Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Разработка и исследование технологии управления фильтрационными потоками при эксплуатации горизонтальных нагнетательных скважин

Диссертация: Разработка и исследование технологии управления фильтрационными потоками при эксплуатации горизонтальных нагнетательных скважин
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Разработка и эксплуатация месторождений горизонтальными скважинами и боковыми горизонтальными стволами (ГС и БГС) значительно повышает нефтеотдачу пластов и объемы извлекаемых запасов. В последние время внимание отечественных и зарубежных нефтегазодобывающих компаний занимают вопросы закачки в продуктивный пласт жидкостей, газа или теплоносителей с использованием горизонтальных нагнетательных… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. Анализ работ по гидродинамике горизонтальных перфорированных каналов
    • 1. 1. Краткий обзор работ по гидродинамике пористых каналов
    • 1. 2. Анализ работ по гидродинамике горизонтальных скважин
    • 1. 3. Выбор направлений исследований. Постановка задач
  • Глава 2. Экспериментальные исследования по гидродинамике горизонтальных скважин
    • 2. 1. Расчет критериев подобия для определения параметров экспериментальной установки
    • 2. 2. Описание экспериментальной установки
    • 2. 3. Методика обработки экспериментальных данных
  • Выводы по второй главе
  • Глава 3. Теоретические исследования гидродинамики пористых каналов применительно к горизонтальным скважинам
    • 3. 1. Решение задачи движения жидкости в нагнетательных пористых каналах — горизонтальных
    • 3. 2. Распространение влаги в грунте вокруг перфорированных труб
    • 3. 3. Термоволновые воздействия на пласт горизонтальными добывающе-нагнетательными скважинами
  • Выводы по третьей главе
  • Глава 4. Гидродинамическое и технологическое обоснование распределение плотности перфорации ГС
    • 4. 1. Пористость эксплуатационной колонны
    • 4. 2. Скважинный фильтр для выравнивания профиля вытеснения
  • Выводы по четвертой главе

Разработка и исследование технологии управления фильтрационными потоками при эксплуатации горизонтальных нагнетательных скважин (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность работы.

Разработка и эксплуатация месторождений горизонтальными скважинами и боковыми горизонтальными стволами (ГС и БГС) значительно повышает нефтеотдачу пластов и объемы извлекаемых запасов. В последние время внимание отечественных и зарубежных нефтегазодобывающих компаний занимают вопросы закачки в продуктивный пласт жидкостей, газа или теплоносителей с использованием горизонтальных нагнетательных скважин (ГНС) и боковых горизонтальных стволов. Естественным является их использование и для «закачки-отбора» газа в подземных газохранилищах (ПХГ), а также стремление осуществлять гидроразрыв пласта и различные методы обработки приствольной зоны ГС и БС для интенсификации притока флюида к добывающим скважинам, изоляции притока пластовых вод гелеобразующими системами и т. п. Во всех этих случаях необходимо установить влияние гидродинамических и геометрических параметров горизонтального ствола (давления и расхода нагнетаемой жидкости, длины участка, плотности перфорации, размеров перфорационных отверстий и др.) на характеристики фронта вытеснения и движения жидкости к добывающим скважинам.

Анализ публикаций и постоянный интерес к проблеме увеличения извлекаемых запасов, особенно для месторождений, находящихся в поздней стадии разработки, и месторождений, содержащих трудноизвлекаемые запасы, показывают, что данная проблема для ГС и БС остается актуальной. Цель работы.

Повышение извлекаемых запасов нефтяных и газовых месторождений на основе разработки и совершенствования гидродинамических и геометрических характеристик ГС и БГС.

Основные задачи исследований.

1. Анализ и обобщение работ в области гидродинамики перфорированных (пористых) каналов.

2. Экспериментальные и теоретические исследования движения жидкости в длинных перфорированных трубах при нагнетании.

3. Разработка технико-технологических решений по совершенствованию гидравлических и геометрических характеристик горизонтального участка нагнетательных скважин.

Научная новизна.

1.Получены гидравлические характеристики Л = /(Ие) для перфорированных каналов, гидродинамически подобных горизонтальному участку ГС, с различным размером перфорационных отверстий.

