Engineering

1. the Production Branch «Kubangazgeofizika» LLC «Gazprom georesource» PJSC «Gazprom»

1. Физико-географический очерк

Кущёвское подземное хранилище газа (ПХГ) – крупнейшее в крае и одно из самых крупных и уникальных в России. Оно создаётся с мая 1991 года в низкопроницаемом терригенном коллекторе одноимённого, истощённого газоконденсатного месторождения. Основная цель создания хранилища – регулирование сезонной неравномерности газопотребления Краснодарского края и Республики Адыгея.

Кущёвское ПХГ (рисунок 1) расположено в Кущёвском районе на севере Краснодарского края.

 

 

Рисунок 1 – Физическая карта Краснодарского края с элементами

инфраструктуры

 

Площадь края – 75,5 тыс. кв. км. Городское население составляет 53 %. Крупные города – Краснодар, Новороссийск, Армавир, Сочи.

Рекой Кубань край делится на две части. Две трети его территории приходится на северную, равнинную часть, включающую Кубано-Приазовскую низменность и окраину Ставропольской возвышенности, одна треть – на южную, занимающую западные предгорья и часть Большого Кавказского хребта (абс. высоты до 3256 м).

Природные условия для жизни населения весьма благоприятные. Климат от умеренного континентального на большей части территории до субтропического на черноморском побережье (к югу от Туапсе). Средние температуры января от – 4 °С на равнине, до 5 °С на побережье, июля: 22-24 °С. Осадков в год – от 400 мм на равнине до 3240 мм в горах. Во время весеннего снеготаяния на реках обычны паводки. На равнине Западного Предкавказья преобладают особенно плодородные предкавказские карбонатные черноземы, в горах – горнолесные бурые и дерново-карбонатные почвы, в высокогорье – горно-луговые. Уникальные по видовому разнообразию леса занимают более 1,8 млн. гектаров. Степи на 80 % распаханы. Вегетационный период на равнине – 220-240 дней.

Протяжённость главных железнодорожных путей Краснодарского отделения РЖД – 2770 км (около 37 км/1000 кв. км). Важнейшие морские порты – Новороссийск, Туапсе: здесь расположены крупнейшие в стране нефтяные и зерновые терминалы. Река Кубань до устья Лабы судоходна.

Экономику Краснодарского края определяют агропромышленный, топливно-энергетический, транспортный, курортно-рекреационный комплексы; развиты также машиностроение, лесное хозяйство, деревообработка и мебельное производство, промышленность строительных материалов.

Агропромышленный комплекс – основная отрасль народного хозяйства края. Здесь занята половина трудоспособного населения. Кубань по праву называют житницей России. Край занимает 2,3 % сельхозугодий РФ, а производит более 6 % валовой сельхозпродукции страны. Общая земельная площадь в крае – 7,5 млн. гектаров, из них 4 млн. га – пашня.

Многоотраслевая промышленность края является одним из основных источников пополнения краевого бюджета: в 2000 году рост поступлений от предприятий в консолидированный бюджет края составил 30 %.

Особое место принадлежит топливно-энергетическому комплексу 20 % объёма промышленности. Кубань является родиной отечественной нефтяной промышленности, добыча нефти ведётся здесь с 1864 года.

Машиностроение и металлообработка занимают в общем объёме промышленного производства края 10 %. Машиностроительную продукцию выпускают более ста крупных предприятий. В её структуре – металлорежущие и деревообрабатывающие станки, приборы и средства автоматизации, сельскохозяйственная техника, электродвигатели, насосы, нефтепромысловое, буровое оборудование, компрессоры, оборудование для нужд железнодорожного транспорта. Наиболее крупные предприятия расположены в Краснодаре, Армавире, Тихорецке, Новороссийске, Ейске. Край развивает собственное сталепрокатное производство: строится два сталепрокатных комплекса в г. Абинске.

Деревообрабатывающая промышленность базируется на продукции пятидесяти местных лесозаготовительных предприятий, эксплуатирующих леса, которые являются основным в России источником древесины цепных пород (бук, дуб). Продукция отрасли – полиматериалы, древесностружечные и древесноволокнистые плиты, паркет, мебель для офисов и жилых помещений.

