Наращивание суточной производительности – задача №1
Оператором подземных хранилищ газа в России с 2007 года является ООО «Газпром ПХГ». На сегодняшний день дочернее общество является одним из крупнейших профильных предприятий в структуре ПАО «Газпром». Консолидация имущества ПХГ в одной компании, как можно констатировать спустя 15 лет, стало основой эффективности её работы как вертикально интегрированного холдинга.
Сегодня в нашей стране эксплуатируется 23 газохранилища, из которых 7 сооружены в водоносных горизонтах структур, не содержащих ранее углеводородное сырье, 14 в истощенных газовых, газоконденсатных и газонефтяных месторождениях и 2 в отложениях каменной соли. Каждое ПХГ по производственным показателям характеризуется индивидуальными особенностями по объему хранения, количеству эксплуатационных скважин и максимальной суточной производительности.
Проблемы эксплуатации ПХГ в выработанных газовых и газонефтяных (газоконденсатных) месторождениях связаны в основном с геолого-промысловыми характеристиками залежей углеводородов и техническим состоянием забойного оборудования скважин. В их числе: разрушение пласта-коллектора с выносом в ствол скважины пластовой породы, вынос пластовых жидкостей (воды, жидких углеводородов), образование газогидратов, кольматация, а в некоторых случаях разрушение забойного оборудования (фильтров). Проблемы эксплуатации скважин ПХГ в водоносных горизонтах, по сути, аналогичные. Кроме этого, в некоторых случаях, имеет место несоответствие фактической производительности скважин проектным параметрам уже по окончанию строительства.
Ежегодно, в рамках инвестиционных программ, капитального и текущего ремонта, ООО «Газпром ПХГ» проводит мероприятия, направленные на увеличение суточной производительности ПХГ. В сезоне отбора 2021/22 максимальная суточная производительность ПХГ на начало отбора составила 847,9 млн м3. В соответствии с поручением Правления ПАО «Газпром» к сезону отбора 2022/2023 года максимальная суточная производительность должна быть увеличена до 852,4 млн м3, а в перспективе развития подземных хранилищ к 2030 году – почти до 1 млрд м3.
Решение описанной выше задачи неразрывно связано с повышением потенциала по производительности фонда скважин, что даже в случае имеющихся ограничений по пропускной способности объектов наземного обустройства действующих ПХГ, выведенных на проектные показатели, позволит продлить период работы на максимальных показателях (так называемая «полка производительности»), и, следовательно, при равных прочих условиях сократить период отбора. Значительная часть прироста производительности достигается благодаря профилактическим ремонтам на скважинах по замене или восстановлению работоспособности внутрискважинного оборудования, а также за счёт изменения характера вскрытия пласта-коллектора с увеличением площади зоны фильтрации. Опыт эксплуатации ПХГ ПАО «Газпром» подтверждает, что наиболее эффективным методом повышения продуктивности и приемистости скважин является реконструкция забоя с расширением ствола в интервале продуктивного пласта-коллектора. Для этого при участии специалистов «Газпром ПХГ» была разработана конструкция расширителя, позволяющего увеличивать диаметр открытого ствола пласта-коллектора до 280 мм, а в отдельных интервалах до 400 мм.
Положительные результаты опробования работоспособности конструкции расширителя на скважинах Калужского, Увязовского, Касимовского и Степновского подземных хранилищ газа позволяют сделать вывод о его практической ценности. В рамках проекта определен интегральный экономический эффект от внедрения комплекса инженерных решений, направленных на повышение производительности скважин ПХГ ПАО «Газпром», который превысил 6,6 млрд рублей.
Российский опыт – зарубежным коллегам
Повышение надежности и эффективности поставок газа в Турцию и Европу – основная задача ПХГ с долевым участием ПАО «Газпром». Современные внешние политико-экономические условия формирования и функционирования экспортных газотранспортных потоков из России в страны Старого света заставляют диверсифицировать направления поставок газа с концентрацией мощностей на северном («Северный поток») и южном («Турецкий поток», «Голубой поток») направлениях. В 2014 году руководством газового холдинга была поставлена задача рассмотреть возможность использования навыков отечественных специалистов для проведения ремонта скважин ПХГ ПАО «Газпром» в европейских государствах. Речь шла, в первую очередь, о ПХГ «Банатский Двор» (Республика Сербия). В процессе его эксплуатации возникла проблема снижения технической надежности фонда скважин, что явилось естественным процессом, как следствие, произошло уменьшение производительности ПХГ в целом. Решение заключалось в поиске оптимальной технологии формирования высоконадежного эксплуатационного забоя скважин ПХГ, в том числе в осложненных горно-геологических условиях, и закрепления кровли пласта-коллектора. Требовалось провести мероприятия по вырезке участка колонны и расширению ствола скважин в заданных интервалах. Для реализации проекта были привлечены представители головного офиса «Газпром ПХГ» и работники профильных филиалов дочерней компании, специализирующиеся на аварийно-восстановительных работах и капитальном ремонте скважин. Наибольший опыт в проведении подобных работ имеют специалисты филиала «Ставропольское УАВР и КРС», в чьей зоне ответственности находятся газохранилища с разными геологическими строениями – от Краснодарского края до Ленинградской области.
Промышленная реализация технико-технологических решений проходила на семи скважинах «Банатского Двора». Авторами была разработана технология закрепления прикровильной зоны пласта-коллектора в скважинах подземного хранилища газа. Было обосновано применение гравийной обсыпки полифракционного состава, исходя из условия предотвращения пескопроявлений скважин и кольматации щелей бескаркасного фильтра, а также создали модель рационального распределения фракций гравия. Ликвидация каверн в прикровильной зоны пласта коллектора с неустойчивым сводом за башмаком эксплуатационной колонны предполагалось осуществлять путем заполнения цементным раствором, формирующим монолитный цементный камень. Для этого использовались следующие технические решения: устройства для фрезерования колонны и формирования каверны (принцип его действия и преимущества описаны в предыдущем разделе), система разобщения межтрубного пространства над фильтром, системы фильтровой компоновки, узел разобщения межтрубного пространства над фильтром и сам фильтр. Схожесть горно-геологических условий эксплуатаций скважин ПХГ в России и за рубежом позволило провести комплексную работу с первоочередной апробацией отдельных результатов на ПХГ России и последующей реализацией на ПХГ ПАО «Газпром» за рубежом.
Внедрение инновационной разработки увеличило производительность скважин в среднем в 1,7 раза по промысловым данным, а по данным газодинамических исследований – более чем в 2,5 раза. Финансовый эффект от внедрения технологии формирования высоконадежного эксплуатационного забоя за счет получения дополнительной прибыли и экономии эксплуатационных расходов составил почти 650 миллионов рублей, а чистый дисконтированный доход превысил 3 млрд рублей.
