Modeling of systems and processes Modeling of systems and processes Моделирование систем и процессов 2219-0767 104996 10.12737/2219-0767-2025-18-3-11-19 Технические науки Технические науки Modeling of gas extraction from wells Моделирование извлечения газа из скважин Афанасьева Надежда Олеговна Afanasyeva Nadezhda Olegovna 16 10 2025 16 10 2025 18 3 11 19 03 10 2025 https://zh-szf.ru/en/nauka/article/104996/view

В фокусе настоящего исследования находится уникальный газоносный массив Нарыкско-Осташкинского месторождения, расположенный в пределах Кузнецкого угольного бассейна. Этот перспективный ресурсный объект площадью 330 квадратных километров представляет особый интерес для современной газодобывающей промышленности. Технологический комплекс освоения включает: специализированный фонд скважин различной пространственной ориентации, инновационную систему дегазации угольных пластов, комплекс методов интенсификации газоотдачи. Особого внимания заслуживает применяемая технология контролируемого снижения пластового давления, реализуемая через: систематическую откачку пластовых флюидов, создание оптимальных условий для газовой десорбции, применение современных методов гидроразрыва. Результаты практического внедрения ГРП-технологий демонстрируют: кратное увеличение продуктивности скважинного фонда, существенное повышение коэффициента газоизвлечения, оптимизацию экономических показателей разработки. Полученные научные данные создают фундамент для: разработки перспективных технологий метаноизвлечения, совершенствования методов интенсификации добычи, повышения эффективности освоения газоугольных ресурсов. Научная новизна исследования: комплексный анализ технологических параметров, оригинальная методика оценки эффективности ГРП, практические рекомендации по оптимизации добычи. Данная работа вносит значимый вклад в развитие методов освоения нетрадиционных газовых ресурсов, предлагая научно обоснованные решения для повышения эффективности разработки метаноугольных месторождений. В данной статье выявлен метод аппроксимации. Что позволило привести закономерности зависимости дебита от времени работы нескольких скважин (кустов скважин) в модельный вид, для дальнейшего анализа месторождения. В результате исследования были применены методы черного ящика и проведении аналогий физических процессов в период эксплуатации кустов скважин. Что позволило определить вид аппроксимации и подсчитан коэффициенты достоверности. Были приняты точки отсчета дебита для построения более точной аппроксимации. И сформированы новые идеи и задачи для последующих исследований по Нарыкско-Осташкинскому метаноугольному месторождению Кузбасса.

The focus of this study is the unique gas-bearing massif of the Naryksko-Ostashkinskoye deposit, located within the Kuznetsk coal basin. This promising resource object with an area of 330 square kilometers is of particular interest to the modern gas production industry. The technological complex of development includes: a specialized well stock of various spatial orientations, an innovative coal seam degassing system, a set of methods for intensifying gas recovery. Particular attention should be paid to the applied technology of controlled reduction of reservoir pressure, implemented through: systematic pumping of reservoir fluids, creation of optimal conditions for gas desorption, application of modern hydraulic fracturing methods. The results of practical implementation of hydraulic fracturing technologies demonstrate: a multiple increase in the productivity of the well stock, a significant increase in the gas recovery factor, optimization of economic indicators of development. The obtained scientific data create a foundation for: developing promising methane recovery technologies, improving production intensification methods, increasing the efficiency of coal-gas resources development. Scientific novelty of the study: comprehensive analysis of process parameters, original method for assessing the effi-ciency of hydraulic fracturing, practical recommendations for optimizing production. This work makes a significant contribution to the development of methods for developing unconventional gas resources, offering scientifically sound solutions to improve the efficiency of coal-methane deposit development. In this article, an approximation method was identified. Which made it possible to bring the patterns of the flow rate dependence on the operating time of several wells (well clusters) into a model form for further analysis of the field. As a result of the study, black box methods were used and analogies of physical processes were carried out during the operation of well clusters. Which made it possible to determine the type of approximation and calculate the reliability coefficients. Flow rate reference points were adopted to build a more accurate approximation. And new ideas and tasks have been formed for subsequent research on the Naryk-Ostashkinskoye coal methane deposit in Kuzbass.