2. В рамках теории пограничного слоя получены уравнения распределения давления и расхода по длине горизонтальной скважине при нагнетании.

3. Получен закон распределения плотности перфорации по длине ГС, обеспечивающий равномерный фронт движения вытесняющей жидкости или теплоносителя.

Практическая ценность работы.

1. Разработаны инженерные методы расчета давления и расхода по длине горизонтальной нагнетательной скважины.

2. Разработан скважинный фильтр, с заданным законом плотности перфорации по длине горизонтального участка, обеспечивающий равномерный расход и перепад давления в приствольной зоне скважины и равномерное движение фронта вытеснения жидкости по длине ствола.

3. Разработаны методические указания по лабораторным работам по дисциплине «Подземная гидромеханика» для студентов нефтегазовой специализации 130 501,130503 и 130 504.

Основные положения выносимые на защиту:

— уравнение распределения давления и расхода по длине горизонтальной скважины при нагнетании;

— экспериментальная установка гидродинамически подобная горизонтальной скважине;

— скважинный фильтр оригинальной конструкции защищенный патентом Российской Федерации.

Апробация работы.

Материалы диссертационной работы докладывались на научно-технических советах ОАО «Кубаньгазпром» (Краснодар-2003г.), ОАО «Роснипитермнефть» (Краснодар 2004 г.), на 3-й и 4-й Международных конференциях «Освоение ресурсов трудноизвлекаемых и высоковязких нефтей» (г. Анапа-2001 г., 2003 г.) на 5-й конференции молодых ученых РГУ им. Губкина (Москва — 2004 г.), на 2-й Всероссийской научно-практической конференции «Нефтегазовые и химические технологии» (г. Самара — 2003 г.), на Международной научно-практической конференции: Ашировские чтения (г. Самара- 2004 г.), на совместном заседании кафедр «Гидравлика и гидравлические машины», «Нефтегазового промысла» и «Оборудование нефтегазового промысла» КубГТУ (Краснодар 2005 г.), на научно-техническом совете научно-исследовательского и проектно-изыскательского института «ИнжГЕО» (г. Краснодар- 2005 г.). Публикации.

Основное содержание отражено в 16 печатных работах, в том числе одном методическом указании для студентов нефтегазовой специальности и одном патенте.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и рекомендаций, списка использованных источников из 90 наименований.

Основные результаты и выводы.

1. Анализ работ по гидродинамике горизонтальных перфорированных (пористых) труб показал, что структура движения жидкости и гидравлические сопротивления целиком определяются числом Рейнольдса и локальным отношением скорости притока (оттока) к скорости основного потока.

Недоучет переменного по длине притока (оттока) в моделях расчета дебита или приемистости ГС приводит к несоответствию проектных и фактических данных по скважинам.

2. Результаты экспериментальных исследований на перфорированных трубках, гидродинамически подобных ГС, показали что:

— в области ламинарного течения снижение гидравлических сопротивлений при нагнетании практически пропорционально росту диаметра перфорационных отверстий;

— переход от ламинарного к турбулентному режиму течения сдвигается от Re=(1000−1500) для гладких труб до Re=(2500−5000) для перфорированных;

— при нагнетании жидкости в модель пористой среды фронт вытеснения вокруг пористой трубы принимает форму приплюснутого к концу эллипсоида.

3. Разработаны аналитические модели для инженерного расчета давления и расхода жидкости по длине нагнетательной ГС. Дан метод определения длины работающего на нагнетание участка при заданном давлении и расходе в начале ГНС.

4. Дано теоретическое обоснование необходимости неравномерной перфорации горизонтального участка нагнетательной скважины для выравнивания фронта вытеснения. Формула расчета площадей винтообразной перфорации защищена патентом на полезную модель № 55 802.

Использование неравномерной плотности перфорации при прочих равных условиях обеспечивает равномерный отток вытеснителя по всей длине горизонтально участка ГНС и более высокий коэффициент вытеснения нефти к добывающим скважинам.

5. Разработана лабораторная установка по определению гидравлических сопротивлений в пористых трубах и методические указания по дисциплине «Подземная гидродинамика для студентов нефтегазовой специализации 130 501, 130 503 и 130 504».

