Preview

Наука. Инновации. Технологии

Расширенный поиск
№ 2 (2022)
Скачать выпуск PDF

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

7-24 81
Аннотация

Введение. Сложные геолого-физические и технологические условия разработки газоконденсатных месторождений Крайнего Севера приводят к тому, что они преждевременно обводняются пластовыми водами. Одним из факторов, влияющих на процесс обводнения «валанжинских» скважин, является качество цементирования. Выявлено, что основное обводнение скважин происходит по причине нарушения герметичности заколонного пространства. На основании результатов работ по ликвидации водопритоков в скважинах Берегового и Уренгойского месторождений опробована двух- и трех композиционная технология доказавшая повышение успешности ВИР.
Материалы и методы исследований. Промысловая практика проведения мероприятий по ликвидации притоков воды (ЛПВ) в скважинах показала эффективность технологии по двух-трехсоставной схеме. На начальном этапе выполнения ЛПВ применяется гидрофобизирующий реагент, обладающий избирательной фильтруемостью в наиболее проницаемые и обводненные интервалы пласта. Затем закачивается водоблокирующий состав с высокой термостабильностью на основе силикатов щелочных металлов (жидкое стекло) или составы на основе полиакриламида и др. К составам с различными физико-химические свойствами предъявляются требования надежной изоляции прорыва пластовой воды. На заключительном этапе первые две композиции закрепляются составом с высокой адгезионной способностью к породе (на цементной основе с различными композиционными добавками) для усиления водоизоляционного экрана.
Результаты исследований и их обсуждение. Для ликвидации водопритоков в скважинах несмотря на разницу геологического строения между Уренгойским и Береговым месторождениями, применяемые композиции обладают текучестью (низкой вязкостью) с сохранением ее стабильности в процессе выполнения полного цикла мероприятий. Опыт работ показал перспективность технологии, направленной на успешность ЛПВ в «валанжинских» скважинах. Период гелеобразования регулируется и составы устойчивы к разбавлению пластовыми водами. Результаты предыдущих ремонтов скважин в 2015 году Уренгойским УИРС показали низкую успешность около 30%. Малая эффективность связана с недостаточным давлением закачки на конечном этапе изоляционного состава в пласт и др. Проведение ЛПВ в «валанжинских» скважинах по внедряемой технологии с применением многокомпонентной добавки на основе биополимеров показала эффективность. При этом происходит сохранение естественной проницаемости продуктивного пласта. Так в 2016 году успешность ВИР увеличилась и составила 70%. Получен эффект от выполнения по этой же технологии ВИР на скважине № 252 Берегового месторождения с применением комплексной добавки.
Выводы. Таким образом, на основе результатов ликвидации притоков воды в скважинах, дренирующих валанжинские газоконденсатные залежи Берегового и Уренгойского месторождений усовершенствованная двух- и трех композиционная технология доказала успешность. Также определены перспективные изоляционные композиции направленные на результативность ЛПВ. Применение технологии с многокомпонентной добавкой на основе биополимеров доказало свою эффективность. Так в 2016 году успешность ВИР на «валанжинских» скважинах Уренгойского месторождения увеличилась и составила 70%. По данной технологии были выполнены ВИР на скважине № 252 Берегового месторождения. В результате ликвидации заколонных перетоков из нижележащего водоносного горизонта получен положительный эффект. Данная скважина в настоящее время работает в газосборный коллектор.

