Нетрадиционные источники УВ: генезис, закономерности, методы прогноза, поисков и освоения > Сланцевая революция: мифы и реальность
Геологический аспект "сланцевой революции"
Шестопалов Анатолий Васильевич:
Бабичев Н.И., Либер Ю.В., Абрамов Г.Ю. Интенсификация работы скважин водоснабжения, газо и нефтедобычи с использованием технических средств скважинной гидротехнологии. / Доклады научного симпозиума "Неделя горняка - 2000", семинар N17 "Перспективы развития физико-химических способов добычи полезных ископаемых" (31.01-04.02.2000г., МГГУ, г.Москва). - Горный информационно-аналитический бюллетень, N 5. - М.: Московский государственный горный университет (МГГУ), 2000. - с.82-85
http://img-fotki.yandex.ru/get/9806/223316543.d/0_15c830_19954493_orig
http://img-fotki.yandex.ru/get/9491/223316543.d/0_15c831_742c9a87_orig
http://img-fotki.yandex.ru/get/9169/223316543.d/0_15c832_6737fc3d_orig
http://img-fotki.yandex.ru/get/6710/223316543.d/0_15c833_367b83ff_orig
Бабичев Н.И., Либер Ю.В., Абрамов Г.Ю.
Интенсификация работы скважин водоснабжения, газо и нефтедобычи с использованием технических средств скважинной гидротехнологии
Традиционные скважины водоснабжения, нефте- и газодобычи, оборудованные фильтрами, спускаемыми на колонне обсадных труб или сооружаемыми на контакте с продуктивным пластом путем перфорации стенок обсадных колонн, часто не обеспечивают нужной производительности из-за больших гидравлических сопротивлений фильтра и прилегающей за глинизированной зоны, в результате химической и механической кальматации, а также из-за увеличения выноса песка через фильтр при превышении предельной нагрузки. Значительно повысить производительность таких скважин (в 2-3 раза) при снижении стоимости строительства и обслуживания позволяют скважины с увеличенной приемной зоной, водоприемником в которых является большая полость, формируемая в продуктивном пласте техническими средствами СГТ. Опыт эксплуатации таких скважин в России и Белоруссии для добычи воды, названных безфильтровыми, показывает, что они обеспечивают:
• меньшую материалоемкость (отпадает необходимость установки фильтра, снижается диаметр обсадных труб);
• простоту и снижение времени сооружения скважин;
• большую (в 2-3 раза) производительность;
• экономическую эффективность (снижение стоимости воды при резком снижении обслуживания).
Однако такие скважины сооружались лишь в благоприятных горно-геологических условиях - устойчивая кровля, представленная известняками, мергелем или плотными глинами и слабосвязный песчаный водоносный горизонт (1).
Разработанный в рамках выполнения программы ВПК технические средства скважинной гидротехнологии, обеспечивающие проходку подземных полостей в породах любой прочности и сооружение на любой глубине искусственных перекрытий, позволяют оборудовать скважины с увеличенной приемной зоной в любых условиях (2).
Так, при неустойчивых породах в кровле и достаточной устойчивости пород самого водовмещающего пласта водоприемная полость приобретает вид вертикального цилиндра, заполняемого для предотвращения деформации стенок крупнозернистым песком и гравием (рис. 1).
При неустойчивых породах кровли и неустойчивых породах водовмещающего пласта после завершения бурения скважины в нее опускается колонна труб, перфорированная в интервале от кровли до почвы пласта и после спуска в нее скважинного снаряда начинается размыв пород за стенками перфорированной трубы с образованием цилиндрической полости, заполняемой переотложенными крупными фракциями водовмещающего пласта, или при отсутствии таких фракций - крупнозернистым кварцевым песком, подающимся с поверхности (рис. 2). Такой же способ увеличения приемной зоны эффективен при переоборудовании фильтровых скважин в скважины с увеличенной приемной зоной.
Рис. 1. Скважина с увеличенной приемной зоной для водоносных залежей с устойчивыми водовмещающнми породами: 1 - обсадная колонна; 2 - затрубная цементация; 3 - искусственная кровля; 4 - удаление пульпы; 5 - водоподающая колонна; 6 - воздухоподающая колонна; 7 - гидромониторный узел; 8 - водовыдачная колонна; 9 - погружной насос; 10 - гравийная засыпка.
Рис. 2. Скважина с увеличенной приемной зоной для водоносных залежей с неустойчивой кровлей и неустойчивыми разнозернистыми породами водовмещающего горизонта: 1 - направляющая колонна труб; 2 - затрубная цементоция; 3 - колонна обсадных труб с перфорированной нижней зоной (4); 5 - став водоподающих труб; 6 - став воздухоподающих труб; 7 — гидромониторный узел; 8 - водовыдачный став; 9 - погружной насос; 10 — гравийная засыпка.
