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 | 2 || 4 |

Развитие теории фильтрации к пологим и горизонтальным газовым и нефтяным скважинам и ее применение для решения прикладных задач

-- [ Страница 3 ] --

В практике бурения и заканчивания скважин встречаются случаи, когда один из открытых стволов многоствольной скважины полностью заполняют гравием. При этом возникает задача расчета притока к подобному стволу, его длины и профиля.

Известно, что несовершенная по характеру вскрытия пласта скважина может быть эквивалентна совершенной скважине при условии равенства нулю дополнительного фильтрационного сопротивления, обусловленного перфорационными каналами.

Движение газа по стволу, заполненному гравием (рисунок 9), будет происходить, в зависимости от дебита, либо по линейному закону, либо в конце ствола по линейному закону, а ближе к началу ствола, с увеличением скорости движения, закон будет переходить в нелинейный.

Рисунок 9 – Схема пологого ствола с гравийной набивкой

На основе уравнений движения газа по нелинейному закону, уравнений сохранения массы газа и уравнения состояния, получено уравнение для распределения давления по пологому стволу, с зенитным углом (рисунок 9), заполненному гравием.

, (24)

где ;

F – площадь поперечного сечения канала, м2;

M – масса газа, проходящего в единицу времени через сечение

площадью F, кг/с;

P2 и P1 – давления на концах участка трубы длиною L, Па;

Z – коэффициент сверхсжимаемости газа, б/р;

R – универсальная газовая постоянная, Нм/(кгоК);

T – температура, оК;

- вязкость газа, Пас;

k – проницаемость гравия, м2;

dэфф – эффективный диаметр зерен гравия, м;

m – пористость гравийной набивки, б/р.

Это уравнение справедливо при движении газа между фиктивными перфорационными отверстиями. Для расчета перепада давления по всему стволу его использовать нельзя, т.к. массовый расход М увеличивается по длине ствола.

На основе уравнения (24) несложно получить систему уравнений с учетом роста массы газа по стволу при притоке к фиктивным перфорационным каналам.

В общем виде между каналами с номерами i и i+1 данное уравнение имеет вид

(25)

Здесь в качестве L необходимо брать расстояние между фиктивными отверстиями.

Чтобы определить перепад давления между началом и концом ствола, а так же распределение давления по стволу, необходимо уравнения вида (25) использовать при движении газа между фиктивными перфорационными отверстиями совместно с системой уравнений (18) – (23), определяющих давление на уровне каждого перфорационного отверстия в пласте.

Получено решение для распределения давления по стволу с гравийной набивкой с учетом зависимости вязкости газа от давления. Нелинейное уравнение для распределения давления на участке длиной L имеет вид

(26)

где (27)

; (28)

A* и B* - коэффициенты линейной аппроксимации зависимости вязкости газа от давления вида = А*P + В* для рассматриваемого диапазона изменения давления по стволу.

Нелинейное уравнение вида (26) записывается для каждого фиктивного перфорационного отверстия с учетом изменения массового расхода по длине ствола, распределения давления в пласте при работе пологого ствола и без учета падения давления в перфорационных каналах. Однако, предварительно следует определить плотность фиктивной перфорации, соответствующую нулевому значению сопротивления С0.

По разработанной методике расчета можно определить диаметр, протяженность и зенитный угол ствола, проницаемость гравийной набивки с учетом геолого-физических характеристик пласта.

Рассмотрена задача о притоке к пологой газовой скважине с боковым стволом (к двуствольной скважине) (рисунок 10).

Для решения задачи расчета профиля притока к стволам подобной скважины, распределения давления вдоль стволов и эпюры скоростей потока газа по стволам необходимо решать совместно уравнения притока газа к стволам и уравнения движения газа по стволам скважины.

Распределение депрессии (для функции Лейбензона) в пласте в местах расположения перфорационных отверстий для одного ствола имеет вид (16).

В случае двух и более стволов, учитывая их интерференцию, в выражении (16) необходимо производить суммирование по всем отверстиям всех стволов. Поэтому, если первый ствол имеет N1 отверстий, второй - N2 отверстий, то в выражении (16) получим N = N1 + N2 и, соответственно, для параметра l имеем l = 1N1 + N2.

 Профиль двуствольной скважины Распределение давления внутри стволов при-36

Рисунок 10 - Профиль двуствольной скважины

Распределение давления внутри стволов при течении по ним газа рассчитывается отдельно для каждого ствола, начиная с точки соединения стволов, где давление принимается для них одинаковым. Для каждого из стволов учитываются потери давления за счет трения и местные сопротивления отверстий аналогично тому, как это делается для сборного газопровода. Полученные уравнения для распределения давления вдоль стволов записываются совместно с уравнением (16) для каждого отверстия. В результате получаем систему из N1 + N2 уравнений с N1 + N2 неизвестными, которая решается итерационным методом.

