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:   || 2 |

Иисследование методов оценкипродуктивности и интерпретации кривыхвостановления давления в скважинах послегидроразрыва пласта

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

САРАНЧА АЛЕКСЕЙВАСИЛЬЕВИЧ

РАЗРАБОТКА ИИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ОЦЕНКИПРОДУКТИВНОСТИ И ИНТЕРПРЕТАЦИИ КРИВЫХВОСТАНОВЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В СКВАЖИНАХ ПОСЛЕГИДРОРАЗРЫВА ПЛАСТА

Специальность25.00.17-05 - Разработка и эксплуатация нефтяныхи

газовыхместорождений

Автореферат диссертации на соисканиеученой степени

кандидата техническихнаук

Тюмень - 2008

Работа выполнена вГосударственном образовательномучреждении высшего профессиональногообразования «Тюменский государственныйнефтегазовый университет» (ТюмГНГУ)

Научныйконсультант - доктор технических наук,

Карнаухов Михаил Львович

Официальныеоппоненты: - доктор геолого-минералогическихнаук,

профессор

Попов Иван Павлович

- кандидат технических наук

Юшков Антон Юрьевич

Ведущая организация- Открытоеакционерное общество «Сибирский

научно-исследовательскийинститут нефтяной

промышленности»(ОАО «СибНИИНП»)

Защитадиссертации состоится “ 16 “ апреля 2008 г. в 16 часов назаседании диссертационного совета Д212.273.01. при ТюмГНГУ по адресу: 625039,г. Тюмень, ул.50 лет Октября, 38.

Сдиссертацией можно ознакомиться вбиблиотечно –информационном центре ТюмГНГУ поадресу: 625039, г. Тюмень, ул. Мельникайте, 72,каб. 32.

Авторефератразослан “__” _______ 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационногосовета,

доктор технических наук,

профессорГ. П. Зозуля

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ

Актуальность темы

В последние годы наместорождениях Западной Сибиринаблюдается замедление роста добычи нефти.В 2003 году рост добычи нефти составил 11 % (куровню предыдущего года), в 2004 году – 9 %, в 2005 году – 2,4 %, в 2006 году – 2,1 %. Для поддержаниядобычи на достигнутых уровнях вэксплуатацию вовлекаются все большееколичество низкопродуктивныхнеоднородных пластов и пропластков.Разработка таких залежей ведется сприменением методов интенсификациипритока пластовой жидкости к забоямскважин, наиболее распространенным изкоторых является гидроразрыв пласта (ГРП).

ГРП позволяетсущественно повысить продуктивностьскважин, вследствие создания каналавысокой проводимости, соединяющегопродуктивную часть пласта соскважиной.

Развитию теории ипрактической реализации новыхтехнологических решений при разработкенефтяных и газовых месторождений,связанных с ГРП, посвящено множествоисследований как в нашей стране, так и зарубежом. Однако на практике достаточночасто встречаются случаи, когда ожидаемоеувеличение продуктивности скважины,рассчитанное на основе идеализированныхмоделей, не совпадает с фактическим. Этосвязано с тем, что горно-геологическиеусловия не совпадают с моделями, которыезаложены в основу проектирования операцийГРП. Имеются нерешенные проблемы как воценке ожидаемой продуктивности скважин,так и при интерпретации кривыхвосстановления давления (КВД), полученныхво время гидродинамических исследованийскважин (ГДИС) после ГРП. Поэтомуразработка и совершенствование методовоценки продуктивности и интерпретациикривых восстановления давления вскважинах после ГРП продолжают оставатьсяактуальной проблемой для нефтегазовойотрасли.

Цель работы. Повышение эффективностиразработки нефтяных месторождений путемгидроразрыва на основе разработки исовершенствования методов оценкипродуктивности скважин ифильтрационно-емкостных свойствпродуктивных пластов.

Основныезадачи исследования

  1. Анализ и разработкаусовершенствованной гидродинамическоймодели фильтрации пластовой жидкости всистеме «пласт-трещина-скважина»,позволяющей наиболее достоверно решатьстационарные и нестационарные задачи,связанные с технологией ГРП.
  2. Разработка методики оценкипродуктивности скважин после гидроразрывапласта с учетом длины и проницаемоститрещин.
  3. Совершенствование методовинтерпретации кривых восстановлениядавления при гидродинамическихисследованиях скважин после ГРП и ихапробация в промысловых условиях.

