image
energas.ru

Газовая промышленность № 6 2017

Геология и разработка месторождения

01.06.2017 11:00 РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ОСОБЕННОСТИ ЗАКОЛОННЫХ ГАЗОПРОЯВЛЕНИЙ НА ЯМБУРГСКОМ НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ
Заколонные газопроявления различной интенсивности из интервала криолитозоны при оттаивании снежного покрова в приустьевой части скважин наблюдаются с самого начала освоения Ямбургского нефтегазоконденсатного месторождения (ЯНГКМ). В статье проанализированы возможные причины и источники газопроявлений. Рассмотрены генетические типы углеводородных газов, встречающихся в толщах многолетнемерзлых пород (ММП) на территории района исследования. Представлены фото газопроявлений, зафиксированных авторами в 2016 г. Основным результатом исследования является построенная на основании фактических материалов схема распространения газопроявлений на всей территории ЯНГКМ.
Открыть PDF


Проблема заколонных газопроявлений в процессе эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин существует с начала освоения газовых месторождений севера Западной Сибири [1–3]. Основной причиной заколонных газопроявлений служит оттаивание околоскважинного массива мерзлых пород и высвобождение внутримерзлотного газа, который может находиться как в свободной, так и в газогидратной форме [1]. Не является исключением и ЯНГКМ. О реликтовых газогидратах, залегающих на ЯНГКМ в верхних горизонтах ММП, известно с конца 1980-х гг. [4]. Однако распространение таких газопроявлений по территории месторождения и генезис газа в них остаются неисследованными. Исследование заколонных газопроявлений на ЯНГКМ представляет интерес еще и по той причине, что большинство эксплуатационных скважин уже длительное время находятся в работе и создали вокруг себя достаточно значительный ореол оттаивания ММП. Текущая скорость продвижения границы оттаивания весьма невелика, и поэтому встает вопрос о затухании внутримерзлотных газопроявлений на давно работающих скважинах.

Исследование распространения заколонных газопроявлений удобнее всего проводить в весенне-летний период, когда вследствие оттаивания околоскважинного массива пород и заполнения водой приустьевых воронок в них наблюдаются выходы газа (рис. 1, 2). Природа таких газопроявлений остается неясной (возможен как внутримерзлотный источник газа, так и перетекание более глубинного газа сквозь оттаявший массив пород вокруг скважины), но очевидно, что в подавляющем большинстве случаев их порождает тепловое воздействие работающей скважины на окружающий массив мерзлых пород.

Известно, что в многолетнемерзлых толщах (ММТ) существует несколько генетических типов углеводородных газов [5].

 

Биохимический  (болотный) газ

В приповерхностных слоях криолитозоны биохимический метан накапливается как в сезонно-талом слое, так и в толще ММП. Он может залегать как в рассеянном состоянии, так и в виде достаточно крупных скоплений, особенно при переходе в гидратное состояние в ММТ. Распространен на больших площадях в промерзших осадочных толщах. Теоретически рассматривается как основной парниковый газ, который поступает в атмосферу в полярных областях, и как потенциальный источник энергоснабжения для небольших поселений, удаленных от систем регионального газоснабжения.

Image_003.png

Рис. 1. Заколонные газопроявления (грифоны) около эксплуатационных газовых скважин ЯНГКМ (фото Н.Р. Аветова)  

Катагенетический (термогенный) газ

Еще в 1940–1950-х гг. имелись сведения о том, что в толще ММП встречаются нефтегазоносные пласты: на побережье моря Лаптевых и в мелководных озерах были зафиксированы выходы газа на дневную поверхность, обусловленные развитой складчатостью и значительной тектонической раздробленностью осадочного чехла. Газовые выбросы отмечались также в разведочных скважинах (с глубин до 120 м с дебитами до 500 м3/ч) [6]. Причем газовые скопления приходились на пласты туффитов и песчаников пермско-триасового возраста с достаточно хорошими коллекторскими свойствами, т. е. имело место промерзание обычных нефтегазоносных залежей.

Смешанный газ (биохимический + катагенетический)

Можно говорить еще об одной возможной причине появления в пределах ММТ глубинного, или катагенетического газов – о миграции по проницаемым зонам (разломам) или литологическим окнам. При этом глубинный газ, поступающий в приповерхностные слои, обязательно должен смешиваться с местным, биохимическим.

В связи с тем, что источники газа на разных скважинах ЯНГКМ могут быть различными (внутримерзлотный газ четвертичных отложений, палеогеновый газ тибейсалинской свиты, газ нижележащих продуктивных горизонтов, поступающий посредством миграции по литологически проницаемым зонам), было решено провести наблюдения за распространением и особенностями газопроявлений в приустьевых частях скважин.

На основе собственных наблюдений, анализа геолого-геофизической информации и статистической обработки имеющихся данных была построена схема расположения скважин, на которых наблюдались заколонные газопроявления на ЯНГКМ (рис. 2).

Image_005.png

Рис. 2. Места распространения газопроявлений (грифонов) в приустьевых частях газовых и газоконденсатных скважин на территории ЯНГКМ

Большинство подобных явлений было зафиксировано на центральной Ямбургской площади. Также они широко распространены на Харвутинской и Анерьяхинской площадях. Стоит отметить, что газопроявления были зафиксированы вокруг скважин, вскрывших как сеноманский, так и валанжинский ярусы, а также вокруг разведочных и поисковых скважин. По данным наблюдений, интенсивность выделений газа на всей территории месторождения изменяется не сильно, и визуально они наблюдаются в весенне-летний период при заполнении водой приустьевых участков. То есть даже длительно работающие скважины со значительным радиусом протаивания не прекращают генерировать проявления внутримерзлотного газа.

Многие газопроявления наблюдались в непосредственной близости от ствола скважины, что легко объяснимо проникновением газа из глубоких слоев ММП на поверхность вдоль контакта «цементное кольцо – вмещающая порода», где возможно формирование зоны повышенной проницаемости. Также значительное число газопроявлений фиксировалось на расстоянии нескольких метров от ствола скважин, что может объясняться неглубоким залеганием внутримерзлотного источника газа, затронутого ореолом оттаивания от скважины. Общая схема формирования потока внутримерзлотного газа представлена на рис. 3.

Что касается состава газа из газопроявлений, то, по данным [7], в основном газ на 91–92 % представлен местным биохимическим метаном с примесью азота (8–9 %). Можем предположить, что присутствие столь значительного количества азота во внутримерзлотном газе свидетельствует о его местном, биохимическом происхождении и отсутствии связи с глубоко лежащими продуктивными горизонтами.

В дальнейшем планируется использовать сопоставление компонентного и изотопного составов газа для более точного определения источников газопроявлений на каждой из скважин, где будет произведен отбор проб газа.

 Image_007.png
Рис. 3. Схема формирования потока внутримерзлотного газа при оттаивании ММП вокруг работающей скважины


ВЫВОДЫ

1. Заколонные газопроявления широко распространены практически на всей территории ЯНГКМ.

2. Причинами заколонных газопроявлений могут быть находящиеся в пределах ММТ углеводороды различного происхождения и мигрирующий по проницаемым зонам (разломам) или литологическим окнам более глубокий катагенетический или смешанный газ.

3. Для определения источников заколонных газопроявлений необходим детальный лабораторный анализ компонентного и изотопного состава углеводородов газа из грифонов в представительных пробах.

4. Принимая во внимание выраженное групповое расположение скважин, на которых были зафиксированы заколонные газопроявления, можно предположить, что на ЯНГКМ имеет место явление сгущения неглубоких газовых
и газогидратных скоплений. 



← Назад к списку