Гравиметрический мониторинг для контроля за разработкой газовых залежей
Гравиметрический мониторинг - повторные измерения значений силы тяжести на стационарно закрепленных пунктах.
Физическая основа данного метода - изменение плотности горных пород вследствие взаимного замещения флюидов в поровом пространстве и изменения их термодинамического состояния (параметров давления и температуры).
Гравиметрический мониторинг является частью общего комплекса мониторинга эксплуатации месторождения. Одно из основных преимуществ данного метода по сравнению с традиционными методами ГИС-контроля – получение информации о процессах протекающих в залежи в площадном варианте, а не в точечном (в непосредственной близости от скважин). Кроме того, это метод, базирующийся на принципах отличных от использующихся скважинными методами мониторинга (в первую очередь – НГК), что позволяет получать независимую информацию о состоянии залежи.
Гравиметрический мониторинг - один из самых недорогих способов контроля за продвижением фронта газо-водяного контакта (ГВК) при отборе газа из залежи. Это экологически безопасный метод контроля, позволяющий сократить потребность в бурении наблюдательных скважин, что дает возможность в итоге существенно уменьшить затраты Заказчика. Главной целью мониторинга является предоставление Заказчику информации, необходимой для предотвращения неконтролируемого обводнения залежи, приводящего к выходу из эксплуатации как отдельных добывающих скважин, так и к потере утвержденных Госкомиссией запасов УВ.
Геолого-технологические задачи, решаемые при проведении гравиметрических мониторинговых работ:
♦ независимый контроль разработки месторождения на основе установления связей между изменениями силы тяжести и параметрами газодобычи;
♦контроль и прогнозирование направления и скорости продвижения ГВК на всей территории месторождения по данным гравиметрии, включая межскважинное пространство и периферию залежей, где отсутствуют наблюдательные скважины;
♦ контроль за просадками на земной поверхности, связанными с разработкой газовой залежи (геодинамический мониторинг), которые могут представлять опасность для инфраструктуры месторождения;
♦ независимая заверка данных ГИС-контроля, выявление локальных конусов обводнения вокруг наблюдательных скважин и погрешностей интерпретации ГИС;
♦ интегрирование результатов гравиметрических работ (текущего положения и уровня подъема ГВК) в программные комплексы Заказчика («Eclipse»,«Roxar» и т.д.), для уточнения гидродинамической модели.
Полевые исследования:
Гравиметрический мониторинг – принципиально более сложный вид исследований, чем привычная гравиразведка. Для получения сверхвысокоточных измерений силы тяжести (на порядок превосходящих точность стандартных площадных съемок и достигающих субмикрогальной точности) и эффективной интерпретации полученных данных необходимы устранение и учет множества помехоообразующих факторов - за изменение микрорельефа вблизи гравиметрических пунктов, изменения плотности грунта, атмосферного давления и т.д.
Необходима высокая устойчивость и стабильность гравиметрических пунктов для сохранения временных рядов измерений на протяжении многих лет. Поэтому на исследуемой площади оборудуются долговременные гравиметрические пункты специальной конструкции.
Применяется методика многократных измерений приращений силы тяжести относительными гравиметрами с использованием сеансов наблюдения повышенной продолжительности (что дает возможность накопления сигнала и фильтрации помех), дополнительная температурная стабилизация аппаратуры, защита от атмосферных воздействий, перевозка гравиметров в виброзащищенных контейнерах
Помимо измерения приращения силы тяжести между пунктами, выполняются измерения абсолютных значений силы тяжести на отдельных пунктах наблюдательной сети для контроля изменений общего уровня съемки между сезонами мониторинга.
Применяемое оборудование:
Высочайшие требования к точности и достоверности измерений, в совокупности с необходимостью выполнения работ в сжатые сроки без чрезмерного удорожания работ, обуславливают необходимость применения для гравиметрического мониторинга только специально отобранных гравиметров, регулярно проходящих тщательный предсезонный и послесезонный контроль на сертифицированном гравиметрическом полигоне.
Используются наиболее точные из существующих на сегодняшний день в мире полевых всесезонных гравиметров: относительные гравиметры Scintrex Autograv CG-5 и CG-6, баллистический гравиметр Micro g LaCoste A10.
Средства обработки и интерпретации:
Для первичной обработки используется программный комплекс «Монитор», разработанный в ООО «ТНГ-Казаньгеофизика».
Для администрирования баз исходных данных мониторинга и выполнения стандартизированых процедур в рамках интерпретации результатов мониторинговых измерений (построение графиков изменений различных параметров во времени, карт, таблиц, расчет исходных параметров для моделирования) применяется программный комплекс «Монитор-интерпретация», разработанный в ООО «ТНГ-Казаньгеофизика».
Моделирование (решение прямой и обратной задачи) осуществляется программным обеспечением «GMSYS-3D» (Oasis montaj). Моделирование выполняется в трехмерном варианте с использованием всей совокупности геолого-геофизической информации. На основании полученных трехмерных моделей выполняется расчет гравитационных эффектов и их сопоставление с результатами полевых измерений.
Опыт выполнения гравиметрического мониторинга:
Высокоточный гравиметрический мониторинг с целью контроля за разработкой газовых залежей регулярно выполняется ООО «ТНГ-Казаньгеофизика» с 2013 г по настоящее время. За этот период отработано свыше 43000 кв.км на Заполярном НГКМ, Бованенковском НГКМ, Чаяндинском НГКМ, Ковыктинском ГКМ (Ковыктинский и Хандинский лицензионные участки). Работы производятся в летний и зимний периоды, в условиях крайнего севера, тундры, таежной и горной местности.