Продукция химической промышленности – фосфорные минеральные удобрения, серная кислота, лакокрасочные материалы, йод кристаллический, резинотехнические изделия.

Легкая промышленность представлена текстильными, швейными, кожевенными, меховыми, обувными предприятиями. Наиболее крупные из них находятся в Краснодаре. Имеется стекольное и фарфоро-фаянсовое производство.

Пищевая промышленность Краснодарского края – не только ведущая отрасль в экономике края, но и лидер российской пищевой отрасли.

Углеводородное сырье. Добыча нефти и газа в Краснодарском крае, старейшем нефтегазодобывающем регионе страны, в настоящее время падает, не играя значительной роли в нефтегазодобыче страны. Месторождения углеводородного сырья Краснодарского края приурочены к продуктивным комплексам Северо-Кавказско-Мангышлакского нефтегазоносного бассейна (НГБ) – юрским, меловым, палеогеновым и неогеновым – располагаются на глубинах от 200 м до 5 км.

К началу 2010 года в Краснодарском крае Государственным балансом полезных ископаемых учтено 95 месторождений, содержащих запасы нефти, в числе которых 61 нефтяное, 22 газонефтяных, одно нефтегазовое и 11 нефтегазоконденсатных. По текущему количеству запасов все месторождения мелкие (рисунок 2).

 

 

Рисунок 2 – Месторождения углеводородного сырья Краснодарского края

 

Газотранспортная сеть Краснодарского края включает несколько магистральных газопроводов. По территории края проходят участки газопроводов «Голубой поток», Армавир – Ростов-на-Дону – Серпухов – Москва – Ленинград. Особенность строительства магистральных газопроводов на Кубани – их закольцованность, что позволяет по мере надобности переключаться с подачи газа на приём. Газопроводы-отводы низкого давления, подающие топливо непосредственно в населённые пункты, обеспечивают уровень газификации края, приближающийся к 70 %.

Кущёвское подземное хранилище газа входит в сеть газопроводов «Голубой поток».

2. Геолого-геофизическая изученность

Кущёвское подземное хранилище газа было создано в 1991 году на базе Кущёвского газоконденсатного месторождения (рисунок 3), входящего в северную группу газоконденсатных залежей Краснодарского края. В настоящее время на Кущёвском ПХГ продолжается XVIII-й цикл эксплуатации (первый цикл был в 1991 году).

 

– Район Кущевского ПХГ

 

Рисунок 3 – Схема размещения газовых месторождений

 

С момента создания хранилища (с 1991 года) и до июня 1993 года на Кущёвском ПХГ бурились только одиночные вертикальные скважины, а с июня 1993 года (первая горизонтальная скважина № 102) началось бурение горизонтальных скважин – как одиночных, так и кустовых – с радиально-лучевым направлением горизонтальных стволов (рисунок 4).

Рисунок 4 – Схема размещения скважин на Кущёвском ПХГ

По состоянию на 11.10.2005 г. всего пробурено 86 горизонтально-направленных скважин, из них 13 – одиночных и 73 – кустовых, расположенных в 15 кустах.

3. Геологическое строение района работ

3.1. Стратиграфия

В геологическом строении месторождения принимают участие докембрийский комплекс пород, отложения палеозоя, мезозоя, палеогена и неогена (рисунок 5).

 

Рисунок 5 – Сводная литолого-стратиграфическая колонка

 

По данным сейсмических исследований, структурного, разведочного и эксплуатационного бурения в строении поднятия участвуют породы осадочного комплекса от мезозойских до плиоцена

Фундамент, на котором несогласно залегаем осадочный чехол, представлен метаморфическими породами докембрийского возраста – микрогнейсы, граниты, гранито-гнейсы, амфиболиты.

Выше по разрезу отмечается переходная зона от фундамента к чехлу – это нерасчленённые отложения небольшой мощности (порядка 50 м), сложенные каолинированнымми песчаниками, разрушенными гранитами.