В результате решения получаем массовые дебиты отверстий mi, распределение давления вдоль стволов и эпюру скоростей потока вдоль стволов.

При моделировании многоствольной газовой скважины необходимо учитывать пространственное расположение стволов в пласте, различные виды конструкций забоев и др.

Типичная картина эпюры скоростей потока вдоль стволов различного диаметра с тремя интервалами перфорации представлена на рисунке 11.

  Эпюры скоростей потока вдоль стволов (пластовые условия): 1 - диаметр-37

Рисунок 11 – Эпюры скоростей потока вдоль стволов (пластовые условия): 1 - диаметр левого ствола 0,2 м; 2 - диаметр правого ствола 0,168 м; 3 - диаметр правого ствола 0,114 м

Получены решения для распределения давления в пласте при работе в нем пологой газовой скважины в различных постановках:

  • для прямоугольного пласта с непроницаемыми кровлей и подошвой;
  • для полосообразного пласта с непроницаемыми кровлей и подошвой;
  • для пологой скважины с боковым стволом в полосообразном пласте с непроницаемыми кровлей и подошвой;

Рассмотрена так же работа пологой нефтяной скважины в прямоугольном пласте с подошвенной водой, что соответствует случаю прямоугольной сетки скважин. Решение для распределения давления в пласте при работе обсаженной и перфорированной на нескольких участках пологой скважины найдено с использованием функции Грина. Совместно с уравнениями для распределения давления в пологом стволе данное решение может быть использовано для расчета пологих нефтяных стволов в пластах с подошвенной водой.

В шестой главе рассмотрены некоторые вопросы гидроразрыва в горизонтальных и вертикальных скважинах. В настоящее время с развитием технологии горизонтального и радиального бурения появилась возможность создания направленных трещин при гидроразрыве пласта.

Для этого необходимо создать два горизонтальных канала в одной вертикальной плоскости на расстоянии, допускающем создание подобной трещины.

Известно, что щелевая перфорация в вертикальной скважине позволяет задавать направление трещины на расстояние до 5 метров. Далее трещина распространяется в направлении, перпендикулярном направлению наименьшего напряжения. Это означает, что если между горизонтальными стволами не более 10 метров, то трещина будет параллельна стволам. Нужно учитывать также, что напряжения, создаваемые в каждом из стволов жидкостью гидроразрыва, будут суммироваться. Это так же будет способствовать образованию трещины между стволами.

При закачке жидкости разрыва одновременно в два ствола поля напряжений, создаваемые у вершин каждой из трещин, суммируются по принципу суперпозиции.

В связи с развитием радиального бурения, появляется возможность забуривания из вертикальной скважины радиальных каналов в одной вертикальной плоскости с последующим проведением гидроразрыва. Образующаяся при этом вертикальная трещина между каналами будет, очевидно, ограниченной высоты. Опытно-промышленные работы по созданию трещин ГРП между радиальными каналами ведутся в настоящее время в нефтяной компании «ЛУКОЙЛ».

Рассмотрен вопрос проведения поинтервального гидроразрыва пласта в вертикальных и пологих газовых скважинах. При проведении поинтервального ГРП в многопластовых объектах разработки газовых и газоконденсатных месторождений необходимо обосновывать параметры создаваемых трещин в каждом из пластов. Пласты объектов разработки могут различаться по своим продуктивным характеристикам и запасам. Предложен способ проведения поинтервального ГРП с созданием трещин, обеспечивающих равномерную выработку запасов каждого из пластов объекта разработки.

При проведении поинтервального ГРП в пластах, разделенных непроницаемыми глинистыми перемычками, создаются трещины с различными характеристиками. Трещины могут различаться как геометрическими параметрами (длина, высота, ширина), так и проводимостью. В результате проведения ГРП продуктивные возможности каждого пласта возрастают. Возникает задача определения параметров трещин в каждом из пластов. Причем трещины должны быть такими, чтобы обеспечивать равномерное падение давления в каждом из пластов. Равномерное падение давления в каждом из пластов будет в том случае, если темпы отбора для всех пластов будут одинаковыми. В качестве критерия выбора оптимальных параметров трещин (длина, ширина, проводимость) в каждом из пластов многопластовых объектов предложено исходить из того, что темп отбора Ni определяется как отношение накопленного отбора газа из iго пласта на момент времени t после ГРП к текущим запасам Wi в зоне дренирования данной скважины на момент проведения ГРП

, (29)

где qi(t) – дебит газа из iго пласта, м3/с;

t0 – время проведения ГРП, с.