При устойчивых породах кровли и неустойчивых водовмещающих породах водоприемная полость выполняется в виде перевернутого конуса с углом заложения боковой поверхности меньше или равной углу естественного откоса водовмещающих пород под водой. При недостаточной устойчивости пород осуществляется их крепление различными способами (3, 4, 5). Скважины с такой конфигурацией водоприемной зоны получили название "бесфильтровых".
Все виды вышеприведенных конструкций скважин с увеличенной водоприемной зоной, предложенные сотрудниками НПЦ "Геотехнология" прошли пробные испытания в регионах республики Колумбия. Результаты этих работ приведены в таблице 1.
Как видно из таблицы, увеличение приемной зоны позволило поднять дебит не менее чем в 2-3 раза и повысить качество откачиваемой воды за счет снижения содержания твердых взвесей. Вода стала практически прозрачной.
Использование технологии и технических средств СГТ для восстановления газодобычных скважин было осуществлено в США в угольном бассейне Сан Хуан, штат Нью Мексико.
Рис. 3. Результаты работ по интенсификации добычи газа в штате Нью-Мексико США с помощью технических средств СГТ.
Угольный пласт мощностью около 1 м залегает на глубине 1 км содержит в больших объемах метан. Б 1995 году в НПЦ "Геотехнология", владеющей лицензией на право проектирования объектов добычи полезных ископаемых с применением технологии скважинкой гидродобычи, обратилась фирма "Ресурс-Девелпмент" по вопросу создания подземных полостей в забойной зоне газодобычных скважин для восстановления их дебита. Работы были выполнены в течение года по предложенному НПЦ "Геотехнология" проекту на 5 скважинах, выведенных из добычи из-за падения дебита.
В результате проведенных работ производительность скважин возросла в 4-6 раз по сравнению с первоначальным (рис. 3).
Комплект оборудования применяемого для работ по созданию коллекторов состоял из поршневого высоконапорного насоса PZ-8 Гарднер Денвер используемого при бурении нефтегазовых скважин и передвижной компрессорной станции.
Коллектора проходились скважинным добычным снарядом СГС-14 (патент США 4934466 от 19 июня 1992 г.) [4]. Б забое скважины размещали снаряд скважинной гидродобычи и подачей высоконапорной воды разрушали горный массив на горизонте газоносности выполняя в нем радиальные выработки шириной до одного метра на глубину до трех метров и по высоте равные мощности газоносного пласта (средний диаметр каверны 5 м).
Снаряд скважинной гидродобычи изготовлялся по разработанным в НПЦ "Геотехнология" чертежам на заводе в г.Денвер. Двухтрубный став собирался из труб нефтяного сортамента.
Большой интерес для промышленности разных стран мира в ближайшие десятилетия будет представлять интенсификация нефтеотдачи скважин проходкой протяженных коллекторов с использованием гидроперфораторов с эжектированием абразивных материалов.
Выбор рационального способа вскрытия продуктивных пластов при использовании вращательного способа бурения, предусматривающего применение промывочной жидкости, является одной из сложнейших проблем современной техники и технологии добычи нефти и газа.
Рис. 4. Вскрытие продуктивных слоев перфораторами различных типов а) гидроперфоратором с эфектированием абразива; б) кумулятивным перфоратором: 1 - буровая скважина с затрубной цементацией; 2 - обсадная колонна; 3 - колонна труб для подачи абразива в струю сжатого воздуха; 4 - водоподающая колонна; 5 - гидромониторный узел; 6 - струя гидромонитора; 7 - щелевые отверстия проперфорированные в осадной колонне и цементном стакане; 8 - полость, заполненная абразивом крупными фракциями из залежи; 9 - кумулятивный заряд; 10 - детонирующий шнур; 11 — перфорация в обсадной колонне и цементном кольце; 12 - геофизический кабель; 13 - слой непроницаемых пород; 14 - продуктивный слой.
В настоящее время наиболее применяемыми способами вскрытия пластов является перфорация пулевыми, торпедными и кумулятивными перфораторами.
Однако, все они обладают следующими недостатками:
• относительно небольшой вскрытой поверхностью (менее 1 % от поверхности труб в пределах пласта);
• уплотнением пород в местах вскрытия );
• возможностью разрушения из-за большой мощности взрыва, обсадной колонны и выхода скважины из числа действующих.
