авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Исследование особенностей притока жидкости к горизонтальной скважине с целью интенсификации добычи нефти

-- [ Страница 2 ] --

В целом же для кривой 1 (рисунок 2) наблюдается сглаживание скачков с постепенным выравниванием и дальнейшей стабилизацией притока. Анализ зависимостей дебита ГС от ее длины для моделей: 1) с зонами высокой гидропроводности и 2) однородного пласта (рисунок 2) - позволяет осмыслить и тот важный факт, что скачкообразное увеличение притока связано с неоднородностью пласта.

В частности, зоны трещиноватости с повышенной гидропроводностью обычно всегда расположены с определенной закономерностью. С другой стороны, если считать, что скважина является способом механического образования трещины в нужном направлении с нужной длиной, то ГС, пробуренная в направлении, перпендикулярном главным направлениям естественных трещин, может быть сверхрентабельной.

Кроме того, методами моделирования установлено, что при прохождении стволом скважины зон трещиноватости с повышенной гидропроводностью происходит скачкообразное увеличение притока и чем больше по пути прохождения ствола ГС встречаются зоны с повышенной гидропроводностью, тем больший достигается дебит.

В связи с этим в трещиноватых коллекторах ГС используются для того, чтобы пересечь трещины с целью эффективного дренирования коллектора (Bakken formation, Северная Дакота, США; Austin Chalk, Штат Техас, США и Devonian Shale, Западная Вирджиния, США).

Следовательно, в трещиноватых коллекторах необходимо ориентировать ствол ГС так, чтобы максимально пересечь трещины с повышенной гидропроводностью с целью эффективного дренирования коллектора.

Глава 3 посвящена разработке рекомендаций по определению оптимальной длины горизонтальных стволов для заданных геолого -гидродинамических условий.

Определение оптимальной длины ствола ГС является важной и актуальной задачей, так как рациональный выбор данного параметра позволяет увеличить эффективность разработки нефтяных залежей.

В целом решение проблемы определения оптимальной длины ГС при эксплуатации нефтяных залежей требует дифференцированного подхода и в первую очередь тщательного исследования и основательного анализа геологических условий разработки месторождения.

Рассмотрим предлагаемый метод определения оптимальной длины ГС.

Для расчета дебита модельной скважины принимался однородный пласт по простиранию, характеризующийся постоянной гидропроводностью, так как прогнозирование трещин, по данным сейсмолокационного бокового обзора (СЛБО), и аэрокосмогеологические исследования (АКГИ) не всегда подтверждаются результатами бурения и эксплуатации ГС, которые с равной вероятностью могут попасть в плотный коллектор и пересечь несколько трещин.

С технологической точки зрения увеличение длины ствола в продуктивной части всегда приводит к росту продуктивных характеристик и дебита скважины. Исходя из этого принципа, следует бурить скважины с максимальной длиной ствола. С другой стороны, стоимость скважины также увеличивается с ростом длины ГС (рисунок 4). Поэтому существует оптимальное значение длины ГС, которое должно зависеть:

1) от горно-геологических условий и текущего состояния разработки залежи, определяющих дебит скважины;

2) от экономических параметров, связанных со стоимостью строительства скважин.

Решение данной задачи является геолого-экономическим и должно рассчитываться для каждого объекта разработки и скважины отдельно. Предлагаемый подход заключается в получении зависимостей дебита скважины и стоимости строительства от длины ствола и последующем расчете экономических показателей, которые имеют экстремум. Для модельной ГС, представленной на рисунке 4, оптимальной длиной является 575 м, так как при этом достигается максимум накопленного чистого дисконтированного дохода (НЧДД). Диапазон ствола 500-700 м приводит к незначительному изменению данного параметра, экстремум функции является слабо выраженным, т.к. достигается больший прирост дебита по сравнению с приростом затрат.

В частности, предлагаемый метод определения оптимальной длины ГС основан на экспресс-анализе геолого-экономических показателей разработки месторождения, позволяющем на практике быстро и эффективно решить, рациональна ли выбранная длина ГС или нет, что особенно важно при вводе в промышленную эксплуатацию новых объектов разработки.