Отложения меловой системы начинают толщу осадочного чехла. Она представлена двумя отделами: верхний и нижний. В нижнем отделе выделен альбский горизонт – мощность его составляет от 115 до 220 м, сложен алевролитами и песчаниками с прослоями глин, в верхней части отмечается пласт глин. Верхний отдел системы расчленен на 4 горизонта:

Сеноманский – мощность варьируется по разрезу от 86 до 144 м, сложен мергелями и глинами.

Туронский – мощность горизонта 15-52 м, представлен светлыми известняками.

Горизонт объединяет два яруса – кампанский и верхнесантонский, сложен в нижней части светло-серыми известняками, выше по разрезу отмечаются сильно известковистые глины, их перекрывает толща мергелей и глинистых известняков. В средней части горизонта выделена толща глинистых алевролитов, а в верхней – серые глины, известковистые.

Маастрихстский – имеет значительную вариации мощности по площади – от 5 до 128 м, основная часть пород, слагающих этот горизонт, представлена серыми глинами и только в самой верхней части выделены мелкозернистые песчаники.

На породах меловой системы согласно залегают породы палеогеновой, в толще которых выделено 4 горизонтов. Палеоцен имеет мощность порядка 61 м, в нижней части толщи отмечается чередование глин с алевролитами, выше разрез сложен глинами. Эоценовый отдел сложен двумя свитами: черкесская, мощностью 325 м, в нижнее части представлена глинами с прослоями алевролитов, вше отмечаются мощные пачки глинистых алевролитов, разделённые тонкими прослоями глин, завершают разрез свиты плотные песчаные глины.

Тихорецкая свита, мощностью от 23 до 41 м, выполнена чередованием пластов глин и алевролитов.

Олигоценовый отдел весь охватывает майкопская свита. Её мощность варьируется в пределах 190-230 м, а разрез выполнен в основном глинами, только в средней части встречаются маломощные прослои алевролитов.

В породах неогеновой системы выделен миоценовый отдел, который разбит на 4 горизонта, отложения нижней части отдела по возрасту отнесены к майкопской свите. На ней с перерывом залегают породы Караганского горизонта. Их мощность достигает 45 м, представлены глинами с прослоями кварцевых песчаников. Сарматский горизонт мощностью до 110 м сложен глинами, в средней его части выделены прослои песчаников и мергелей. Меотический горизонт в основании выполнен толщей известняка, выше по разрезу залегают пласты глин с прослоями алевролитов. Мощность этих отложений не превышает 70 м. Понтический горизонт сложен глинами с желтоватым оттенком, его мощность изменяется в пределах от 28 до 54 м.

Выше по разрезу согласно залегают породы нерасчленённой толщи плиоцена и четвертичной системы. Их мощность достигает 170 м. В основании глины, выше по разрезу чередование песков и алевролитов с тонкими прослоями глин. В средней части литология по латерали не выдержана. Пески замещаются глинами. Кровля отложений – суглинки и супеси четвертичного возраста.

Основные объекты эксплуатации Кущёвского ПХГ по геологическому возрасту принадлежат нижнемеловым отложениям мезозоя. Рассмотрим их подробнее.

Отложения альбского яруса с большим стратиграфическим угловым несогласием ложатся на докембрийский кристаллический фундамент и кору выветривания и лишь на узком участке они подстилаются палеозойскими породами. Исходя из литологического признака, альбские отложения условно можно разделить на две пачки – нижнюю и верхнюю, не являющихся стратиграфическими подразделениями альбского яруса.

Нижняя пачка представляет собой чередование отдельных прослоев алевролито-песчанистых разностей и глин. Алевролиты и песчаники от светло-серых до более тёмных тонов, кварцевые, слюдистые, неизвестковистые, к подошве с обилием глауконита. Глины от светло-серых до тёмно-серых и чёрных, алевритистые, слюдистые, местами со значительным количеством обуглившихся растительных остатков, неизвестковистые. Характерно увеличение мощности этой пачки в южном направлении. Так, если общая мощность в скважине № 5 равна 130 м, то в скважине № 6 она достигает 145 м. В своде залежи по скважине № 3 мощность значительно уменьшена и составляет 90 м. В подошве пласты представлены более грубозернистыми материалами.