25-46 108
Аннотация

Введение. Экспериментальное моделирование разработки выполняется для прогнозирования потерь конденсата в залежи при начальных пластовых условиях и в процессе эксплуатации месторождения. Оценка газоконденсатных характеристик в лабораторных условиях осуществлялась на пробах продукции скважин Берегового месторождения. Исследования проводились ступенчатым отбором из PVT-ячейки газовой фазы при сохранении равновесных условий пластовой системы. При начальных термобарических условиях определялось давление начала и максимальной конденсации изучаемой углеводородной смеси. На заключительной стадии эксперимента при полном истощении пластовой энергии (стандартные условия) были рассчитаны суммарные потери углеводородов для условий Берегового нефтегазоконденсатного месторождения и коэффициент извлечения конденсата.
Материалы и методы исследований. В качестве моделей пластовой газоконденсатной системы использовались пробы газа сепарации и насыщенного конденсата. Серия  экспериментов выполнялась с использованием рекомбинированных проб в соответствии с конденсатогазовым фактором (см3/м3). Сепарационные пробы отобрались при промысловых исследованиях скважин Берегового месторождения. Опыты проводилась методом контактной и дифференциальной конденсации (при постоянной температуре) на PVT-установке высокого давления. Данные моделирования позволили построить диаграммы в координатах «давление – пластовые потери конденсата» и определить потери углеводородов на весь период разработки месторождения.
Результаты исследований и их обсуждение. Экспериментальные исследования продукции газоконденсатных скважин Берегового месторождения показали, что при различных термобарических условиях, отбираемые пробы изучаемого флюида отличаются составом и его свойствами. Результаты исследования проб пластового газа (одна из которых отобрана из скважины Р-77, при совместном испытании пластов показали, что давления начала конденсации газоконденсатной смеси сильно различается (от 16,62 до 25,25 МПа). Причина возможного расхождения обусловлена условиями отбора сепарационных проб. Так проба из скважины Р-77 находилась в двух фазном состоянии, что возможно из-за негеметичности контейнера или недостоверного определения промыслового конденсатогазового фактора (КГФ). Для скважины Р-46 давление начала конденсации составило 19,58 МПа и соответствует пластовому давлению. При исследовании данной газоконденсатной смеси и построении изотерм в области давления максимальной конденсации наблюдался процесс как конденсации, так и испарения. Полученные изотермы являются основой диаграммы в координатах «давление – пластовые потери конденсата», на которой фиксируется критическая точка перехода. Также на основании моделирования свойств углеводородных смесей показаны особенности перехода газоконденсатной системы из газового состояния в жидкое. Дополнительно для расчета КИК определялась плотность конденсата, оставшегося после исследований в PVT-ячейке. По результатам измерения плотность конденсата отобранного из скважины Р-46 составила 0,7913 г/см3, а плотность конденсата по скважине Р-77 ниже и равна 0,7792 г/см3. Рассчитанные коэффициенты извлечения конденсата из недр по данным пробам составили, соответственно – 0,76 и 0,72.
Выводы. Таким образом, на основе результатов исследований проб продукции скважин с различными термобарическими условиями, составом и свойствами пластового флюида Берегового месторождения определено давление начала и максимальной конденсации. В результате на основе полученной информации о составе сепараторных пробах создана рекомбинированная смесь, которая использовалась для экспериментального моделирования фазовых процессов пластовой системы. По результатам опыта методом контактной конденсации установлено, что давление начала конденсации составляет соответствует начальному пластовому давлению. Определены факторы, влияющие на изменение конденсатогазового фактора при условиях сепарации. Полученные данные успешно используются для адаптации PVT-моделей, а также других моделей, используемых для расчета системы промысловой сепарации в ходе разработки месторождения.

47-72 75
Аннотация

Введение. В настоящее время большинство разрабатываемых залежей нефти относятся к категории сложнопостроенных месторождений. Специфика и основные трудности разработки таких залежей определяются условиями залегания в продуктивном горизонте, резко различающихся анизотропией пласта, а также наличием подстилающей пластовой воды. Особенно остро стоит вопрос эксплуатации скважин сложной геометрии. В качестве модели предложена разработанная авторами математическая модель, позволяющая описать приток к добывающей скважине сложной геометрии. Полученные результаты при применении авторской модели и сравнение данных с известными формулами притока к горизонтальной скважине показали хорошую сходимость. Предложенная модель однофазного притока позволяет прогнозировать потенциальный дебит волнообразной скважины при разработке Среднеботуобинского месторождения.
Материалы и методы исследований. В работе рассматривается разработанная авторами математическая модель, позволяющая описать приток к добывающей скважине сложной геометрии. Полученные результаты при применении авторской модели и сравнение данных с известными формулами притока к горизонтальной скважине показали хорошую сходимость. Показана зависимость производительности скважины с волнообразной траекторией от анизотропии и количества циклов синусоиды. Определена область применения скважин с волнообразной траекторией и применение предлагаемой модели однофазной фильтрации для прогнозирования
продуктивности волнообразной скважины вскрывшей нефтяную оторочку ботуобинского горизонта с газовой шапкой и подошвенной водой.
Результаты исследований и их обсуждение. Совместное решение уравнения распределения пластового давления и давления в стволе скважины позволяет получить систему уравнений, решением которой являются дебиты сегментов скважины. Горизонтальную скважину можно рассматривать как особую форму волнообразной скважины, поскольку индекс волнообразности равен нулю. В работе предложена численно-аналитическая модель для прогнозирования и оценки продуктивности волнообразных скважин. Полученные результаты при применении авторской модели и сравнение данных с известными формулами притока к горизонтальной скважине показали хорошую сходимость. Показана зависимость производительности скважины с волнообразной траекторией от анизотропии и количества циклов синусоиды. Также предложена численно-аналитическая модель для прогнозирования и оценки продуктивности волнообразных скважин.
Выводы. Таким образом, путем численного моделирования в программном комплексе tNavigator обосновано применение скважин с волнообразным горизонтальным окончанием для условий разработки Среднеботуобинского месторождения. Установлено, что низкая вертикальная проницаемость существенно снижает скорость движения границы раздела фаз «нефть-газ» и «нефть-вода». Разработанная модель притока к скважине сложной геометрии позволяет учитывать вертикальную неоднородность коллектора, траекторию скважины. Показала хорошую сходимость результатов с известными формулами притока к горизонтальному окончанию нефтяной скважины.