Показать весь текст

Список литературы

  1. И.С. Коэффициент сопротивления при течении жидкости с оттоком через пористую стенку // Инженерно-физический журнал / Коченов И. С., Ромоданов В. Л. -1959.-Т. П№ 11.-С. 78−79.
  2. Ю.А. О движении дисперсной системы в канале с проницаемыми стенками // Инженерно-физический журнал / Буевич Ю. А., Сафрай В. М. -1968.-Т.15 № 4.-С. 637−640.
  3. И.С. Гидравлическое сопротивление каналов с проницаемой стенкой // Инженерно-физический журнал / Коченов И. С., Новосельский О.Ю.-1969.-Т.16, № 3.-С. 406−412.
  4. B.C. К вопросу гидродинамики каналов с пористыми стенками // Инженерно-физический журнал / Михайлов B.C., Крапивин A.M., Быстров П. И., Анофриев Г. И.- 1972.-Т.23, № 4.-589−595.
  5. А.А. Экспериментально-теоретическое исследование распределения потока в пористом канале // Инженерно-физический журнал / Воловик А. А., Крапивин A.M., Михайлов B.C., Покаднюк Г. И., Чибашов Ю.П.-1979-Т.36, № 4.-С. 80−85.
  6. В.М. Продольная диффузия примеси в трубе с проницаемыми стенками // Инженерно-физический журнал / Ерошенко В. М., Зайчик Л.И.-1980.-Т.38,№ 2.-С. 314−317.
  7. . Ю. Ламинарное течение несжимаемой жидкости в плоском канале с равномерным односторонним вдувом // Инженерно-физический журнал / Бахвалов Б. Ю., Ерошенко В. М., Зайчик Л. И., Климов А.А.-1982.-Т. 52, № 3.- С. 372−376.
  8. М.М. Гидродинамика и теплообмен при однофазном течении теплоносителя в пористом электрическом кабеле // Инженерно-физический журнал / Левитан М. М., Перельман Т. Л., С. И. Шабуня Т. 28, № 3.- С. 447−454.
  9. В.К. Структура закрученного потока в цилиндрическом канале в цилиндрическом канале при однородном вдуве // Инженерно-физический журнал / Щукин В. К., Халатов А. В, Кожевников А. В. Т. 37, № 2.- С. 245−259.
  10. В.М. Ерошенко. Теплообмен в трубах с проницаемыми стенками при наличии внутренних источников тепла // Инженерно-физический журнал / В. М. Ерошенко, Л. И. Зайчик, В. Б. Рабовский Т.38, № 3. — С. 394−402.
  11. В.М. Ерошенко. Турбулентное течение жидкости в круглой трубе с равномерным вдувом через пористые стенки // Инженерно-физический журнал /В.М. Ерошенко, Зайчик Л. И. -Т.51, № 5.- С. 791−796.
  12. Л.И. Устойчивость ламинарного слоя при сильном вдуве // Инженерно-физический журнал / Зайчик Л. И., Першуков В. А. С. 564−571/
  13. П. А. Ламинарные течения проводящей жидкости между пористыми дисками при наличии поперечного магнитного поля // Инженерно-физический журнал / Новиков П. А., Любин Л.Я.- С. 574 -586.
  14. Н.Р. Определение влияния проницаемости стенок скважины на гидравлическое сопротивление. // Нефтяное хозяйство 1983- № 7 / С. 18−20
  15. А.Д. Экспериментальное определение коэффициента истечения из канала через перфорированные стенки // Инженерно-физический журнал / 1982.-Т.58- № 1, С. 54−57.
  16. А.Д. Распределение статического давления в канале при оттоке жидкости через перфорированные стенки с частым расположением нормальных отверстий // Инженерно-физический журнал /1983-Т.55-№ 6, С. 933−939.
  17. В.А., Климкин В. Ф. Исследование турбулентных затопленных струй газа различной плотности. // Инженерно-физический журнал / 1978.-№ 3, С. 439−499.
  18. В.А., Климкин В. Ф., Макаров. Траектория одиночных струй различной плотности, распространяющихся в сносящем потоке воздуха. // Инженерно-физический журнал / 1978.-№ 4, С. 594−899.