Научнаяновизна

  1. Изучен и уточненмеханизм протекания стационарных инестационарных процессов фильтрациипластовой жидкости после ГРП в системе«пласт-трещина-скважина».
  2. Разработанагидродинамическая модель и предложенаметодика оценки продуктивности скважин сучетом длин и проницаемостей трещин,образованных после ГРП, а такжескин-фактора.
  3. Установлено, что наместорождениях Западной Сибири послепроведения ГРП кривые восстановлениядавления в полулогарифмическихкоординатах имеют «S-образную» форму.
  4. Обоснованоотсутствие «линейного» течения флюида впласте при неравномерном распределениидавления по длине трещины и радиальногопотока жидкости к скважине с трещиной ГРПболее 100 м на месторождениях с плотнойсеткой размещения скважин.

Практическая ценностьработы

Заключается вразработке гидродинамической моделидвижения жидкости в системе«пласт-трещина-скважина» для оценкигидродинамических свойств пластов,продуктивности скважин и интерпретацииданных гидродинамических исследованийскважин.

Методика дляоценки продуктивности скважин после ГРП иинтерпретация данных ГДИС апробирована вусловиях Самотлорского месторождения.Результаты исследований позволилиуточнить параметры гидродинамическоймодели разработки пласта АВ11-2 (Авторский надзор за реализациейпроектных решений по Самотлорскомуместорождению пласта АВ11-2,раздел «Анализгидродинамических исследований скважин»).

Апробацияработы

Основные положениядиссертационной работы докладывались наследующих международных и межрегиональныхнаучно-практических и научно-техническихконференциях: «Нефть и газ ЗападнойСибири» (Тюмень, ТюмГНГУ, 2005 г.); «Разработкагазонефтяных месторождений на современномэтапе» (Тюмень, ТюмГНГУ, 2005 г.); «Состояние,тенденции и проблемы развитиянефтегазового потенциала Западной Сибири»(Тюмень, ТюмГНГУ, 2006 г.); «Современныетехнологии для ТЭК Западной Сибири»(Тюмень, ТюмГНГУ, 2007 г.).

Публикации

Основные положениядиссертации опубликованы в 9-ти печатныхработах, в том числе одна статья в журнале,рекомендованным ВАК России.

Объем иструктура работы

Диссертационная работасостоит из введения, трех разделов,основных выводов и рекомендаций, спискаиспользованной литературы, включающих 109наименований. Работа изложена на 150страницах машинописного текста, включая 50рисунков и 15 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕРАБОТЫ

Во введении кратко охарактеризованыактуальность темы диссертации, цельработы, основные задачи исследования,научная новизна, практическая ценность,основные защищаемые положения и ихапробация.

В первом разделепроанализированаэффективность технологии ГРП в условияхЗападной Сибири. Показано, что приразработке нефтяных и газовыхместорождений интенсификация добычи нефтис применением технологии ГРП сталаодним из основных методов воздействия напродуктивный пласт. Количествопроведенных ГРП на месторожденияхЗападной Сибири превышает 10 тысячопераций. На начальном этапе эффективностьприменения технологии ГРП составлялаболее 90 %. Это объяснялось тем, чтотехнология ГРП применялась нанизкопродуктивных пластах, обладающихбольшими остаточными запасами. Напоследующих этапах, по мере охвата ГРП всебольшего количества скважин,эффективность метода снизилась, так какгидроразрыву подвергались пласты вскважинах с высокой обводненностьюдобываемой продукции и сложной структуройколлекторов. В результате увеличилосьчисло неуспешных обработок. Имеютсяслучаи, когда после применения технологииГРП дебиты скважин уменьшаются и последниеполностью обводнились.

Слабая изученностьтехнологии ГРП не способствуетвысокоэф-фективному применению этогометода, сдерживает работы по егодальнейшему совершенствованию, четкомуопределению области применения,(правильному и обоснованному определению ивыбору категории скважин с учетомгеолого-промысловых условий, на которыхможет быть получен высокийтехнико-экономический эффект),научно-обоснованному выбору технологиипроведения операций ГРП на скважинахразличных категорий.

Основным фактором,определяющим необходимость проведениятехнологии ГРП, является ухудшениефильтрационных характеристик ПЗП иснижение дебита скважин, вызванноепроникновением промывочной жидкости и егофильтрата в призабойную зону прибурении.

Обычно методыпроектирования операций ГРП базируется наотносительно простых моделях пластовыхсистем, в которых пласт являетсяоднородным как по площади, так и попростиранию. Реальные пласты имеют болеесложную структуру. Поэтому методы расчетапоказателей эффективности технологии ГРП,основанные на идеальных моделяхпроведения операций, часто не даютположительный результат. При наличиинескольких пропластков в интервалеперфорации продуктивность пласта послеГРП не обеспечивает ожидаемого увеличенияпродуктивности скважины.