Таким образом, необходимо выполнение равенства темпов отбора

, (30)

где k – количество пластов.

В настоящее время не существует простых аналитических решений, позволяющих определить изменение во времени дебита газовой скважины после ГРП. Если принять, что дебиты пластов будут снижаться равномерно во всех пластах, то в выражении (29) вместо текущего накопленного отбора можно поставить выражение для дебита скважины с трещиной ГРП. В противном случае можно воспользоваться программным комплексом, например «Eclips», моделирующим работу скважины с трещиной ГРП. Варьируя параметрами трещин, необходимо стремиться к выполнению условия (30). В противном случае эффект от ГРП будет ниже запланированного по причине более быстрого падения пластового давления в наиболее проницаемом продуктивном пласте (особенно с небольшими запасами) по сравнению с пластами с меньшей проницаемостью, менее продуктивными, но с большими запасами.

Получена формула для расчета дебита газовой скважины после ГРП, учитывающая основные параметры трещины (длину, ширину, проницаемость).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Выполненная диссертационная работа представляет собой совокупность теоретических положений, позволяющих рассматривать систему пласт-скважина как единую гидродинамическую систему и в которой впервые разработаны и обоснованы следующие положения.

  1. Разработана математическая модель системы пласт-скважина и получена система уравнений для определения профиля притока, распределения скоростей потока однофазного флюида и давления по стволу с учетом всех видов гидравлических сопротивлений в стволе как нефтяной, так и газовой пологой и горизонтальной скважин для анизотропного пласта в различных постановках: бесконечный пласт с непроницаемыми нижней и верхней границами; прямоугольный пласт с непроницаемыми нижней и верхней границами; полосообразный пласт с непроницаемыми нижней и верхней границами; прямоугольный пласт с подошвенной водой.
  2. Получено решение и разработан алгоритм расчета для регулирования профиля притока к пологому и горизонтальному стволу как нефтяной, так и газовой скважин при перемещении НКТ по стволу.
  3. Получена система уравнений для определения профиля притока, распределения скоростей потока и давления по стволам многоствольной как нефтяной, так и газовой скважин с учетом взаимодействия стволов и всех видов гидравлических сопротивлений в стволах.
  4. Разработана математическая модель и получена система уравнений для определения профиля притока, распределения скоростей потока и давления по стволу пологой газовой скважины с гравийной набивкой.
  5. Разработан способ создания направленной трещины при гидроразрыве в горизонтальных скважинах, который может применяться и в радиальных стволах. Работы по созданию подобных трещин планирует провести компания «Лукойл».
  6. Разработанные алгоритмы, методики расчета и компьютерные программы использованы при обосновании профилей стволов в интервалах продуктивных пластов, в зависимости от их конструкций, для Бованенковского газоконденсатного месторождения.
  7. Полученные при выполнении диссертационной работы научные результаты позволяют рекомендовать их для обоснования в интервалах продуктивных пластов профилей стволов пологих, горизонтальных и многоствольных нефтяных и газовых скважин для месторождений Западной Сибири и других регионов Российской Федерации.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

а) монографии

  1. Телков А.П. Особенности разработки нефтегазовых месторождений / А.П. Телков, С.И. Грачев, Т.Л. Краснова, С.К. Сохошко. - Тюмень: НИПИКБС-Т, 2001. - Т.1. - 328 с.; Т.2. – 275 с.
  2. Клещенко И.И. Гидроразрыв газоконденсатных объектов на месторождениях севера Западной Сибири / И.И. Клещенко, Г.В. Крылов, С.К. Сохошко. - Тюмень: ООО «Вектор Бук», 2007. – 211 с.

