Preview

Наука. Инновации. Технологии

Расширенный поиск
№ 3 (2022)
Скачать выпуск PDF

НАУКИ 0 ЗЕМЛЕ

7-28 111
Аннотация

Введение. Морские газовые гидраты являются нетрадиционным ресурсом природного газа, который хранится в глубоководных отложениях в твердом состоянии. Он имеет широкое распространение и большие запасы, а также рассматривается как важный альтернативный источник энергии для нефти и природного газа в будущем. Соединенные Штаты, Я пония, Китай и другие страны ввели соответствующие законы и нормативные акты в отношении этого источника энергии и провели достаточный ряд научных исследований. В настоящее время технологии добычи газовых гидратов на шельфе Китая в основном включают метод понижения давления и метод твердофазного псевдоожижения. Эти методы имеют свои преимущества и недостатки, но их трудно удовлетворить потребностям коммерческой добычи.

Материалы и методы исследования. Газовые гидраты, широко известные как «горючий лед», в основном распространены в отложениях морского дна и вечной мерзлоте на суше. После разложения они могут образовывать такие газы, как метан, который является чистым источником энергии с богатыми ресурсами и различные страны рассматривают его как важный альтернативный источник энергии в будущем. Однако традиционные ресурсы природного газа в Китае с трудом удовлетворяют спрос на экологически чистую энергию в результате экономического развития, и добыча газовых гидратов обещает стать эффективным способом решения этой проблемы. Таким образом, изучение газовых гидратов может не только способствовать скорейшей коммерческой эксплуатации ресурсов газовых гидратов в Южно-Китайском море, но также позволяет надеяться на снижение стоимости глубоководных традиционных ресурсов природного газа.

Результаты исследования и их обсуждение. В статье приведено подробное описание каждого метода технологии добычи газовых гидратов в Китае с сравнительным анализом их преимуществ и недостатков применения на практике. Также в пример приводятся испытания газовых гидратов в Южно-Китайском море с оценкой их результатов.

Выводы. В статье даны рекомендации касательно вопроса добычи газовых гидратов в Южно-Китайском море. Даны рекомендации о необходимости одновременного проведения исследований традиционных технологий и прорывных технологий добычи, а также совершенствования технологии интерпретации и оценки газовых гидратов в районе моря, с последующим снижением затрат с точки зрения всего жизненного цикла и, как следствие, изучением ключевого оборудования и технологий для глубоководных операций.

29-46 156
Аннотация

Введение. Объектом исследования является карбонатная залежь нефтекумской свиты Зимне-Ставкинско-Правобережного месторождения (Пушкарское поле), приуроченная к нижнетриасовым отложениям Восточного Ставрополья. Цель исследования – повышение эффективности освоения месторождения нефти на основе выявления зон повышенной продуктивности скважин. Для достижения поставленной цели предполагается решение следующих задач: оценка влияния тектонических и геодинамических факторов; выделение зон повышенной продуктивности скважин, связанных с системой трещин, сопутствующих зонам разгрузки тектонических напряжений.

Материалы и методы исследований. Материалами послужили геолого-промысловые данные о залежах нефти (в том числе о продуктивности скважин), геофизические исследования более 200 глубоких скважин, данные сейсморазведки, космоснимки различных масштабов, сейсмогеологические профили, структурные карты, карты изопахит эффективных нефтенасыщенных толщин, карты текущих и накопленных отборов и другие материалы научных и производственных организаций. Применялись следующие методы исследования: анализ, систематизация и обобщение геологических, геофизических и промысловых данных, системно-аэрокосмический метод, включающий классическую технологию дешифрирования и интерпретации космических снимков. Применялась разработанная авторами методика выявления зон повышенной продуктивности скважин в карбонатных залежах с учетом данных дешифрирования космических снимков.