 газоносный массив промышленная разработка газо-извлечение методы интенсификации оптимизация добычи дебит скважин gas-bearing massif industrial development gas extraction intensification methods production optimization well flow rate

Вершинин В.В. Определение и использование оптимального оборудования для освоения скважин метаноугольного месторождения. – М.: XI научно-практическая конференция ООО «Газпром добыча Кузнецк» - 2024. –С. 34. Vershinin V.V. Determination and Use of Optimal Equipment for Well Development in a Coalbed Methane Field. – Moscow: XI Scientific-Practical Conference of LLC "Gazprom Dobycha Kuznetsk" – 2024. – P. 34. Государственная программа «Воспроизводство и использование природных ресурсов» (Утверждена постановлением Правительства от 15 апреля 2014 года №322). State Program "Reproduction and Use of Natural Resources" (Approved by Government Decree No. 322 of April 15, 2014). В.В. Шишляев, Е.В. Швачко, А.Н. Васильев, В.П. Пименов Приближенное численное моделирование добычи метана из угольного пласта // Научный журнал Российского газового общества. – 2024. – № 2(44). – С. 38-48. Shishlyaev V.V., Shvachko E.V., Vasilyev A.N., Pimenov V.P. Approximate Numerical Modeling of Methane Extraction from Coal Seams // Scientific Journal of the Russian Gas Society. – 2024. – No. 2(44). – Pp. 38-48. Чузлов В.А., Долганов И.М., Иванчина Э.Д., Ивашкина Е.Н., Кривцова Н.И., Коткова Е.П. Интеллектуальная гидроочистка //Деловой журнал Neftegaz.RU. 2020. № 9 (105). С. 38–44. Chuzlov V.A., Dolganov I.M., Ivanchina E.D., Ivashkina E.N., Krivtsova N.I., Kotkova E.P. Intelligent Hydrotreatment // Business Journal Neftegaz.RU. 2020. No. 9 (105). Pp. 38–44. А.Н. Васильев, В.В. Шишляев, Р.В. Кузнецов Методические подходы к построению геолого-гидродинамических моделей для оценки снижения газоносности угольных пластов при проектировании заблаговременной дегазации шахтных полей / // Проблемы недропользования. – 2022. – № 2(33). – С. 5-22. – DOI 10.25635/2313-1586.2022.02.005. Vasilyev A.N., Shishlyaev V.V., Kuznetsov R.V. Methodological Approaches to Building Geological-Hydrodynamic Models for Assessing Gas Content Reduction in Coal Seams When Designing Pre-Drainage of Mine Fields // Problems of Subsoil Use. – 2022. – No. 2(33). – Pp. 5-22. – DOI 10.25635/2313-1586.2022.02.005. Чузлов В.А. Обработка экспериментальных данных. - М., 2023. - 52 с. Chuzlov V.A. Processing of Experimental Data. – Moscow, 2023. – 52 p. Сторонский Н.М., Хрюкин В.Т., Швачко Е.В., Васильев А.Н., Кирильченко А.В., Малинина Н.С., Митронов Д.В. Типизация метаноугольных месторождений Кузбасса по перспективам добычи метана с применением различных технологий интенсификации газоотдачи угольных пластов // Научный журнал Записки горного института. -2019. – с 138. Storonsky N.M., Khryukin V.T., Shvachko E.V., Vasilyev A.N., Kirilchenko A.V., Malinina N.S., Mitronov D.V. Typification of Coalbed Methane Fields in Kuzbass Based on Methane Production Prospects Using Various Technologies for Enhancing Coal Seam Gas Recovery // Scientific Journal "Notes of the Mining Institute". – 2019. – P. 138. Пронина Н.В., Макарова Е.Ю., Богомолов А.Х., Митронов Д.В., Кузнецова Е.