  19. Ю.П., Голубев В. А., Климкин В. Ф. Исследование круглой турбулентной струи в сносящем потоке. // Инженерно-физический журнал / 1982.-№ 4, С. 548−554.
  20. Г. А., Козлов А. П. Турбулентная струя в канале при воздействии архимедовых сил. // Инженерно-физический журнал / 1988.-№ 2, С. 191−198.
  21. Т.А. Модель течения в круглой струе, развивающейся в поперечном потоке. Решение задачи о начальном участке. // Инженерно-физический журнал / 1988.-№ 6, С. 905−912.
  22. В.М., Зайчик Л. И. Гидродинамика и тепломассообмен на проницаемых поверхностях. М.: «Наука», 1984. — 275с.
  23. P.M. Возможность существования собственного решения для ламинарного течения в канале с пористыми стенками.// Прикладная механика, 1966, т. ЗЗ, № 1-с.189−191.
  24. P.M. полностью развитое течение в кольцевом пористом канале//Прикладная механика, 1967, т.34,№ 1-с.112−113.
  25. С. Дж. Подобие и приближенные методы. М.: Мир, 1968−302 с.
  26. А.С. Исследование и разработка технологических решений по управлению фильтрационными потоками в прискважинной зоне горизонтальных скважин.// Диссертация на соискание ученной степени кандидата технических наук. Краснодар, 2004−102с.
  27. А.В. Гидродинамические исследования перфорированных горизонтальных труб / Слепцов А. В., Фоку Жерар, Вартумян А. Г. // Тезисы докл. II всероссийской научно-практической конференции «Нефтегазовые и химические технологии». г. Самара:2003-с.144.
  28. А.Г. Пористость эксплуатационной колонны / Вартумян А. Г., Слепцов А. В., Фоку Жерар // Тезисы докл. II всероссийской научно-практической конференции «Нефтегазовые и химические технологии», г. Самара:2003-с.148.
  29. А.Г. Влияние проницаемости стенок на гидродинамические потери в горизонтальных скважинах (ГС) / Вартумян А. Г., Слепцов А. В., Фоку Жерар // Сб. научных трудов НТЦ «Кубаньгазпром» вып. 18. Краснодар: Изд «Просвещение-Юг" — 2004 с.216−221.
  30. Ф. Гидравлика. M.-JL: НКТП, 1935−616 с.
  31. И.А. Подземная гидромеханика. М. Гостопттехиздат, 1948−198 с.
  32. A.M. Нефтяная подземная гидравлика. г. Баку: Азнефтеиздат-1956-ЗЗОс.
  33. В.П. Экспериментальное исследование фильтрации к горизонтальной скважине конечной длины в пласте конечной мощности// Нефть и газ, -1958-№ 4-с. 24−29.
  34. Ю.П., Пилатовский В. П., Табаков В. П. Разработка нефтяных месторождений горизонтальными и многозабойными скважинами.
  35. Перспективные пути развития наклонно-направленного бурения фирмы «Eastan Christens en"// ЭИ: Бурение, разработка и эксплуатация газовых и морских нефтяных месторождений в зарубежных странах.-1988.-Вып.8 -18 с.
  36. Meridian seta records for horizontal drilling// Oil and Gas Journal.-1988.-v.86-N-10.-p.24.
  37. Jourdan A.P., Armessen P. Roussele P. Eif has set rules for horizontal drilling// Oil and Gas Journal.-1988.-v.86-N-19. pp. 33−35, 38−40.
  38. Spreux A., Georges C., lessi J. Most problems in horizontal completions are resolved// Oil and Gas Journal.-1988.-v.86-N-24. p.48−52.
  39. Mariotti C., Armessen P., Jourdan A.P. Horizontal drillihg has negative and positive factors// Oil and Gas Journal.-1988.-V.86-N-21. pp.37−40.
  40. JI.B., Волков C.H. Состояние строительства и эксплуатации ГС в России// Нефтяное хозяйство.-1995.-№ 7. с.23−25.
