy Ellis | Mud gas isotope logging interpretive method in oil and gas drilling operations |
| RU2493366C2 (en) * | 2008-04-09 | 2013-09-20 | Бп Эксплорейшн Оперейтинг Компани Лимитед | Geochemical survey of natural gas production from low-permeability gas fields |
| RU2494251C1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-09-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Сибирский Научно-Исследовательский Институт Геологии, Геофизики И Минерального Сырья" | Method for determining nature of inter-string gas shows of wells of multiformation oil-and-gas condensate deposits |
| WO2018208611A1 (en) * | 2017-05-08 | 2018-11-15 | Exxonmobil Upstream Research Company | Methods for using isotopic signatures to determine characteristics of hydrocarbon sources |
-
2019
- 2019-12-27 RU RU2019145489A patent/RU2730957C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2175050C2 (en) * | 1998-06-01 | 2001-10-20 | Предприятие "Надымгазпром" | Method determining nature on interstring gas manifestations at stage of drilling and laying up of gas wells of multipool deposit by geochemical processes |
| WO2004104639A1 (en) * | 2003-05-16 | 2004-12-02 | Leroy Ellis | Mud gas isotope logging interpretive method in oil and gas drilling operations |
| RU2493366C2 (en) * | 2008-04-09 | 2013-09-20 | Бп Эксплорейшн Оперейтинг Компани Лимитед | Geochemical survey of natural gas production from low-permeability gas fields |
| RU2494251C1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-09-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Сибирский Научно-Исследовательский Институт Геологии, Геофизики И Минерального Сырья" | Method for determining nature of inter-string gas shows of wells of multiformation oil-and-gas condensate deposits |
| WO2018208611A1 (en) * | 2017-05-08 | 2018-11-15 | Exxonmobil Upstream Research Company | Methods for using isotopic signatures to determine characteristics of hydrocarbon sources |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115078599A (en) * | 2021-03-10 | 2022-09-20 | 中国石油化工股份有限公司 | Reservoir connectivity evaluation method based on crude oil full-component concentration |
| CN115078599B (en) * | 2021-03-10 | 2024-05-31 | 中国石油化工股份有限公司 | Reservoir connectivity evaluation method based on crude oil whole component concentration |
| WO2025020324A1 (en) * | 2023-07-25 | 2025-01-30 | 中国石油天然气股份有限公司 | Gas well annulus condition diagnosis method, apparatus and storage medium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20250123258A1 (en) | Prediction of Reservoir Fluid Properties from Mud-Gas Data | |
| Al-Areeq | Petroleum source rocks characterization and hydrocarbon generation | |
| Hazra et al. | Evaluation of shale source rocks and reservoirs | |
| Humez et al. | An 8-year record of gas geochemistry and isotopic composition of methane during baseline sampling at a groundwater observation well in Alberta (Canada) | |
| CA3185032A1 (en) | Reservoir fluid property estimation using mud-gas data | |
| RU2730957C1 (en) | Method of assessing technical condition of gas wells at deposits and underground gas storages | |
| US2938117A (en) | Analysis determinative of gas or oil producing strata | |
| Osuji et al. | Geochemical implication of some chemical fossils as indicators of petroleum source rocks | |
| Zhou et al. | Decipher hydrocarbon generation and accumulation based on fluid inclusion and chronology: A case study from the Upper Paleozoic buried-hills in Huanghua Depression, Bohai Bay Basin | |
| Aadil et al. | Source rock evaluation with interpretation of wireline logs: A case study of lower Indus Basin, Pakistan | |
| Ghneej et al. | Fluid detection in carbonate reservoirs utilizing gas analysis-a case study | |
| WO2024136662A1 (en) | Method for predicting a fluid type of a reservoir fluid | |
| Furghieri Bylaardt Caldas et al. | Quality Isotope Analysis at the Wellsite: Two Case Studies that Validate GC-C-IRMS Mud Gas Isotope Logging for Deepwater Exploration and Development | |
| US2414913A (en) | Soil gas prospecting | |
| Fayçal et al. | The geochemical imaging technique for CO2 monitoring in the saline aquifer of Krechba Field Algeria | |
| Crampin et al. | Application of Advanced Mud Gas Logging for Improved Hydrocarbon Phase Determination in a Highly Depleted Reservoir | |
| Fatahillah et al. | Source rock formation evaluation using TOC & Ro log model based on well-log data procesing: study case of Ngimbang formation, North East Java basin | |
| Tang et al. | Fluid evolution and paleo-pressure recovery by Raman quantitative analysis in the Shahejie Formation of the western slope belt in Dongpu Sag, Bohai Bay Basin, China | |
| SU855588A1 (en) | Method of locating oil and gas deposits | |
| US20240318536A1 (en) | Mud-gas analysis for mature reservoirs | |
| CN113216950B (en) | Device and method for recognizing reservoir fluid through pressure response | |
| Mitchell et al. | Gas while drilling (GWD); a real time geologic and reservoir interpretation tool | |
| US11656211B2 (en) | Systems and methods for identifying gas migration using helium | |
| Laughrey | Comparative Natural Gas Geochemistry of the Hanson 31-5054z Water Well and Select Upper Jurassic–Lower Cretaceous Oil and Gas Wells, Northwest Louisiana | |
| Vaezian et al. | An evaluation on geochemical characteristics of some probable source rocks of Salman oil field in the Persian Gulf |