Трещины, образованные впласте после ГРП, приводят к формированиюзон, где активность фильтрации жидкостирезко возрастает, что способствуетувеличению коэффициента продуктивностискважин.

На практике скважины,рекомендованные к гидравлическому разрывупласта, характеризуются ухудшеннымифильтрационными и коллекторскимисвойствами пород. Проведение ГРП в такихскважинах обеспечивает увеличениепродуктивности призабойной зоны за счеттрещин, соединяющих ствол скважины судаленными областями пласта.

В существующихметодиках расчета продуктивности скважинпосле гидравлического разрыва пластов(Христиановича С.А., Желтова Ю.П., Ховарда,Фаста, Макгуэра, Скора, Пратса, Тинслея,Экономидеса и др.), загрязнение призабойнойзоны пласта не учитывается, то естьскин-фактор принимается равным нулю.Поэтому необходимо разработать методикуоценки увеличения продуктивности скважинпосле ГРП, которая учитывает рольскин-фактора в достижении конечногоэффекта.

Для оценкиэффективности гидравлического разрывапластов проводят различные методыгидродинамических исследований скважин.Основы современной теориигидродинамических исследований скважинбыли заложены в трудах таких выдающихсяученых, как Лейбензон Л.С., Щелкачев В.Н.,Маскет М., Чарный И.А. и др. Так же огромныйвклад в развитие теории ГДИ был сделанБаренблаттом Г.И., Щербаковым Г.В.,Пирвердяным И.А., Умрихиным И.Д., БасниевымК.С., Бузиновым С.Н., Кульпиным Л.Г.,Чекалюком Р.Г., Максимовым В.А., КарнауховымМ.Л., Телковым А.П., Кучумовым Р.Я.,Медведским Р.И., Богачевым Б.А., МедведевымЮ.А., Ван Эвердингером, Херстом, Рамеем,Нолте и др.

Метод записи кривыхвосстановления давления (КВД), позволяетпровести исследования процессовнестационарной фильтрации жидкости впласте и определитьфильтрационно-емкостные свойства породпризабойной и удаленной зон пласта,значения скин-фактора, а также параметрытрещины. Однако проблема заключается в том,что теоретические КВД, полученные наидеализированных моделях для бесконечногопласта, существенно отличаются от реальных(фактических) кривых восстановлениядавления в скважинах, подвергшихсягидравлическому разрыву.

Таким образом анализработ, посвященный оценке продуктивности иинтерпретации кривых восстановлениядавления в скважинах после гидроразрывапласта показал, что не все аспекты даннойпроблемы изучены достаточно полно. Такаяизученность процессов ГРП препятствуетэффективному применению технологии итребует совершенствования методов оценкиожидаемой продуктивности и интерпретацииКВД.

Вовтором разделерассматривается усовершенствованнаягидродинамическая модель фильтрациипластовой жидкости в системе«пласт-трещина-скважина», на основекоторой получены прогнозныепродуктивности скважин после ГРП.

В работах М. Экономидеса,Р.Г. Шагиева и др. показано, что процессфильтрации жидкости в удаленных зонахпласта является радиальным иплоскопараллельным вблизи вертикальнойтрещины. Уравнение фильтрации для этихпроцессов в полярных координатах имеетвид

, (1)

где Р – давление, Па; t– время, c; r– радиус, м; – угол, рад; m – пористость,

дол.ед; – сжимаемость,1/Па; k –проницаемость, м2.

Это уравнение являетсябазовым при решении задач, связанных сисследованием нестационарных процессовдвижения жидкости в пласте.

При исследованиистационарных процессов уравнение (1)преобразуется в уравнение Лапласа

( 2)

Уравнение (2) будетсправедливо при условии, что на контурепитания давление остается постоянным иравно пластовому, а в скважине и трещинезабойному.

Для решенияпоставленной задачи предложена сеточнаямодель (рис. 1 а) фильтрации жидкости кскважине в цилиндрических координатах, гдепеременными являются расстояние r, угол и z. При отсутствии трещины, очевидно,будет иметь место плоскорадиальный поток кскважине. При этом на каждом круговомконтуре давления будут постоянными.

 Рисунок 1 – Схема определениядавлений в узлах сетки: а) сектор -2

Рисунок 1 – Схема определениядавлений в узлах сетки:

а) сектор пласта,состоящий из 200 ячеек, б) давления в ячейке,где rk – радиус контурапитания, Lт– длинатрещины.

На рис. 1 б рассмотренаячейка, в центре которой находится узелсетки i8, j5. А давление в этом узлеРi, j.