Результаты исследований и их обсуждение. Приводится анализ зон повышенной продуктивности скважин. Установлено, что данные зоны имеют преимущественно линейный характер, причем линейность накопленной добычи нефти не зависит от времени ввода скважин в эксплуатацию. Структурный фактор, эффективная нефтенасыщенная толщина, высота над контактом, открытая пористость, нефтенасыщенность, удельные запасы нефти пласта не являются определяющими факторами линейности. На основе анализа геотектонической активности изучаемого региона рассмотрено влияние геодинамического фактора на продуктивность скважин и выявлено, что зоны повышенной трещиноватости, обуславливающие увеличение продуктивности скважин, являются результатом разгрузки тектонических напряжений. Установленная закономерность приуроченности направлений линейных зон повышенной трещиноватости наблюдается не только для карбонатных нефтекумских отложений, но и для терригенных отложений верхней части разреза месторождения.

Выводы. Разработана методика выделения по направлениям линеаментов дневной поверхности зон повышенной трещиноватости и повышенной продуктивности скважин карбонатных залежей нефтекумской свиты, обусловленной разгрузкой тектонических напряжений. Результаты исследования могут быть использованы для выдачи рекомендаций по выделению перспективных объектов доразведки для уплотняющего бурения и проведения геолого-технологических мероприятий для повышения извлекаемости остаточных запасов.

47-74 94
Аннотация

Введение. Все больше разрабатываемых на сегодняшний день месторождений относятся к категории ТРИЗ, величина коэффициента извлечения нефти которых напрямую зависит от качества проводки горизонтальной скважины по геологическому разрезу. В статье описывается подход, позволяющий планировать наиболее эффективные траектории скважин с точки зрения накопленной добычи нефти на рассматриваемый период. Также приводится преимущества разработанного подхода над существующими инструментами и отмечаются точки роста.

Материалы и методы исследования. В статье приводится анализ влияния конкретных геологических параметров на накопленную добычу, используя выводы, полученные на данном этапе, построена целевая функция, позволяющая ранжировать траектории на качественном уровне с точки зрения перспективности. Данная логика отражена в разработанном прототипе программного обеспечения, который можно использовать совместно с наиболее распространенными гидродинамическими симуляторами.

Результаты исследований и их обсуждение. В качестве доказательной базы проведен ретроспективный анализ с перепроводкой фактических скважин в гидродинамической модели и учетом изменения геологической основы. В каждом из расчетов получен эффект дополнительной добычи нефти, при неизменных уровнях добычи жидкости. Таким образом, можно сделать вывод об увеличении коэффициента охвата и вовлечении в разработку ранее не связанных объемов нефти.

Выводы. Анализ полученных результатов показал о возможности применения данной методики на проектный фонд скважин, а также возможность тиражирования на другие объекты разработки.

75-96 177
Аннотация

Введение. В настоящее время при подсчете запасов и проектировании разработки нефтегазоконденсатных месторождений является достижение экономически рентабельного коэффициента извлечения конденсата. В составе пластовой газоконденсатной системе Чаяндинского месторождения наряду с углеводородными компонентами содержится азот, углекислый газ, гелий. Для оценки влияния азота на величину пластовых потерь конденсата были выполнены экспериментальные PVT–исследования рекомбинированных проб насыщенного конденсата и газа сепарации, отобранных на месторождении при исследовании скважин. Лабораторные PVT–опыты позволили определить влияние не углеводородных компонентов на величину потерь конденсата в залежи при различной температуре и его содержании в метановом газе. Оценка влияния азота (N2) на растворимость конденсата в пластовом газе показала, что он повышает давление начала конденсации и увеличивает потери конденсата в залежи. Проведенный анализ выполненных исследований подтвердил, что азот в различной степени влияет на растворимость конденсата в газах и то, что конденсаты метанового типа Чаяндинского месторождения обладают лучшей растворимостью при прочих равных условиях.