  41. .А. научные основы разработки и реализации разработки технологии строительства наклонно-направленных и горизонтальных скважин: Автореф. Докт. дисс. в виде научн. Докл.-Краснодар, 1996.-87 с.
  42. П.П. Комплексное решение проблем развития газодобывающего региона.-М.:Недра.-1996.-32 с.
  43. M.J., Мс Lennan J.D., Brown Е. Perfomace and atimulation of horizontal wells// World Oil.-1989.-v.208.-N6.-pp.47−49
  44. Crouse P.C. Reserve potential due to horizontal drilling is substantial/ World Oil.-1989.-v.209.-N4.-pp. 47−49.
  45. Joshi S.P. Horizontal well technology// SPE.-Oklahoma.-1991.
  46. А.И., Некрасов А. А. Математическое моделирование разработки газовых месторождений горизонтальными скважинами в трехмерной постановке // Газовая промышленность. -1997.-№ 6.-е. 89−91.
  47. В.А. Гидрогазодинамика горизонтальных газовых скважин. М.: ОАО «ВНИИГАЗ», 1993.-190 с.
  48. Н.Р. Определение влияния проницаемости стенок скважины на гидравлические сопротивления // Нефтяное хозяйство.-1983.№ 7.-С. 18−20.
  49. А.С. Исследование структуры движения жидкости и газа в горизонтальных скважинах // Тр./ Куб. ГТУ-Краснодар, 1999.-ТД- Вып. 1.-С. 313−316.
  50. А.С., Вартумян Г. Т., Мочаев B.C. Горизонтальная скважина в бесконечном пласте. // Тр. / КубГТУ-Краснодар, 1999.- Т.З.-Вып. 1. -с. 295−298.
  51. Исследование движения жидкости в горизонтальных скважинах / Арутюнян А. С., С. И. Горшкова, Г. А. Корнев и др. // Сб. научн. Тр./ НТЦ «Кубаньгазпром" — Краснодар, 2000.-С. 161−167.
  52. A.M., Телков А. П., Федорцов В. К. Развитие теории фильтрации жидкости и газа к горизонтальным стволам скважин. Тюмен.- ОАО «СибНАЦ», 2004−290 с.
  53. М.З. Основные особенности разработки нефтегазовых месторождений горизонтальными скважинами. Газовая промышленность -№ 12−2001-с. 44−48.
  54. B.C. Дильман В. В. Сергеев С.П. Распределение потока в канале с проницаемыми стенками при ламинарном течении // Инженерно-физический журнал,-1974.-т.27.№ 4.
  55. И.С., Ромоданов B.JI. Коэффициент сопротивления при течении жидкости с оттоком через пористую стенку // Инженерно-физический журнал,-1959.-т.2.№ 11.
  56. В.Н. Течение вязкой жидкости в начальном участке плоского канала с пористыми стенками // Изв. Ан СССР: Механика жидкости и газа.-1969.-№ 4.-С. 178−181.
  57. В.Н., Ягодин В. И. Об устойчивости течения в канале с проницаемыми стенками // Изв. Ан СССР: Механика жидкости и газа.- 1969.-№ 5.-С. 91−93.
  58. В.Н., Ягодин В. И. Об устойчивости некоторых непараллельных течений вязкой несжимаемой жидкости в канале // Изв. Ан СССР: Механика жидкости и газа, — 1970.-№ 4.-С. 125−129.
  59. С.М. Основные задачи теории ламинарных решений. -М.- Гостехиздат.-1961 .-3 54 с.
  60. Л.С. О движении нефтей и газов по каналам с проницаемыми стенками // Прикладная математика и механика.-1957.-Т. 21.-Вып. 4. С. 591 593.
  61. Ф.А. Исследование основных гидравлических закономерностей турбулентного движения в трубах . М.- Госиздат лит. По строит. И архитектуре 1953−208 с.
  62. И.А., Коловандин Б. А. Кудрявцев Н.А. Развитие и перемещение вихревых структур у поверхности твердой стенки. «Инженерно-физический журнал», 1989 г, т. 56, № 6, 900−909.
  63. Т.А. Модель течения в круглой струе, развивающейся в поперечном потоке. Решение задачи о начальном участке. «Инженерно-физический журнал», 1988 г., т. 54, № 6, 905−912.