Верхняя пачка песчано-глинистая. Разделом между верхней и нижней пачкой служит глинистый прослой, мощность которого изменяется от нескольких метров в скважинах №№ 3 и 5 до 12-17 м в скважинах №№ 6 и 8. Глины – от тёмно-серых до чёрных, песчано-слюдистые, неизвестковистые. Мощность песчаной пачки в противоположность подстилающей глинистой, уменьшается к югу и юго-востоку. Общая мощность альбских отложений на месторождении колеблется от 106 до 248 м.

Наблюдается резкое сокращение альбских отложений в юго-западном направлении (в скважине № 8 мощность альбского яруса равна всего 56 м), Сокращение мощности альбского яруса происходит за счёт выпадения прослоев в нижней части разреза. Наблюдается довольно резкое сокращение мощности в северном направлении с одновременным возрастанием песчанистости. Глинистые прослои, особенно в верхней пачке, уменьшены и сменяются обычно прослоями с повышенной песчанистостью.

3.2. Тектоника

В региональном структурно-тектоническом плане Западного Предкавказья Кущёвское поднятие расположено на юго-восточной периклинали Ростовского выступа. Границами выступа на юге являются Ирклиевская мегасинклиналь и Калниболотский выступ, на востоке – Целинская седловина (рисунок 6).

Рисунок 6 – Обзорная карта нефтяных и газовых месторождений

Азово-Кубанской нефтегазоносной области:

Месторождения: 1 – Северо-Кущёвское; 2 – Кущёвское; 3 – Екатериновское; 4 – Староминское; 5 – Ленинградское; 6 – Бейсугское; 7 – Каневское; 8 – Лебяжье; 9 – Челбасское; 10 – Крыловское;

11 – Сердюковское; 12 – Березанское; 13 – Усть-Лабинское; 14 – Двубратское;15 – Ладожское (нижний мел); 16 – Некрасовское; 17-18 – Юбилейное (юра) и Ладожское (сармат); 19 – Великое; 20 – Темиргоевское; 21 – Алексеевское; 22 – Малороссийское; 23 – Митрофановское; 24 – Ловлинское; 25 – Кавказское; 26 – Соколовское; 27 – Южно-Соколовское; 28 – Армавирское; 29 – Советское; 30 – Южно-Советское; 31 – Александровское; 32 – Бесскорбиенское; 33 – Убеженское; 34 – Николаевское;

35 – Северо-Николаевское; 36 – Баракаевское; 37 – Тульское; 38 – Майкопское; 39 – Ширванское;

40 – Безводненское; 41 – Краснодагестанское; 42 – Самурское; 43 – Нефтегорское; 44 – Нефтянское;

45 – Восковая Гора; 46 – Хадыженская площадка; 47 – Хадыженское; 48 – Кабардинское; 49 – Асфальтовая Гора; 50 – Широкая Балка; 51 – Кура-Цеце; 52 – Кутаисское; 53 – Абузы – Апчас; 54 – Мирная Балка; 55 – Ключевое; 56 – Дыш; 57 – Калужское; 58 – Новодмитриевское;59 – Восточно-Северское; 60 – Северское; 61 – Азовское; 62 – Убинское; 63 – Зыбза – Глубокий Яр; 64 – Холмское; 65 – Ахтырско-Бугундырское; 66 – Северо-Ахтырское; 67 – Абино-Украинское и Лёвкинское; 68 – Украинское; 69 – Крымское; 70 – Северо-Крымское; 71 – Кудако-Киевское; 72 – Кеслеровское; 73 – Адагумское;

74 – Курчанское; 75 – Западно-Анастасиевское; 76 – Анастасиевско-Троицкое; 77 – Северо-Анастасиевское; 78 – Славянское; 79 – Фрунзенское; 80 – Красноармейское; 81 – Южно-Андреевское; 82 – Фонталовское; 83 – Старотиторовское; 84 – Стрельчанское; 85 – Камышеватое; 86 – Джигинское; 87 – Благовещенское; 88 – Витязевское; 89 – Дообское; 90 – Прасковеевское; 91 – Пшадское

 

К северу от Кущёвского поднятия располагается Северо-Кущёвское поднятие, на востоке – Серебринское, на юге – Екатериновское, Ленинградское и Староминское.