 Зависимости дебита, стоимости строительства и НЧДД от длины-3

Рисунок 4 - Зависимости дебита, стоимости строительства и НЧДД от длины горизонтального ствола для модельной ГС

Рисунок 5 - Зависимость ИД и НЧДД для ГС в башкирском ярусе залежи 302 (=60 мкм2.м/(Па.с) и P=0,3 МПа)

При переходе от модельной ГС к реальной ситуации, в частности для залежей 302, 303 Ромашкинского месторождения, максимумы НЧДД и индекса доходности (ИД) инвестиций будут достигаться только за пределами рассмотренной длины ГС более 400 м (рисунок 5). Установлено, что при малых дебитах скважин, обусловленных низкой гидропроводностью и депрессией, НЧДД отрицательный, а ИД меньше единицы. Это свидетельствует о том, что в целом эксплуатация ГС на залежах 302, 303 находится на уровне рентабельности. Средний дебит по нефти, при котором обеспечивается ИД, равный 1,26, находится в диапазоне 3,8 – 4,9 м3/сут и зависит от длины ствола (рисунок 6).

Рисунок 6 – Дебит скважины от длины ствола ГС, при котором достигается заданный индекс доходности 1,26

Рисунок 7 - Произведение гидропроводности на депрессию, при которой достигается индекс доходности 1,26 в зависимости от длины ствола

Отметим, что прирост дебита ГС длиной 400 м по сравнению с вертикальной (наклоннонаправленной) скважиной увеличивается в 3-3,5 раза, а стоимость ГС выше стоимости ВС в 1,5-1,6 раза. Достигается больший прирост дебита по сравнению с приростом затрат. Вероятно, это является одной из причин отсутствия экстремума экономических показателей.

С другой стороны, для залежей 302, 303, имеющих высокую степень трещиноватости и характеризующихся активной связью с водонасыщенной областью, существует угроза возникновения прорывов воды по трещинам к забоям добывающих скважин, поэтому увеличение длины ствола связано с риском более быстрого обводнения скважины.

В связи с вышеуказанным для залежей 302, 303 применен иной подход, в котором основную роль играют такие важные геологические параметры, как гидропроводность и депрессия. Здесь вместо оптимальной длины ствола ГС предложено использовать длину, при которой достигается приемлемый ИД, равный 1,26 (рисунок 7). Это и есть рациональная длина ГС для расчета которой выведено эмпирическое уравнение, зависящее от гидропроводности и депрессии: , (1)

где P – депрессия, МПа;

- гидропроводность, мкм2.м/(Па.с).

Для залежей 302, 303 Ромашкинского месторождения рациональная длина ГС находится в пределах 250 м (рисунок 7).

Глава 4 посвящена разработке рекомендаций по повышению эффективности эксплуатации горизонтальных скважин.

На сегодняшний день в мировой практике одной из важных и актуальных задач является контроль и управление выработкой запасов нефти дренируемых ГС.

Существует концепция «высокотехнологичных» скважин, применяемая в качестве решения, нацеленного на увеличение добычи, ускорения ввода объектов в эксплуатацию и повышения извлекаемости запасов.

Применение концепции «высокотехнологичных» скважин показало ценность в нескольких областях деятельности: повышение конечного коэффициента нефтеизвлечения в среднем на 10% для нефтяных месторождений; повышение добычи нефти примерно на 10%; снижение рисков и неопределенностей, связанных с разработкой; другие важные преимущества, включая технику безопасности, охрану здоровья и окружающей среды. Например, на азиатском континенте концепция «высокотехнологичных» скважин подтвердила себя в качестве решения при разработке месторождения Чемпион-вест.

В концепцию «высокотехнологичных» скважин входят средства замеров (как правило, температуры и давления), а также средства управления – клапаны с дистанционным контролем притока.

Несмотря на то, что ГС должна быть приемлемой и рентабельной с точки зрения извлечения запасов, а предварительные исследования распределения температурного замера указывают на отсутствие притока из какой-либо секции скважины, соответствующие запасы пласта не могут быть извлечены. Применение же конструкции ГС с установкой внутренних клапанов дистанционного управления и затрубных пакеров в дополнение к системе распределенного температурного замера и постоянным внутрискважинным измерительным приборам позволит разработчикам запасов отслеживать работающие интервалы ГС и эксплуатировать их селективно, что обеспечит максимальный приток и наибольшую нефтеотдачу пласта.