Этих недостатков лишен гидропескоструйный способ вскрытия, основанный на местном эрозионном разрушении обсадной колонны, цементного кольца и продуктивных пород струей жидкости с песком, истекающей с большой скоростью из насадок, направленных в сторону скважины. За короткое время струя жидкости с песком образует отверстие или щелевидную прорезь в обсадной колонне, цементном камне и разрушает продуктивные породы за стенкой на относительно большом расстоянии с выносом разрушенных частиц из образуемой полости. Других опасных нарушений обсадных труб и цементного камня при этом не происходит. Однако высокая абразивная способность песка приводит к износу насосного оборудования и труб по которым эта смесь прокачивается. Этого недостатка лишена новая технология вскрытия продуктивных пластов [2] с использованием гидроперфораторов с эжектированием абразивного материала, при которой насосы подают промывочную жидкость (без добавки глинистого материала) в специальное смесительное устройство, где формируемая струя сама эжектирует абразивный материал и направляет его на объект разрушения (рис. 4). Сжатый воздух подающийся под давлением большим, чем давление столба жидкости в местах перфорации, отжимает уровень пульпы ниже оси струи, обеспечивая ей дальность полета 2-3 метра от оси скважины. По мере разрушения пород в забое, происходит их классификация по крупности. При этом наиболее крупные фракции вместе с частью абразивного материала оседает на дно образующейся щелевой выработки, предотвращая деформацию стенок. Мелкий материал вместе с потоком отработанной жидкости поступает снова в ствол скважины, где по межтрубному пространству выдается на поверхность. В комплект оборудования применяемого для пескоструйной перфорации входят высоконапорный поршневой насос и компрессор.
Таким образом, вокруг ствола скважины образуется зона повышенной проницаемости, обеспечивающая приток нефти к скважине. Это позволяет поднять дебит откачки и общее извлечение из скважины, т.к. при прострелочных работах перфорируется только зона, составляющая менее 1 процента от общей поверхности трубы, контактирующей с продуктивным пластом.
При применении новой технологии вскрытия продуктивных пластов между взаимодействующими скважиной и самим пластом в зоне повышенной проницаемости создается буферная емкость объемом в десятки кубометров, позволяющая интенсифицировать процесс нефтеотдачи пласта. Это позволяет на первом этапе рекомендовать такую технологию вскрытия прежде всего для восстановления дебита старых скважин и на новых скважинах, вскрывающие пласты с низкими фильтрационными свойствами.
Технология резания стальных труб и цемента путем эжектирования абразива прошла опытные испытания на стенде в городе Гранада штата Мета (Колумбия).
Список литературы
1. Башкатов Д.Н., Сулакшин С.С., Драхлис С.Л. и др. Справочник по бурению скважин на воду. - М., Недра, 1979.
2. Бабичев Н.И., Николаев А.И. Способ вскрытия текучих полезных ископаемых и устройство для его осуществления. - Патент РФ на изобретение 2123579 от 22.11.1998.
3. Бабичев Н.И., Николаев А.Н. и др. Устройство для крепления кровли добычных камер. - Патент на изобретение 2101507 от 10.01.1998.
4. Павельев В.А., Абрамов Г.М., Бабичев Н.И., Дмитриев В.А. Устройство для скважинной гидродобычи. - Патент США 4934466 от 19.06.1990.
Шестопалов Анатолий Васильевич:
Увеличить: http://img-fotki.yandex.ru/get/9491/223316543.e/0_15c906_40df356_orig
Видео: http://youtu.be/r_47Q_yhewM
Я на фоне оборудования для гидрорасчленения угольного пласта (Украина, Центральный район Донбасса, Горловка)
После нагнетания воды в угольный пласт при его отработке обнаруживаются вертикальные трещины (от кровли до почвы), вид сверху
Шестопалов Анатолий Васильевич:
----- Original Message -----
From: Вера ***
To: sinergo@mail.ru
Sent: Friday, March 07, 2014 1:04 PM
Subject: Просьба Rusenergy об интервью
Здравствуйте, Анатолий Васильевич! Вас беспокоят из журнала "Rusenergy. Разведка и добыча". Меня зовут Вера. Наш журнал собирается посвятить часть следующего номера нетрадиционным источникам метана. В связи с этим очень бы хотела с Вами пообщаться или сделать интервью. Примерные вопросы у меня следующие:
1) Какой из нетрадиционных источников газа Вы считаете наиболее значимым с коммерческой стороны? Почему?
2) Какие технологии добычи метана угольных пластов применяются в России? Чем они отличаются от технологий, применяемых в США, Китае, Канаде, Австралии (возможно, ещё в каких-то других странах)?
3) По каким критериям оценивается перспективность месторождения в плане добычи МУП? Какие критерии самые важные и почему?
4) Каковы главные проблемы добычи МУП?
5) На первый взгляд, промышленная добыча метана из угольных пластов должны быть выгодна угольщикам, так как помогает сэкономить на дегазации шахты. Однако представители угольной сферы часто против этого. Как Вы считаете, в чём причина?