б) статьи в научно-технических рецензируемых изданиях

  1. Сохошко С.К. Об изменении средневзвешенного давления в пластах с подошвенной водой, разрабатываемых батареями несовершенных скважин / С.К.Сохошко, А.П.Телков // ЭИ. Сер. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. – 1988. – Вып. 4. – С. 18-20.
  2. Сохошко С.К. К расчету падения давления в несовершенных скважинах линейных батарейных систем / С.К. Сохошко, А.А. Кирсанов // Совершенствование методов бурения, добычи и транспорта нефти и газа в условиях Западной Сибири: Сб. тр. – Деп. В ВИНИТИ. - 17.01.89. - № 377-В89.
  3. Сохошко С.К. Разработка водонефтяных зон горизонтальными многозабойными скважинами / С.К. Сохошко, С.И. Грачев // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 1998. – № 3. - С. 8-9.
  4. Грачев С.И. О влиянии расположения горизонтального ствола на динамику обводнения скважины / С.И. Грачев, В.Ф. Гринёв, С.К. Сохошко // Ресурсосбережение в топливно-энергетическом комплексе России: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф. – Тюмень: ОАО «Запсибгазпром», 1999. - С. 68.
  5. Сохошко С.К. Направленный гидроразрыв в многозабойных горизонтальных скважинах / С.К. Сохошко, В.Ф. Гринёв, С.И. Грачев // Там же. - С. 71.
  6. Сохошко С.К. Оптимизация траектории добывающих скважин в интервале продуктивного пласта с учетом его анизотропии / С.К. Сохошко, С.И. Грачев // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. - 1999. – № 2. - С. 10-11.
  7. Сохошко С.К. О возможности создания полностью направленной трещины при гидроразрыве пласта в горизонтальных скважинах / С.К. Сохошко, С.И. Грачев // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. -, 2001. – № 3. - С. 11-12.
  8. Сохошко С.К. Неустановившийся приток к многозабойной горизонтальной скважине в пласте с подошвенной водой // Проблемы совершенствования технологий строительства и эксплуатации скважин, подготовка кадров для Западно-Сибирского нефтегазодобывающего комплекса: Тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф. 10-11 декабря 2001 г. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2001. - С. 21-22.
  9. Сохошко С.К. Расчет оптимальной длины горизонтального участка ствола скважин, эксплуатирующих подземные газовые хранилища / С.К. Сохошко, А.П. Телков, И.И. Клещенко // Нефтепромысловое дело. - 2002. - № 9. - С. 5-7.
  10. Сохошко С.К. Оценка длины горизонтального ствола скважин, эксплуатирующих подземные газовые хранилища / С.К. Сохошко, А.П. Телков, И.И. Клещенко // Тез. докл. третьей Всеросс. науч.-техн. конф., посвященной 40-летию ТГНГУ, 19-20 апреля 2002 г. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. - С. 18.
  11. Сохошко С.К. Неустановившийся приток к многозабойной горизонтальной скважине в пласте с подошвенной водой / С.К. Сохошко, А.П. Телков, В.Ф. Гринёв // Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений Западной Сибири: Межвуз. сб. науч. тр. – Тюмень: Изд-во «Вектор Бук», 2002. - С. 69-70.
  12. Сохошко С.К. Расчет профиля притока к пологой скважине // Нефть и газ: проблемы недропользования, добычи и транспортировки: Тез. докл. конф., 24-26 сентября 2002 г. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2002. - С.9.
  13. Сохошко С.К. Профиль притока к пологой скважине / С.К. Сохошко, И.И. Клещенко, В.Н. Маслов, В.В. Паникаровский // Нефтепромысловое дело. - 2004. - № 11. - С. 5-7.
  14. Сохошко С.К. Профиль притока к пологой газовой скважине // Газовая промышленность. - 2005. - № 6. –. 35-36.
  15. Сохошко С.К. Режим работы пологой газовой скважины // Нефтепромысловое дело. - 2006. - № 4. - С. 33-34.
  16. Сохошко С.К. Приток к пологому газовому стволу с гравийной набивкой // Нефтепромысловое дело. - 2006. - № 9. - С. 38-39.
  17. Сохошко С.К. Регулирование профиля притока к пологому стволу газовой скважины/ С.К. Сохошко, В.К.Романов, И.И. Клещенко, В.Ф. Штоль// Газовая промышленность. - 2006. - № 12. – С. 67-68.
  18. Сохошко С.К. Приток к пологой газовой скважине с боковым стволом в полосообразном пласте // Современные технологии капитального ремонта скважин и повышения нефтеотдачи пластов. Перспективы развития: Сб. докл. II Междунар. науч.-практ. конф. г.Геленджик, Краснодарский край 21-26 мая 2007 г. – Краснодар: ООО «Научно-производственная фирма «Нитпо», 2007. - С. 45-47.
  19. Клещенко И.И. восстановление фильтрационно-емкостных свойств пород–коллекторов и интенсификация притоков углеводородов в скважинах с аномально высоким пластовым давлением / И. И. Клещенко, В.Ф. Штоль, С.К. Сохошко // Геолого-промысловое и технико-экономическое обоснование разработки газовых и газоконденсатных месторождений Западной Сибири: Сб. науч. тр. – Тюмень: ООО «ТюменНИИгипрогаз»; СПб: Недра. С.-Петерб. отд-ние, 2007. – С. 160-167.
  20. Сохошко С.К. О поинтервальном гидроразрыве газоконденсатных объектов / С.К. Сохошко, И.И. Клещенко, С.С. Демичев // Там же. – С. 168-174.
  21. Сохошко С.К. Приток к пологой газовой скважине с боковым стволом // Газовая промышленность. - 2008. - № 1. - С. 65-67.

в) авторские свидетельства и патенты на изобретения



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 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.