Согласно сейсмическим исследованиям 1952 года, Кущёвское поднятие (рисунок 7) было оконтурено одной изогипсой – 1400 м и представляло собой брахиантиклиналь северо-восточного простирания.

Размер складки по отражающему сейсмическому горизонту, в пределах замкнутой изогипсы – 1400 м составляет 13,0 и 3,0 км. По сейсмической структурной карте, построенной после детальной сейсмической съёмки площади в 1959 году, по отражающему сейсмогоризонту более чётко видна форма и размер брахиантиклинали. Так, ось северо-восточной части структуры изменила направление на широтное. По замкнутой сейсмоизогипсе 1150 м, размеры складки по большой и малой осям стали равны 7,5´4 км, высота – 100 м. Сейсмическое исследование послужило основой для поискового бурения на данной площади.

На структурной карте, построенной по кровле коллекторов нижнего мела (пласт Ia), поднятие представлено брахиантиклинальной складкой платформенного типа с углами падения: на севере до 33°, на востоке 7°, на юге и западе 1,5-2°, амплитудой 216 м (по замкнутой изогипсе – 1391 м) и размеры по замкнутой изогипсе 7,5´5 км.

Складка имеет неправильную форму с несколько вытянутыми северо-восточными и юго-восточными окончаниями (рисунок 8).

 

Рисунок 7 – Структурная карта по кровле пласта Ia

 