6) Каковы перспективы развития отрасли добычи метана из метаногидратов? Каковы ее перспективы в Японии, США, России и др. странах? Может ли разразиться метаногидратовый бум (как в своё время сланцевая революция)?
6) По какому пути, скорее всего, пойдут технологии добычи метаногидратов: изменение температуры-давления или нахождение необходимого заместителя (типа CO2)?
6) Как Вы относитесь к идее об опасности добычи метаногидратов для климата?
7) Более "перспективные" метаногидраты находятся все-таки на суше или под морским дном?
8 ) При каком уровне цен на газ может быть выгодна добыча МУП? При каком уровне цен будет выгодна добыча метаногидратов?
9) Как Вы оцениваете перспективы доманика и баженовской свиты в России? Что нам говорит в этом плане международный опыт?
Заранее спасибо.
--
Вера ***
***
----- Original Message -----
From: sinergo@mail.ru
To: Вера ***
Sent: Friday, March 07, 2014 18:00 PM
Subject: Re: Просьба Rusenergy об интервью
Здравствуйте Вера!
Сегодня и завтра мне некогда (праздник у моих девчат). Поздравляю и вас с Днем 8 Марта!!! Желаю Вам всего самого самого ...!
Посмотрите мое отношение к вашим и близким вопросам на форуме в теме начиная с поста http://deepoil.ru/forum/index.php/topic,58.msg2006.html#msg2006 А вообще я уже давно (8 лет) за переход к энергетике на основе холодного ядерного синтеза http://deepoil.ru/forum/index.php/topic,46.msg2402.html#msg2402
А лучше сразу к автономным источникам энергии таким как, например, демонстрировал Никола Тесла. Они уже сто лет известны, но углеводородная и атомная энергетика этого не допускают и не допустят. И только обстоятельства непреодолимой силы (землетрясения, наводнения, война и т.п. катаклизмы) могут заставить правительства России и/или США и/или Китая перейти к шестому технологическому укладу. Когда наступит это время я не берусь предсказывать, общество еще не созрело. При капитализме (рыночных отношениях) это никому не надо.
PS: Как вы на меня вышли и как собираетесь общаться (вы ко мне или я к вам или по почте)
Шестопалов А.В.
Видео: http://youtu.be/8Tss0WMH35c
Шестопалов Анатолий Васильевич:
Сайт Григория Абрамова (США) того самого который написал письмо Бабичеву Николаю Игоревичу, опубликованное мною ранее http://deepoil.ru/forum/index.php/topic,58.msg2632.html#msg2632
http://www.boreholemining.com/
И опять мы видим тот же самый рисунок, что и у Бабичева Н.И.
на выставке и в материалах симпозиума "Неделя горняка"
http://deepoil.ru/forum/index.php/topic,58.msg2627.html#msg2627
http://deepoil.ru/forum/index.php/topic,58.msg2635.html#msg2635
http://deepoil.ru/forum/index.php/topic,58.msg2625.html#msg2625
http://www.miningrecord.com/
1994
http://img-fotki.yandex.ru/get/9819/223316543.e/0_15cd84_57aacb79_orig
http://www.miningengineeringmagazine.com/
2001
http://img-fotki.yandex.ru/get/9837/223316543.e/0_15cd85_f51bd883_orig
http://www.miningengineeringmagazine.com/
2004
http://img-fotki.yandex.ru/get/9743/223316543.e/0_15cd83_6ea32fc8_orig
Шестопалов Анатолий Васильевич:
Нестыковочка, а может маскировка: у богатейшего человека Америки дешевенький аккаунт (мало дискового пространства) и он вынужден выкладывать свою статью на бесплатный сервер https://docs.google.com/file/
секретный Герой капиталистического труда Соединенных штатов америки, обеспечивший успехи американцев в промысловой добыче угольного метана, метана из плотных песчаников, первое место в мире по добыче природного газа (2009г.) и "сланцевую революцию", и это еще не все (в ближайшее будущее добыча метана из каменных солей и из гидрата).
http://www.geodrillinginternational.com/
2007
http://img-fotki.yandex.ru/get/9801/223316543.e/0_15cd87_fb70afd2_orig
https://docs.google.com/file/d/0Bw4RwdkDpprZMzljZmIwODUtYjk4Ni00MDg0LTlmODQtZDAwNjEyNDhiNDYw/edit
http://img-fotki.yandex.ru/get/9796/223316543.e/0_15cd88_e6d5fec5_orig
http://img-fotki.yandex.ru/get/9744/223316543.e/0_15cd89_db2ef1bd_orig
http://img-fotki.yandex.ru/get/9801/223316543.e/0_15cd8a_c178f468_orig
Навигация
Перейти к полной версии