В. Геология и угленосность Российской Арктики в связи с перспективами развития региона // научный журнал Георесурсы – 2019. – с 42 – 52. Pronina N.V., Makarova E.Yu., Bogomolov A.Kh., Mitronov D.V., Kuznetsova E.V. Geology and Coal Potential of the Russian Arctic in Connection with the Region’s Development Prospects // Scientific Journal "Georesursy". – 2019. – Pp. 42–52. Liu S. et al. (2022). " Повышение добычи метана из угольных пластов с помощью многоствольных горизонтальных скважин с гидроразрывом пласта ". Journal of Natural Gas Science and Engineering, 105, 104698. Liu S. et al. (2022). "Coalbed Methane Production Enhancement by Multilateral Horizontal Wells with Hydraulic Fracturing". Journal of Natural Gas Science and Engineering, 105, 104698. Pan Z. et al. (2023). «Достижения в извлечении метана из угольных пластов: обзор методов и проблем извлечения». Fuel, 334, 126634. Pan Z. et al. (2023). "Advances in Coalbed Methane Extraction: A Review of Methods and Recovery Challenges". Fuel, 334, 126634. Zhang L. et al. (2022). «Численное моделирование гидроразрыва пластов в угольных пластах для извлечения метана из угольных пластов». Journal of Petroleum Science and Engineering, 208, 109518. Zhang L. et al. (2022). "Numerical Simulation of Hydraulic Fracturing in Coal Seams for Coalbed Methane Recovery". Journal of Petroleum Science and Engineering, 208, 109518. Wang L. et al. (2023). «Оптимизация схем скважин для добычи метана из угольных пластов на основе геологического моделирования». Energy Reports, 9, 153-163. Wang L. et al. (2023). "Optimization of Well Patterns for Coalbed Methane Production Based on Geological Modeling". Energy Reports, 9, 153-163. Енина Е.Д., Шишляев В.В. Подходы к определению хрупкости угольных пластов для оптимизации параметров проведения гидравлического разрыва пласта // Том 3. Новые идеи в науках о Земле. – 2025. – с 328. Enina E.D., Shishlyaev V.V. Approaches to Determining Coal Seam Brittleness for Optimizing Hydraulic Fracturing Parameters // Volume 3. New Ideas in Earth Sciences. – 2025. – P. 328. Афанасьева Н.О., Поляков В.М., Шишляев В.В. Моделирование кустов скважин НарыкскоОсташкинского метаноугольного месторождения // Том.1 Новые идеи о Земле. – 2025. – с. 41 Afanasyeva N.O., Polyakov V.M., Shishlyaev V.V. Modeling of Well Clusters in the Naryksko-Ostashkinskoye Coalbed Methane Field // Volume 1. New Ideas About the Earth. – 2025. – P. 41. А.В. Бондаренко, Г.И. Матниязова, У. Муслимов, А. Гула, Н. Гайсина, А.В. Сидельник Исследование влияния разрывных нарушений на осложнения при бурении и ГРП // Отечественные технологии и инновации в области повышения газонефтеотдачи и проведения ГРП на объектах нетрадиционных и трудноизвлекаемых ресурсов. – 2025. – с. 4. Bondarenko A.V., Matniyazova G.I., Muslimov U., Gula A., Gaysina N., Sidelnik A.V. Study of the Influence of Faults on Drilling and Hydraulic Fracturing Complications // Domestic Technologies and Innovations in Enhancing Oil and Gas Recovery and Hydraulic Fracturing in Unconventional and Hard-to-Recover Reservoirs. – 2025. – P. 4. Коровченко А.Ю., Никонова Л.В., Гомулько А.С. Использование методов математического программирования на практике// научный журнал Интерэкспо Гео-Сибирь – 2022 – с. 201 Korovchenko A.Yu., Nikonova L.V., Gomulko A.S. Use of mathematical programming methods in practice // scientific journal Interexpo Geo-Siberia - 2022 - p. 201.