1. Otchyot o rezul'tatah promyslovo-geofizicheskih rabot za 2011 god po predpriyatiyu PF «Kuban'gazgeofizika». – pos. Afipskij, 2011.
2. Bulatov A.I., Voloshchenko E.YU., Kusov G.V., Savenok O.V. Ekologiya pri stroitel'stve neftyanyh i gazovyh skvazhin: uchebnoe posobie dlya studentov vuzov. – Krasnodar: OOO «Prosveshchenie-YUg», 2011. – 603 s.
3. Bulatov A.I., Savenok O.V. Kapital'nyj podzemnyj remont neftyanyh i gazovyh skvazhin: v 4 tomah. – Krasnodar: OOO «Izdatel'skij Dom – YUg», 2012-2015. – T. 1-4.
4. D'yakonov D.I., Leont'ev E.I., Kuznecov G.S. Obshchij kurs geofizicheskih issledova-nij skvazhin. – M.: Izdatel'stvo «Nedra», 1984. 432 s.
5. Klimov V.V., Savenok O.V., Leshkovich N.M. Osnovy geofizicheskih issledovanij pri stroitel'stve i ekspluatacii skvazhin na neftegazovyh mestorozhdeniyah. – Krasnodar: OOO «Izdatel'skij Dom – YUg», 2016. – 274 s.
6. Konoplyov YU.V. Geofizicheskie metody kontrolya za razrabotkoj neftyanyh i gazovyh mestorozhdenij: uchebnoe posobie. – Krasnodar: KubGU, 2006. – 210 s.
7. Pisklov S.S. Razrabotka metodiki opredeleniya gazosnabzheniya i produktivnosti slozhnyh kollektorov – ob"ektov zakachki i otbora gaza v podzemnyh gazohranilishchah (na primere Kushchyovskogo PHG): avtoreferat na soiskanie uchyonoj stepeni kandidata geologo-mineralogicheskih nauk. – Krasnodar, 2005. – 24 s.
8. Pisklov S.S., SHnurman I.G. Mihajlin A.S. Tekhnologiya izucheniya razrezov gorizontal'nyh skvazhin po dannym GIS na Kushchyovskom PHG // Sbornik nauchnyh trudov «Gipotezy, poisk, prognozy». – Krasnodar: SKO IA RF, 2002. – Vyp. 14. – S. 134-142.
9. Popov V.V., Tret'yak A.YA., Savenok O.V., Kusov G.V., SHvec V.V. Geofizicheskie issledovaniya i raboty v skvazhinah: uchebnoe posobie. – Novocherkassk: Lik, 2017. – 326 s.
10. Savenok O.V., Arutyunyan A.S., SHal'skaya S.V. Interpretaciya rezul'tatov gidrodi-namicheskih issledovanij: uchebnoe posobie. – Krasnodar: Izd. FGBOU VO «KubGTU», 2017. – 203 s.
11. Amurskij A.G., Bogolyubov E.P., Titov I.A., SHipunov M.V. Mnogozondovaya appa-ratura impul'snogo nejtron-nejtronnogo karotazha AINK-89 // Voprosy atomnoj nauki i tekhniki. Seriya: YAdernoe priborostroenie. – M.: Vserossijskij nauchno-issledovatel'skij institut avtomatiki im. N.L. Duhova, 2001. – Vypusk 1 (19) Nej-tronnye generatory i apparatura na ih osnove. – S. 39-45.
12. Klimov V.V., Savenok O.V., Kuz'min A.V. Novye tekhnicheskie sredstva, tekh-nologii i metodologiya geologo-geofizicheskogo kontrolya tekhnicheskogo sostoyaniya krepi gazovyh i gazokondensatnyh skvazhin, v tom chisle s anomal'no vysokimi plastovymi davleniyami i temperaturami // Nauchno-tekhnicheskij zhurnal «Neft'. Gaz. Novacii». – Samara: OOO «Redakciya zhurnala «Neft'. Gaz. Novacii», 2013. – № 3/2013. – S. 33-37.
13. Klimov V.V., Leshkovich N.M. Povyshenie informativnosti metoda termometrii pri provedenii geofizicheskih issledovanij na neftegazovyh mestorozhdeniyah i PHG // Bulatovskie chteniya: materialy I Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj kon-ferencii (31 marta 2017 g.): v 5 t.: sbornik statej / Pod obshch. red. d-ra tekhn. nauk, prof. O.V. Savenok. – Krasnodar: OOO «Izdatel'skij Dom – YUg», 2017. – T. 1: Prognoz, poisk i razvedka mestorozhdenij nefti i gaza. Neftegazopromyslovaya geologiya. Razvedochnaya i promyslovaya geofizika. – S. 81-87.
14. Klimov V.V., Savenok O.V., Leshkovich N.M. Povyshenie dostovernosti geofiziche-skih metodov v naklonno-napravlennyh i gorizontal'nyh skvazhinah // Nauchno-tekhnicheskij zhurnal «Inzhener-neftyanik». – M.: Izdatel'stvo OOO «Aj Di Es Dril-ling», 2017. – № 3. – S. 33-37.
15. Klimov V.V., Savenok O.V., Leshkovich N.M. Koncepciya geologo-geofizicheskogo kontrolya tekhnicheskogo sostoyaniya obsadnyh kolonn i zacementirovannogo zakolonnogo prostranstva v skvazhinah na neftegazovyh mestorozhdeniyah i podzemnyh hranilishchah gaza // Ezhekvartal'nyj nauchno-tekhnicheskij zhurnal «Vestnik associacii burovyh podryadchikov». – M.: Izdatel'stvo «Associaciya burovyh podryadchikov», 2019. – № 2. – S. 15-21.
16. Pancarnikov D.S., Arutyunyan A.S., Petrushin E.O., Savenok O.V. Tekhnika i tekhno-logiya geofizicheskih metodov issledovaniya gorizontal'nyh skvazhin na Fyodorovskom neftegazovom mestorozhdenii // Nauchno-tekhnicheskij zhurnal «Neft'. Gaz. Novacii». – Samara: OOO «Redakciya zhurnala «Neft'. Gaz. Novacii», 2016. – № 1/2016. – S. 42-45.