73-88 89
Аннотация

Введение. В статье рассматриваются особенности формирования микроэлементного состава почв двух ландшафтов полупустынной ландшафтной провинции Ставропольского края – Правокумско-Терского и Курско-Прикаспийского. Важность изучения микроэлементного состава почв полупустынных ландшафтов состоит в определении общих закономерностей, свойственных почвам аридных территорий в закреплении химических элементов. Низкий уровень сельскохозяйственного использования этих почв определяет слабое влияние антропогенной деятельности на трансформацию их микроэлементного состава.
Материалы и методы исследований. Основными методами исследования стали почвенно-геохимический, ландшафтно-геохимический, геоэкологический. Проводились полевые исследования с отбором почвенных образцов, камеральные работы с определением содержания микроэлементов (Cu, Zn, Pb, Cd) на рентгенофлуоресцентном спектрометре. Проведен анализ имеющихся научных публикаций по данной теме, позволивший дополнить фактический материал, полученный авторами.
Результаты исследований и их обсуждение. Установлено, что особенности формирования микроэлементного состава почв полупустынных ландшафтов Ставропольского края во многом связаны со специфическими условиями почвообразования, присущими данной территории. Непромывной тип водного режима, засушливый климат, полупустынная полынно-злаковая растительность, высокая окарбоначенность почвенного профиля создают характерные черты каштанового типа почвообразования. Латеральная дифференциация микроэлементного состава почв полупустынных ландшафтов слабо проявляется в связи с практически полным отсутствием различий в уклоне поверхности.
Выводы. Микроэлементному составу почв полупустынных ландшафтов Ставропольского края присущи определенные особенности, связанные с проявлением основных факторов почвообразования. Закрепление микроэлементов в почвенном профиле контролируется процессами гумусообразования под скудной полупустынной растительностью, ослабленного вертикального перемещения продуктов почвообразования в условиях непромывного водного режима, высокой окарбоначенностью и, местами, засоленностью почвенных масс.

89-102 62
Аннотация

Введение. Территория Прикаспийского песчаного очага (43) занимает восточную часть Северо-Западного Прикаспия, начиная с низовьев Волги на северо-востоке до низовьев Терека на юге, восточной границей очага является береговая линия Каспийского моря. В ландшафтном отношении территория представляет собой наклонную в сторону моря слабохолмистую, почти плоскую равнину.
Материалы и методы исследования. Работа основана на анализе результатов многолетнего эпизоотологического мониторинга за период 2010–2020 гг., проведенного в Прикаспийском песчаном очаге чумы специалистами «Кизлярского и Буденновского противочумного отделения» ФКУЗ «Дагестанской противочумной станции» Роспотребнадзора.
Результаты. Экосистемы ЛЭР «Кизлярская степь» и «Ногайская степь» различаются как по количеству видов мелких мышевидных грызунов, так и по приуроченности их к биотопам. Фауна мышевидных грызунов в ЛЭР «Кизлярская степь» эвритопна, ЛЭР «Ногайская степь» представлена шестью видами из которых эвритопны только два: общественная полевка и домовая мышь. Фауна мышевидных грызунов общая в ландшафтно-климатических районах «Ногайской и Моздокской степи СК», большинство видов эвритопны, хотя каждый вид имеет свои излюбленный биотоп, с более выраженной приуроченностью.
Выводы. Данные расчеты позволят оптимизировать работу эпизоотологического обследования территории Прикаспийского песчаного очага.

103-120 64
Аннотация

Введение. Глобальное потепление вызывает увеличение частоты и интенсивности опасных явлений погоды. В связи с этим становится актуальным их прогноз, востребованный службами по борьбе с градом, а также другими отраслям экономики. Этому способствует оперативная доступность результатов моделирования атмосферы Земли, в частности, значений стратификации по глобальной модели (GFSNCEP). В данной работе рассматривается возможность прогнозирования града с заблаговременностью до трех суток с помощью дискриминантного анализа и оценка его размера по регрессионному уравнению. Успешность прогноза града оценивается по критериям качества прогнозов. Качество регрессионной модели по показателям, характеризующим статистическую значимость и практическую применимость регрессионного уравнения, соответствует принятым критериям.
Материалы и методы исследования. Материалами исследований послужили выходные данные глобальной модели атмосферы GFSNCEP с заблаговременностью до трех суток. Прогноз проводился по дискриминантным функциям. Для оценки успешности прогноза града составлена таблица сопряженности по явлениям «град» и «не град», по которой рассчитаны критерии качества прогнозов. Для оценки максимального размера града составлялось регрессионное уравнение. Были рассчитаны показатели, характеризующие статистическую значимость и практическую применимость уравнения. Данные наблюдений о выпадении града и его размере были предоставлены военизированными службами по активному воздействию на метеорологические и другие геофизические процессы, расположенными в радиусе репрезентативности фактических данных аэрологического зондирования на станции «Минеральные воды».
Результаты исследования и их обсуждение. Результаты расчетов показали, что прогноз града соответствуют всем критериям качества прогнозов. Показатели успешности прогноза оказались хорошими. Так, оправдываемость прогноза града составила ≈70%. Все показатели, характеризующие статистическую значимость и практическую применимость регрессионных уравнений, показали, что предлагаемая модель града может адекватно оценивать максимальный диаметр града.
Выводы. Исследования показали, что предлагаемый подход прогноза града и оценки его максимального размера по данным глобальной модели атмосферы при увеличении заблаговременности до трех суток не приводит к заметному снижению качества прогнозов и регрессионного уравнения.