Примечательно, что это решение приведет к дополнительным затратам и усложнит конструкцию скважины, тем не менее оно рассматривается в качестве ключевого фактора в возможности извлекать запасы из пласта. Важно подчеркнуть, что внутренние клапаны дистанционного управления являются высокоэффективным средством, обеспечивающим запланированный дебит скважины.

В мировой практике известно довольно много примеров разработки месторождений при помощи «высокотехнологичных» скважин. К тому же начиная с 2000 года в различных странах мира пробурено около 200 «высокотехнологичных» скважин. В частности в Брунее, концепция «высокотехнологичных» скважин позволила начать добычу на ряде небольших месторождений, разработка которых иными путями не могла быть экономически оправданной.

На рисунках 8, 9 показан пример «высокотехнологичной» скважины, пробуренной на пять различных пластов. Вместо использования пяти обычных скважин была пробурена одна многосекционная ГС, в результате чего сметные расходы снизились примерно на 60%. В скважине установлены клапаны контроля притока, позволяющие эксплуатировать пласты раздельно. В общем случае разделение участков ствола может производиться не только по изолированным пластам или горизонтам, что соответствует одновременно раздельной эксплуатации, но и по пластам, имеющим гидродинамическую связь между собой. Кроме того, этот способ дает возможность выполнять гидродинамические исследования ствола или отдельных интервалов ГС путем отсечения других участков, а также отключать проблемные интервалы ствола по мере достижения высокой обводненности.

jpg" alt=" Пример «высокотехнологичной» ГС на пять различных пластов -8">

Рисунок 8 - Пример «высокотехнологичной» ГС на пять различных пластов

Рисунок 9 – Вариант заканчивания «высокотехнологичной» ГС

Очевидно, необходимо осуществлять контроль и управление выработкой запасов дренируемых ГС. Наиболее эффективным способом решения данной задачи является использование специальных технических средств по регулированию притока из каждого участка ствола.

При их отсутствии следует рассчитывать длину ствола в каждом продуктивном горизонте или пласте для осуществления их равномерной выработки. Определение оптимальной длины ГС является пассивным способом регулирования равномерной выработки запасов, который не позволяет активно управлять добычей продукции из каждого участка ствола и регулировать ее на протяжении длительной эксплуатации. В случае же оснащения участков ствола специальными клапанами с дистанционным контролем и средствами замеров, т.е. когда скважина становится «высокотехнологичной», происходит активный процесс регулирования выработки запасов путем создания необходимых депрессий на участках ствола скважины.

Однако необходимая депрессия в зависимости от продуктивности участков пласта определяется по результатам гидродинамического моделирования.

Сообразно с этим автором было изучено влияние различного забойного давления на равномерную выработку пластов.

Расчеты выполнялись для однородного пласта на примере модельной ГС. Предполагалось, что ствол скважины разделен пакером на два участка, к которым прикладывалось различное забойное давление. Зависимость дебита от участка, разделяющего ствол на две части с различным забойным давлением, является линейной только в средней части. Если разделение ствола происходит близко к концам ствола, то зависимость искривляется (рисунок 10). В целом изменение дебита является почти симметричным относительно середины ствола. Увеличение доли ствола с низким забойным давлением приводит к нелинейному росту дебита из-за различия профилей притока (рисунок 11). Кроме ожидаемого U-образного профиля притока на участке разделения стволов со стороны высокого забойного давления возникает существенный отток жидкости в пласт, о чем свидетельствуют отрицательные значения дебитов узлов (рисунок 11, кривые 1). Для рассматриваемого случая 10% ствола с низким забойным давлением дают 70% притока жидкости.

