Алгоритмы и математические модели оптимизации режимов работы скважин в условиях высокого газового фактора
Диссертация
Разработана методика', позволяющая в случае наличия* немонотонности зависимости динамического уровня от забойного давления скважин, анализировать возможные ситуации неоднозначности при определении величины давления на забое скважин. Методика внедрена на месторождениях ООО «РН-Пурнефтегаз», что позволило оптимизировать режимы работы скважин, эксплуатируемых в условиях высокого газового фактора… Читать ещё >
Содержание
- 1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РАСЧЁТА ЗАБОЙНОГО ДАВЛЕНИЯ В НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИНАХ
- 1. 1. Подходы к расчёту градиента давления в наклонно-направленных скважинах
- 1. 2. Эмпирические модели расчёта градиента давления
- 1. 3. Механистические модели расчёта параметров многофазного потока
- 1. 3. 1. Математические механистические модели расчёта параметров многофазного потока
- 1. 3. 2. Механистические модели расчёта градиента давления
- 1. 4. Анализ точности эмпирических и механистических математических моделей
- 1. 5. Анализ и усовершенствование механистических моделей расчёта параметров многофазного потока
- 1. 5. 1. Усовершенствованная модель потока дрейфа для определения объёмного газосодержания
- 2. 1. Разработка модели расчёта забойного давления для массовых расчётов
- 2. 1. 1. Анализ принятых допущений
- 2. 1. 2. Модель для расчёта распределения давления в затрубном пространстве (решение обратной задачи)
- 2. 1. 3. Анализ зависимости глубины динамического уровня от давления на приёме насоса
- 2. 1. 4. Модель для расчёта забойного давления по давлению на приёме насоса (решение обратной задачи)
- 2. 2. Анализ сравнения результатов расчёта забойного давления в механизированной скважине с экспериментальными данными
- 3. 1. Обзор известных методов расчёта коэффициента естественной сепарации
- 3. 2. Разработка математической модели для расчёта коэффициента стественной сепарации в реверсивном течении жидкости при низком газосодержании
- 3. 2. 1. Разработка инженерной методики расчёта коэффициента сепарации газа в реверсивном потоке жидкости
- 3. 3. Оценка эффективности процесса естественной сепарации газа в реверсивном потоке жидкости при повышенном газосодержании
- 3. 3. 1. Исследование гидродинамической структуры газожидкостного течения в области перфорации скважины (численный эксперимент)
- 3. 3. 2. Анализ результатов численного эксперимента
- 3. 3. 3. Анализ влияния объёмного содержания газа на величину коэффициента гидродинамического сопротивления пузырьков газа
- 3. 3. 4. Модификация механистической модели для расчёта коэффициента естественной сепарации газа в реверсивном потоке жидкости при высоком газосодержании
- 4. 1. Обзор методик определения забойного давления с использованием методов гидродинамического исследования скважин
- 4. 2. Метод интерпретации исследования с использованием современных подходов к расчёту многофазного потока
- 4. 3. Сравнение расчётных результатов отжима с экспериментальными данными
Список литературы
- Бикбулатов С.М., Еличев В. А., Михайлов В. Г., Пашали A.A., Краснов В.А.: «Оптимизация режима работы фонтанирующих скважин в ОАО «НК «Роснефть», Нефтяное хозяйство, Москва, 2006, № 09. — С.36−38
- Бикбулатов С.М., Пашали A.A. «Анализ и выбор методов расчета градиента давления в стволе скважины», Нефтегазовое дело. 2005.
- Большой справочник инженера нефтегазодобычи. Разработка месторождений. Оборудование и технологии добычи / Под ред. Лайонза У., ПлизгаГ. Спб.: «Профессия», 2009.
- Гольдштик М.А. «Процессы переноса в зернистом слое». Новосибирск.: Изд-во АН СССР, 1984. 163 с.
- Дейк Л.П. «Практический инжиниринг резервуаров». Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2008. — 668 с.
- Косентино.Л. Системные подходы к изучению пластов. Москва-Ижевск, 2007.
- Крейг В.Ф. Разработка нефтяных месторождений при заводнении. -М.: Недра, 1974. 479 с.
- П.Малышев A.C., Пашали A.A., Здольник С. Е., Волков М. Г.: «Удаленный мониторинг механизированного фонда скважин в ОАО «НК «Роснефть», Научно-технический вестник ОАО «НК «Роснефть», Москва, 2009, № 1
- Мирзаджанзаде А.Х., Хасанов М. М., Бахтизин Р. Н. Этюды о моделировании сложных систем нефтедобычи. Нелинейность, неравномерность, неоднородность. Уфа.: Гилем, 1999. — 464 с.
- Мищенко И.Т. «Скважинная добыча нефти: Учебное пособие для вузов» М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2003, 816 с.
- Пашали A.A. Результаты пилотного внедрения системы мониторинга ЭЦН «Rosneft-WellView»/ 5-я Международная практическая конференцияи выставка «Механизированная добыча»: материалы конференции. 2008, 2 апреля 2008 г.
- Пашали А.А. Программный комплекс «Rosneft-WellView»// Свидетельство № 2 011 610 974 от 26.01.2011 Москва, Роспатент. 2011.