Материалы и методы исследований. В работах [2-9] рассмотрены лабораторные исследования и аналитические расчеты флюидодинамических свойств газоконденсатных смесей при наличии в системе азота, а также других неуглеводородных компонентов, влияющих на потери углеводородов в залежи. В настоящее время влияния азота на термодинамические свойства газоконденсатных систем не является достаточно изученной, в связи с этим необходимо изучение влияния неуглеводородных компонентов на величину конечного коэффициента извлечения конденсата. Для этого был выполнен комплекс промыслово-лабораторных исследований многокомпонентных систем продуктивных горизонтов Чаяндинского месторождения [2, 3]. Он включал промысловые исследования, ва нестабильного конденсата в отсепарированном газе с целью расчета конденсатогазового фактора (см3/м3). Лабораторные исследования проводились для определения потенциального содержания конденсата в составе пластового газа, физико-химических свойств углеводородов и влияния не углеводородных компонентов на пластовые потери конденсата в залежи [5, 6]. Промысловые газоконденсатные исследования проводились специалистами ООО «Газпром ВНИИГАЗ» и ВостСибНИИГГиМС [7]. Состав пластовой газоконденсатной системы определялся исходя из содержания и объемов газа сепарации и нестабильного конденсата, отобранных в том же режиме сепарации, при котором определялся выход конденсата (КГФ) [8]. Расчет состава пластового газа и определения потенциального содержания конденсата в пластовом газе выполнялись в соответствии с «Методическим руководством о порядке разработки, содержания и оформления материалов по обоснованию потенциального содержания конденсата в пластовом газе и коэффициента извлечения из недр» [7]. Прогноз пластовых потерь конденсата от участия неуглеводородных компонентов в термодинамических процессах необходим для получения исходных параметров при подсчете углеводородов, а так же проектирования разработки месторождений» [9].

Результаты исследований и их обсуждение. В составе пластовой газоконденсатной системы Чаяндинского месторождения на ряду с углеводородными компонентами содержится азот, углекислый газ, гелий. Для оценки влияния азота на величину пластовых потерь конденсата были выполнены экспериментальные исследования проб насыщенного конденсата и газа сепарации, отобранных на Чаяндинском месторождении при исследовании скважин. В разработке месторождения принимают участие залежи ботуобинского, хамакинского и талахского горизонтов. Эти залежи взаимно и частично перекрывают друг друга в северо-восточной части зоны. По типу флюида залежи ботуобинского горизонта являются газоконденсатными и газоконденсатными с нефтяными оторочками. В пределах лицензионного участка, залежь изучена 74 скважинами. По результатам интерпретации ГИС значения эффективных газонасыщенных толщин лежат в интервале от 0,6 м до 21,3 метров. Начальный состав пластового газа содержит (% моль): метана – 85,82-83,14; этана – 4,45-4,77; пропана – 1,11-2,67; бутановой фракции – 0,16-0,73; пентанов – 0,25-1,22; азота– от 5,62 до 8,11; двуокиси углерода – до 1,69; гелия – 0,30-0,48; водорода – до 0,08. Потенциальное содержание конденсата в пластовом газе до 40 г/м3. Средняя плотность конденсата в стандартных условиях составляет 680 кг/м3 при молекулярной массе 88 г/моль. Конденсаты относятся к метановому типу (76,60 % об.). Данные бурения отложения хамакинского горизонта показывают, что он объединяет серию пластов, отличающихся, как по мощности, так и по площади распространения и по своим фильтрационно-емкостным свойствам. В результате лабораторных исследований определен состав пластового газа (% моль): метана –76,74-84,98; этана – 3,93-5,92; пропана – 1,1-1,8; бутановой фракции – 0,1-0,5; С5 + в 0,27-0,59; азота – 6,58 до 16,34; двуокиси углерода – до 0,47; гелия – 0,28-1,15; водорода – 0,02-0,52. Потенциальное содержание конденсата в газе до 35 г/м3. Плотность стабильного конденсата в стандартных условиях составляет 0,683 г/см3, при молекулярной массе 83 г/ моль. Содержание ароматических углеводородов принято равным 6,46%, нафтеновых – 14,93%, метановых – 78,61%. Всего в талахском горизонте выделено девять газовых залежей. Они характеризуются средним составом пластового газа (% моль): метан – 76,74-84,98; этан–3,93-5,92; пропана – 1,1-1,8; бутановой фракции – 0,1-0,5; пентанов – 0,27-0,59. В составе газа содержатся не углеводородные компоненты следующие (% моль): азота – 6,58-16,34; двуокиси углерода – до 0,47; гелия – до 1,15 и водорода – до 0,52. Потенциальное содержание конденсата до 32 г/м3. Содержание ароматических углеводородов принято равным 6,46%, нафтеновых – 14,93%, метановых – 78,61%. Конденсаты продуктивных горизонтов Чаяндинского месторождения относятся к метановому типу [1]. Лабораторные PVT–исследования позволили определить влияние не углеводородных компонентов на величину потерь конденсата в залежи при различной температуре и его содержании в метановом газе. Оценка влияния азота (N2) на растворимость конденсата в пластовом газе показала, что он повышает давление начала конденсации и увеличивает потери конденсата в залежи. Проведенный анализ выполненных исследований подтвердил, что азот в различной степени влияет на растворимость конденсата в газах и то, что конденсаты метанового типа Чаяндинского месторождения обладают лучшей растворимостью при прочих равных условиях.