При рассмотрении соответствующих профилям притока карт изобар (рисунок 12) прослеживаются аналогичные тенденции. При приложении к участкам ствола ГС различной депрессии на карте изобар отмечается сложный характер распределения давления по пласту. Для большей депрессии характерна более расширенная воронка давления. Вблизи расположения пакера наблюдаются пики давления, приводящие к перетоку жидкости в область высокой депрессии, т.е. по существу, несмотря на пакер, жидкость со стороны высокого забойного давления перетекает через продуктивный пласт в часть ствола с низким забойным давлением, а при посадке пакера в стволе скважины, проходящей через непроницаемую часть пласта, перетоки отсутствуют (рисунок 11, кривые 2). Моделирование данного перетока по пласту в литературе не обнаружено.

 Изменение дебита модельной ГС при различных забойных давлениях для-10

Рисунок 10 - Изменение дебита модельной ГС при различных забойных давлениях для участков ствола по разным программам

Рисунок 11 – Профиль притока при приложении к 10% ствола забойного давления 6 МПа и к 90% ствола давления 7 МПа при разделении участков в продуктивном пласте (1); при разделении участков в неколлекторе (2)

 а) б) а) вид сверху; б) трехмерное изображение  Изобары при приложении-12 а)  б) а) вид сверху; б) трехмерное изображение  Изобары при приложении к-13 б)
а) вид сверху; б) трехмерное изображение

Рисунок 12 – Изобары при приложении к среднему участку ствола забойного давления 6 МПа и к остальным участкам ствола давления 7 МПа

Далее ставилась задача изучить влияние неоднородности пласта на особенности притока жидкости к ГС в пределах и за пределами ствола.

В ходе гидродинамического моделирования производилось поэтапное изменение гидропроводности на контуре питания с 20 до 10 мкм2м/(Па.с).

Рисунок 13 – Изменение дебита модельной ГС при изменении гидропроводности пласта

В результате расчетов выявлено, что с увеличением доли пласта с меньшей гидропроводностью в пределах ствола ГС наблюдается линейное снижение дебита, а наличие иной гидропроводности за пределами ствола влияет на дебит скважины в меньшей степени (рисунок 13).

Далее ставилась задача изучить особенности притока жидкости к ГС при вскрытии ею неоднородности в пределах пласта (рисунок 14).

Рисунок 14 – Вскрытие модельной ГС неоднородности в пределах пласта

Проводили сопоставление дебита при попадании модельной ГС концами ствола в область высокой гидропроводности с дебитом при прохождении области высокой гидропроводности серединой ствола. Дебиты оказались примерно равными. В расчетах предполагалось, что суммарные участки длин в области высокой гидропроводности равны для обоих вариантов (рисунок 15).

А - суммарный дебит 11,38 м3/сут; Б - суммарный дебит 11,03 м3/сут

Рисунок 15 – Профили притока жидкости к стволу модельной ГС при попадании концами стволов (вариант А) и серединной частью ствола (вариант Б) в область повышенной гидропроводности

Рисунок 16 – Профили притока жидкости к стволу модельной ГС при многократном чередовании ствола в области повышенной и пониженной (20 мкм2м/(Па.с) и 10 мкм2м/(Па.с)) гидропроводности пласта (суммарный дебит 11,23 м3/сут)

Если скважина пересекает несколько раз участки высокой и низкой гидропроводности одинаковой суммарной длины, то дебит ГС также примерно равен значениям дебита в предыдущих случаях (рисунок 16).

При большем различии гидропроводностей пласта, вскрываемого ГС, различие дебитов в среднем не превышает 2% (рисунки 17, 18).

 1) суммарный дебит 5,28 м3/сут; 2) суммарный дебит 5,21 м3/сут  Профили притока-19 1) суммарный дебит 5,28 м3/сут; 2) суммарный дебит 5,21 м3/сут

Рисунок 17 – Профили притока жидкости к стволу модельной ГС при попадании концами стволов (1) и серединной частью ствола (2) в область повышенной гидропроводности (0,1 и 20 мкм2м/(Па.с):

Рисунок 18 – Профили притока жидкости к стволу модельной ГС при многократном чередовании ствола в области повышенной и пониженной (20 мкм2м/(Па.с) и 0,1мкм2м/(Па.с)) гидропроводности пласта (суммарный дебит 5,28 м3/сут)



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.