  64. Т.А., Коржов Н. П. Теоретическое исследование основного участка круглой струи в сносящем потоке. «Инженерно-физический журнал», 1988 г., т. 55, № 1,5−12.
  65. Г. А., Козлов А. П. Турбулентная струя в канале при воздействии архимедовых сил. «Инженерно-физический журнал», 1988 г., т. 55, № 2, 191 198.
  66. Г. Н., Гиршович Т. А., Гришин А. Н. Разрежение за плоской струей, развивающейся в ограниченном сносящем потоке. «Инженерно-физический журнал», 1985 г., т. 48, № 5, 709−714.
  67. Ю. П. Голубев В.А., Климкин В. Ф. Исследование круглой турбулентной струи в сносящем потоке. «Инженерно-физический журнал», 1982 г., т. 42, № 4, 548−554.
  68. E.Le Grives. Процесс перемешивания, вызванный завихренностью, связанной с вдувом струи в поперечный поток. «Энергетические машины и установки», Пер. с англ., 1978 г., № 3,74−84.
  69. В.К., Халатов А. А., Кожевников А. В. Структура закрученного потока в цилиндрическом канале при однородном вдуве. «Инженерно-физический журнал», 1979., т. 37 № 2, 245−253.
  70. С. К. Гиршович Т.А. Гришин А. Н. Характеристики плоской турбулентной струи в ограниченном сносящем потоке. «Инженерно-физический журнал», 1985., т. 48 № 6, 904−911.
  71. А.В. Пористость эксплуатационной колонны скважины / Слепцов А. В., Фоку Жерар, Вартумян А. Г. // Сб. научных трудов НТЦ вып. 18. Краснодар: Изд «Просвещение-Юг" — 2004 с. 183−187.
  72. А.В. Методические указания к лабораторным работам по дисциплине «Термические методы повышения нефтеотдачи пластов» для студентов нефтегазовой специализации 103 503, 103 504/ Слепцов А. В., Фоку Жерар, Вартумян А. Г. // Краснодар: КубГТУ-2005- Юс.
  73. А.В. Управление фронтом вытеснения при использовании горизонтальных нагнетательных скважин / Вартумян А. Г., Слепцов А. В., Фоку Жерар // Сб. научных трудов НТЦ «Кубаньгазпром» и КубГТУ вып. 20. Краснодар: Изд «Просвещение-Юг" — 2005 с.262−269.
  74. А.В. Интенсификация добычи нефти термо и вибрационным воздействием на пласт / Слепцов А. В., Вартумян А. Г., // Ашировские чтения. Тезисы докладов. Международной научно- практической конференции. Сам. ГТУ-2004 с. 15.
  75. А.В. Силы сопротивления при спуске эксплуатационной колонны в горизонтальную скважину / Вартумян А. Г., Слепцов А. В., Цику Ю. К., Лисневский О. С. // Сб. трудов КубГТУ, т. XIX, вып. 36−2003
  76. А.В. Повышение нефтеотдачи пластов термовибрационными воздействиями на забое скважины / Слепцов А. В., Вартумян А. Г., Фоку Жерар. // Ашировские чтения. Тезисы докладов. Международной научно/практической конференции. Сам. ГТУ-2004 с. 30.
  77. А.В. О профиле вытеснения при эксплуатации горизонтальных нагнетательных скважин / Нефтегазопромысловый инжиниринг: Москва -2005 № 1- с.30−31.
  78. Пат. 55 802 Ru, МПК E03B3/18, Е21В43/08. Скважинный фильтр / Слепцов А. В., Вартумян А.Г.- заявитель и патентообладатель КубГТУ.- № 2 005 120 309/22- зявлено 29.06.2005- Опубл. 27.08.2006, Бюл. № 24
  79. А.В. Теория теплопроводности. М.- Высшая школа,-1967−600 с.
  80. Г. Н. Турбулентные свободные струи жидкостей и газов.М.-Л.: Госэнергоиздат.- 1948.-288с.
  81. Г. А. Гидравлика переменной массы. Харьков- изд. ХГУ -1964−230с.
  82. Фоку Жерар. Разработка и исследование термоволновых методов воздействия на продуктивные пласты с высоковязкими нефтями // Диссерт. На соискание уч. степени канд. техн. наук. Краснодар-2005−1 Юс.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?