Выводы. Таким образом, проведенные PVT-эксперименты с целью выявления влияния азота и других не углеводородных компонентов, находящихся в составе природного газа показали, что проектный коэффициент извлечения конденсата не значительно завышен. Результаты опытов установили различное влияние азота и углекислого газа на пластовые потери углеводородов в залежи из-за неодинаковой степени растворимости конденсата в газах (углекислый газ улучшает, а азот ухудшает их растворимость). Исследования проб газа сепарации и насыщенного конденсата подтвердили данные о том, что лучшей растворимостью при прочих равных условиях обладают конденсаты метанового типа. Определена степень влияния азота на пластовые потери конденсата в залежи для условий разработки Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения.

97-118 133
Аннотация

Введение. Ледники в горных районах являются аккумуляторами атмосферной влаги и одновременно одним из основных источников питания главных рек Кавказа, а также перспективными источниками пресной воды. Особенно это относится к рекам бассейна крупнейшего узла оледенения – Безенгийского. Но кроме дефицита пресной воды существует и другая проблема: её качество. Цель работы: дать пространственно-временную характеристику распределения концентрации тяжелых металлов (ТМ) в ледниках Безенги и Мижирги, а также в р. Ч ерек Безенгийский в период с начала XXI века.

Материалы и методы исследований. В работе проведен сравнительный анализ концентраций ТМ, содержащихся в ледниках и речных водах бассейна р. Черек. Отбор проб производился, начиная с истока реки Черек, в периоды с разным гидрологическим режимом. При отборе проб воды фиксировались температура воздуха, воды и прозрачность. Консервация проб осуществлялась азотной кислотой в день отбора проб. Определены концентрации следующих ТМ, современных приоритетных загрязнителей окружающей природной среды: Cr, Ni, Mo, Mn, Pb, Zn, Ag, Cu, Cd. Определение содержания ТМ в пробах льда, и речных вод выполнялось с 2003 г. по 2010 г. в Высокогорном геофизическом институте методом эмиссионного спектрального анализа. Анализ проб 2012–2021 гг. производились атомноабсорбционным методом на спектрометре МГА–915.

Результаты исследований и их обсуждение. Обнаружено, что химический состав воды у истоков реки и на языке ледников более близки, чем в нижнем течении реки. Концентрация ТМ начала XXI века значительно превышают концентрации ТМ за последние годы. В зимних пробах 2018−2019 гг. во многих пробах содержание некоторых ТМ ниже их предела обнаружения (П/о). Последние серии проб охватывают несколько пунктов на р. Ч ерек Балкарский и после слияния их и образования р. Черек.