121-138 90
Аннотация

Введение. Формулируется задача выработки методологии, оптимальной для изучения уникальных процессов и феноменов, в особенности в свете растущего осознания глобальности нашей планеты и целостности процессов — например, биологических и социальных. Отмечается особая важность и эвристическая ценность подобной методологии при пространственно-временных исследованиях, обусловленная особым статусом категорий пространства и времени, поскольку познающий субъект воспринимает внешнюю реальность только через пространство и время и никак иначе (И.Кант).
Материалы и методы исследований. Обосновывается необходимость использования для научного анализа уникальных феноменов (например, феноменов биологических) целостной, или интегральной, пространственно-временной методологии, дополняющей широко используемую дифференциальную методологию. Констатируется, что в настоящее время эта задача обретает особенную актуальность. Подчёркивается, что интегральная методология доктринально близка философии, научной теории и интеллектуальной традиции холизма.
Результаты исследований и их обсуждение. Рассматривается и анализируется пример успешного использования интегральной методологии в другой дисциплинарной области Гансом Селье при открытии стресса, или общего адаптационного синдрома, в первой половине ХХ века. Делается вывод о возможности плодотворного применения данного метода в иных проблемных областях, в междисциплинарных исследованиях и, в частности, в области геопространственных исследований при комбинировании с интегральной в своей основе концепцией Цифровой Земли и методом Больших данных. Рассматривается возможность использования интегрального метода при пространственных исследованиях для редукции Больших данных без утраты их эвристической ценности. Отмечается целесообразность применения предлагаемого метода при анализе биомедицинских, экологических и социальных процессов – в частности, начальных этапов развития пандемии COVID-19, глобальная динамика которой была впервые в мировой истории запротоколирована с высокой точностью.
Выводы. Кратко резюмируется перспектива использования интегрального метода в геопространственных исследованиях. Указывается, что интегральный метод может быть с успехом применён для апробации методом Поппера различных гипотез о природе пандемии COVID-19.

139-162 96
Аннотация

Введение. Для изучения истории развития АТД Ставрополья огромный научный интерес представляет обширный ряд старинных географических карт, созданных с начала освоения Северного Кавказа Россией. Геоинформационные технологии позволяют с высокой точностью выполнить обработку, пространственное согласование оцифрованных старинных карт, создание необходимых для пространственного анализа тематических слоев и визуализации результатов работы в виде серии карт, отображающей АТД Ставрополья за разные периоды истории развития.
Материалы и методы исследования. В качестве основного источника пространственных данных использованы старинные карты, отобранные по 12 временным промежуткам развития системы АТД Ставрополья за 237-летний период. Обработка и анализ пространственных данных проводилась в ГИС-пакете Mapinfo Professional и модуле Vertical Mapper. Построение геоинформационных моделей проводилось с использованием калькуляции растров, полученных в результате векторно-растровых преобразований границ единиц АТД. Результаты картографирования визуализированы с использованием возможностей графического редактора Adobe Illustrator.
Результаты исследования и их обсуждение. Современные методы обработки и анализа пространственных данных, позволили провести пространственное согласование и картографирование отображенных на старинных картах границ АТД. С использованием технологий компьютерной графики созданы две разномасштабные серии карт, которые могут использоваться в образовательных и научных целях для повышения восприятия информации об истории развития административно-территориального устройства Ставрополья. Построены модели продолжительности нахождения территорий в составе Ставрополья и устойчивости границ Ставропольского края.
Выводы. Система административно-территориального деления Ставрополья прошла сложный эволюционный путь развития. Анализ геоинформационных моделей показал, что 2/3 площади края в современных границах образована территориями, входящими в его состав на протяжении более чем двух веков, а также, что современные границы Ставропольского края, кроме участка границы с Карачаево-черкесской Республикой, имеют историческую зрелость.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2308-4758 (Print)