В соответствии с закономДарси перепад давления в точках i  i-1и j j+1 ячейки (рис. 2б)описывается уравнениями:,(3),(4) где Pi,j, -3 i-1и j j+1 ячейки (рис. 2б)описывается уравнениями:

,(3)

,(4)

где Pi,j, Pi-1,j – давление в узлахсетки i,j и i-1,j, МПа; qj+1,j, qj,j-1– расходыжидкости вдоль контура i между ячейками i, j+1 i,j и i,j - i,j-1, м3/с; – вязкость, Па*с; k – проницаемость,м2;h – толщинапласта, м; Ri – радиус i-го контура,м;R – шаг сетки порадиусу, м.

Перепаддавления в точках j+1 j и j j-1 описываетсяформулами:

,(5)

,(6)

где - шаг по углу; qi-1,i и qi,i+1 – расходы жидкостивдоль линии i междуячейками i-1, j i,j и i,j i+1,j, м3/с.

Всоответствии с законом Кирхгофа длякаждого узла (для гидравлических сетей)может быть записано следующееуравнение

(Pi+1,j – Pi,j)A +(Pj,i–Pi-1,j)B +(Pi,j–Pi,j-1)C +(Pi,j+1 – Pi,j)C =0,(7)

(8)

где К1 = А; К2 = - (А + В + 2С);К3 = В;К4 = К5 = С.

Тогда уравнение (7)приметвид:

K1Pi-1,j +K2 Pi,j + K3 Pi+1,j + K4 Pi,j+1 + K5 Pi,j-1 =0,(9)

В результатепроделанных преобразований получилисистему уравнений из пяти неизвестных вкаждом уравнении.

Граничными условиямидля решения этой системы уравненийявляются следующие:

1) На стенках скважины, вузлах i = 0; , давление остаётсяпостоянным и равным Pi,j = 0.

2) На контуре питания, при i = 20;, давление остаётся втечение всего периода работы постоянным иравным Рпл. Внашем случае это давление равно 10МПа.

3) Поскольку моделируется движениежидкости по трещине, которая имеет намногобольшую проницаемость чем проницаемостьпласта (в 104 105 раз), то примоделировании устанавливается давление повсей длине трещины, равной давлению вскважине

Р = Рскв =0.(10)

4) Посколькумоделируются участки пласта симметричныепо отношению левой и нижней окружающейскважину зонам, то по линиям стыковки этихзон градиенты давлений принимаютсяравными нулю. Последнее означает, чтоотсутствуют перетоки жидкости междусимметричными по распределению давлениязонами

Р = Р.(11)

Для границызаписывается i = 0 M и j = 10Р = Р.

Решение уравнений (3) - (11)с граничными условиями, записанными вконечно-разностной форме, выполнено сприменением метода Якоби. Суть этогометода состоит в том, что берутсяпроизвольные исходные значения давленийво всех узлах сетки, кроме граничных азатем производится расчёт давлений вкаждом узле как неизвестной величины поизвестным давлениям в окружающих этот узелузлах. В работе для надёжности принято 1000итераций.

Исходные давления вовсех узлах приняты равными начальномупластовому давлению. Давление на границахостаются всё время в соответствии спринятыми формулами (3) – (11).

Жидкость поступает вскважину в основном через трещину, дебитпри этом определяется как сумма дебитовмежду отдельными ячейками, примыкающими ктрещине, т.е. . Дебитвычисляется для всех вариантов длинтрещин, рассмотренных примоделировании.

Данная методикапредполагает, что давление в трещине равнозабойному давлению в скважине и постояннопо всей ее длине, то есть отсутствуетсопротивление в трещине, заполненнойпроппантом. Однако, даже при высокойпроницаемости трещины, закрепленнойкрупными зернами проппанта, перепадыдавления в ней могут быть достаточновысокими, что необходимо учитывать приопределении продуктивностискважины. Поэтому для более точногорасчета увеличения дебита в результате ГРПнеобходимо установить характер распределениядавления в трещине в зависимости от еедлины и проницаемости.

Для решения поставленной задачипостроена следующая модель (рис. 2).Баланс жидкостей в любой ячейкеможет быть представлен в соответствии справилом токов в узле. В каждом выделенномэлементе трещины скорость потокаопределяется градиентом давления на этомэлементе (в соответствии с закономДарси).

 На рис. 2 представленасхема фильтрации жидкости к трещине.rc– -27

На рис. 2 представленасхема фильтрации жидкости к трещине.rc– радиусскважины, lт - длинатрещины, lпл - расстояние доконтура питания, w - раскрытость трещины, Pc – давление вскважине, Pк – давление на контурепитания, qт, qпл - расходыжидкости в трещине и пласте.

Рисунок 2 – Схема фильтрациижидкости к трещине



Pages:   || 2 |
 





 
© 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.