Выводы. Обследовано содержание ТМ в одном из самых мощных узлов оледенения Кавказа − Безенгийском. Полученные результаты позволяют судить о миграции ТМ в системе снежно-фирново-ледяная толща – талые воды рек ледникового питания у их истоков. Для речных вод бассейна р. Черек Безенгийский и ледников Безенги и Мижирги в последней серии проб зимнего пробоотбора (2018-2019 гг.) наблюдается уменьшение концентрации ТМ. Связано это с тем, что содержание ТМ в пробах зимнего отбора близки к содержанию их в твердых осадках. А для других серий проб содержание ТМ определяется таянием сошедших лавин и обвалами льда со склонов, которые составляют значительную часть баланса ледников Безенги и Мижирги и способствуют повышению концентрации ТМ в талых водах.

119-138 147
Аннотация

Введение. Исследование особенностей пространственно-планировочной организации территории, традиционное для географии, в последнее время обретает «новую жизнь» в документах стратегического и территориального планирования. Вместе с тем, образование городских и муниципальных округов с упразднением сельских советов приводят к тому, что «выпадает» важнейшее звено стратегического и территориального планирования на уровне населенных пунктов. Апробация традиционных географических методов пространственного анализа в контексте градостроительного развития территории – главная задача исследования.

Материалы и методы исследования. Фактурную основу работы составили разнообразные данные и материалы: официальной государственной и муниципальной статистики (официальной), кадастрового учёта, документов стратегического и территориального планирования, материалов социологических опросов и результатов натурного обследования городов и населенных пунктов, входящих в состав Ставропольского края. С помощью методов системного геоинформационного анализа создана структурная модель градостроительного развития Ставропольского края, содержащая базу данных и картографические основы различных масштабов.

Результаты исследования и их обсуждение. Исследование проведено на разных масштабах: Ставропольского края, макрозон расселения, главных городских агломераций Ставропольского края (Ставропольской и Кавказских Минеральных Вод (КМВ), отдельных муниципальных образований. Дана общая характеристика пространственно-планировочной организации территории Ставропольского края, выполнен анализ отдельных ее элементов: линейных (планировочных осей), узловых (планировочных центров и узлов), ареальных (панировочных зон), установлены и охарактеризованы современные тенденцииразвития всей системы и отдельных элементов. Выделено 5 типов пространственно-планировочных зон на территории края. Разработана структурная модель градостроительного развития территории с помощью методов геоинформационного анализа и картографирования. Определены главные тренды пространственно-планировочной организации территории – концентрация и поляризация. Выявлены и охарактеризованы главные проблемы пространственного развития края.

Выводы. Для целей стратегического и территориального планирования Ставропольского края анализ особенностей пространственно-планировочной организации территории позволяет определить территориальные потенциалы в виде ареалов и точек роста. Внутренние различия пространственно-планировочного развития территории Ставропольского края показывают существенную внутрирегиональную дифференциацию с высокой степенью географической контрастности и поляризации территории. Асимметрия регионального развития проявляется в смещении социально-экономических и градостроительных центров тяжести в западном и южном направлениях — в сторону главных агломераций региона — Ставропольской и КМВ. Предложенная структурная модель градостроительного развития показывает необходимость учета роли и потенциалов низовых сельских населенных пунктов, которые фактически «стираются» в условиях новой муниципальной реформы и образования больших городских и муниципальных округов.

139-158 452
Аннотация

Введение. Выбросы промышленных предприятий, открытых горных разработок, автотранспорта и др. способны изменить электрические свойства приземного слоя атмосферы и иметь нежелательные экологические последствия для окружающей среды и технических объектов. Исследования электрического состояния атмосферы в ясную погоду проводились в районе Мукуланского карьера на Северном Кавказе. В ходе исследования наблюдались повышенные значения напряженности электрического поля, обусловленные по-видимому процессом электризации аэрозольных частиц разных размеров, образующихся в процессе механического разрушения и дробления частиц горной породы.

Материалы и методы исследований. Измерения напряженности электрического поля атмосферы, который является одним из важных параметров атмосферного электричества, проводились с помощью флюксметра ротационного типа, на высоте 2542 м. При этом особое внимание уделялось достоверности полученных результатов в ходе этих измерений. Применялась методика проведения атмосферно-электрических измерений, исключающая ошибки, вносимые различными факторами, такими как способ размещения измерительной аппаратуры, неоднородность рельефа местности, метеоусловия пункта наблюдения, который находился в слое обмена воздушных масс и турбулентной диффузии.

Результаты исследования и их обсуждение. Анализ полученных результатов в дни с невозмущенной ясной погодой показал, что единственным фактором, влияющим на унитарный ход напряженности поля на такой высоте, остается карьер открытых горных разработок, где в такие дни постоянно идет интенсивное пылеобразование и связанная с ним электризация аэрозольных частиц разных размеров. Если процессы электризации протекают достаточно интенсивно и длительно, то в приземном слое атмосферы накапливается избыточный объемный заряд, который способствует формированию повышенных значений электрического поля у поверхности земли. Среднее значение напряженности электрического поля составил 600-700 В/м, которая превышает на порядок, результаты измерений, проведенные на таких высотах другими исследователями в условиях невозмущенной погоды. Отмечены также локальные изменения напряженности поля при подходе к измерительной площадке, визуально наблюдаемого облака пыли, что проявилось в синхронных изменениях напряженности поля, при котором ее значение снижается и достигает иногда отрицательных значений и восстанавливается через некоторое время до своих средних значений. Локальные изменения поля вызваны действием отрицательного объемного заряда сосредоточенного в облаке пыли, состоящим из крупных частиц, средний размер которых оценивался по скорости оседания аэрозольных частиц и составил около 30 мкм. Обнаружено, что существует прямая связь между напряженностью поля и концентрацией аэрозольных частиц, образующихся при механическом разрушении горных пород, в результате которого происходит электризация частиц.

Выводы. Исследования электрического состояния, проведенные в районе Мукуланского карьера, показали, что в условиях хорошей погоды наблюдается электризация в приземном слое атмосферы. Аэрозольные частицы приобретают заряд в процессе механического разрушения частиц горных пород и нарушения контакта между ними. Одновременно происходит селективная зарядка и захват легких аэроионов воздуха в зависимости от их размеров и макроразделение в поле гравитационных сил, с одной стороны, быстрое оседание крупных частиц, заряженных отрицательно на поверхность земли, а с другой стороны мелкие частицы, которые могут сутками находится во взвешенном состоянии в атмосфере, заряженные положительным знаком, что приводит к уменьшению проводимости воздуха и соответственно росту напряженности поля в районе карьера.

159-180 422
Аннотация

Введение. Коллектив авторов в октябре 2021 г. совершил экспедицию в Ивановскую область в целях изучения демографического развития городской агломерации, ядром которой является центр этого региона. На основе путевых наблюдений составлены общегеографические, с упором на социально-экономические процессы, мини-портреты городов Иваново, Кохмы, Шуи, Вичуги, Тейково, Гаврилова Посада, Плёса, пгт. Палеха и не входящей в агломерацию Кинешмы.

Материалы и методы. Ключевым методом исследования является визуальное наблюдение и опрос местного населения. В работе также использовались данные официальной статистики по численности населения населенных пунктов.

Результаты и обсуждение. В статье даются мини-портреты населенных пунктов в соответствии с классической схемой экономико-географической характеристики территории, а именно описываются: экономико-географическое положение, природные условия, история формирования, население, экономика, благоустройство.

Выводы. Сила взаимодействия населенных пунктов в пределах Ивановской городской агломерации не так велика, как во многих других агломерациях нашей страны. И причина этому – близость Москвы, которая во многом перетягивает на себя функции ядра. Образ депрессивной территории в ходе экспедиции в большой степени не оправдался. Города живут и пытается развиваться. У одних это получается лучше, у других хуже.



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


ISSN 2308-4758 (Print)