- Пашали А.А., Михайлов В. Г., Петров П.В.: «Математическая модель для расчета коэффициента естественной сепарации газа при создании реверсивного течения жидкости в зоне перфорации скважины», Вестник УГАТУ том 15, Уфа, 2011, № 1(41). — С.34−43
- Хасанов М.М., Краснов В. А., Хабибуллин Р. А., Пашали А. А., Семёнов А.А.: «Метод интерпретации отжима динамического уровня с использованием современных подходов к расчету многофазного потока», Нефтяное хозяйство, Москва, 2010, № 01. — С.38−42
- Хасанов М.М., Пашали А. А., Хабибуллин Р. А., Краснов В:А. «Оценка забойного давления механизированной скважины: теория и опыт применения», Научно-технический вестник ОАО «НК «Роснефть», № 2 2006
- Хасанов М.М., Краснов В. А., Пашали А. А., Хабибуллин Р.А. «Применение унифицированной методики многофазных гидравлических расчетов для мониторинга и оптимизации режимов работы скважин в ОАО «НК «Роснефть», Нефтяное хозяйство, 09'2006
- Хасанов М.М., Семенов А. А., Пашали А. А., Хабибуллин Р.А. «Подход к выбору оптимального способа эксплуатации скважин на примере Ван-корского месторождения», Нефтяное хозяйство, Москва, 2008, № 11
- Щелкачев В.Н. «Форсированный отбор жидкости как метод интенсификации добычи нефти». М.: Гостоптехиздат. — 1946.
- Aguilera, R., Houston. Mi, Podio, A. L. and. Song S.J.: «Well Test Analysis of Pumping Wells in Multiphase Naturally Fractured Reservoirs», SPE paper 17 545, presented at SPE Rocky Mountain Regional Meeting, Casper, 11−13 May, 1988.
- Ahmed T., McKinney D.: «Advanced reservoir engineering». Elsevier, 2000.
- Alexander, L.G.: «Pumping Well Analysis», SPE paper 9535, presented at the SPE Regional Meeting, Morgantown, WV, November 5−7, 1980.
- Alhanati, F .J. S.: «Bottomhole Gas Separation Efficiency in Electrical Submersible Pump Installation», Dissertation. The University of Tulsa, 1993.
- Ansari, A.M., Sylvester, N.D., Sarica, C., Shoham, O. and Brill, J.P.: «A Comprehensive Mechanistic Model for Upward Two-Phase Flow in Well-bores», SPE Prod. & Fac. (May 1994) 143−151. '
- Aziz, K., Govier, G.W., and Fogarasi, M.: «Pressure Drop in Well Producing Oil and Gas», J. Cdn. Pet. Tech. 1972 11, 38
- Barnea, D., Shoham O., and Taitel, Y.: «Flow Pattern Transition for Vertical Downward Two-Phase Flow», Chem. Eng. Sci. (1982) 37,741.
- Barnea, D.: «A Unified Model for Predicting Flow-Pattern Transition for the Whole Range of Pipe Inclinations,» Intl. J. Multiphase Flow (1987) 13, 1.
- Beggs, H.D. and Brill, J.P.: «A Study of Two-Phase Flow in Inclined Pipes,» OZE (1973) 607- Trans., AIME, 255.
- Boure, J. A. and Delhaye, J. M. «General Equations and Two-Phase Flow Modeling», Handbook of Multiphase Flow, Ch. 1.2, Editor Hestroni, G. (1982).
- Brill J. P, MukherjeeH. «Multiphase Flow in Wells» SPE Monograph Volume 17, Henry L, Doherty Series, Richardson, Texas, 1999.
- Brotz, W.: «Uber die Vorausberechnung der Absorptionsgesch,» Chem.Ing.Tech.(1954)26,470.
- Caetano, E.F.: «Upward Vertical Two-Phase Flow Through an Annulus», PhD dissertation, The University of Tulsa, Tulsa, Oklahoma, 1985.
- Delhaye, J. M, Giot, M. and Riethmuller, M. L.: «Thermohydraulics of Two-Phase System for Industrial Design and Nuclear Engineering», Hemisphere Publishing Corporation (1981).
- Drew, D. A. «Mathematical Modeling of Two-Phase Flow», Annual Review of Fluid Mechanics, Vol. 15, pp. 261−291, (1983).
- Duns, H. Jr. and Ros, N.C.J.: «Vertical Row of Gas and Liquid Mixtures in Wells,» Proc., Sixth World Pet. Cong., Tokyo (1963) 451.
- Falcone G., Hewitt G. F., Alimonti C., Harrison B., «Multihase Flow Metering: Current Trends and Future Developments», SPE paper 71 474, presented at SPE Annual Technical Conference and Exhibition, New Orleans, 30 September-3 October, 2001.
- Godbey, J.K. and Dimon, C.A.: «The Automatic Liquid Level Monitor for Pumping Wells», J. Pet. Tech. (Aug. 1977), 1019, 24.
- Gokdemir, O.M.: «Transient Drift Flux Model for-Wellbores», PhD dissertation, The University of Tulsa, Tulsa, Oklahoma, 1992.
- Gossman, A. D., Lekakou, C., Politis, S., Issa, R. I. and Looney, M. K. «Multidimensional Modeling of Turbulent Two-Phase Flows in Stirred Vessels», AIChE J., Vol. 38, No 12, pp. 1946−1956, (December 1992).
- Hagedorn, A.R. and Brown, K. E: «Experimental Study of Pressure Gradients Occurring During Continuous Two-Phase Flow in Small-Diameter Vertical Conduits», JPT (April 1965) 475.
- Harmathy, T.Z.: «Velocity of Large Drops and Bubbles in Media of Infinite or Restricted Extent», AIChE J. (1960) 6, 281.
- Hasan, A.R. and Kabir, C.S.: «Determining Bottomhole Pressures in Pumping Wells», SPEJ. (Dec. 1985), 823 38.
- Hasan, A.R. and Kabir, C.S.: «A Study of Multiphase Flow Behavior in Vertical Wells», SPE Prod. Eng. (May 1988), 263−272.
- Hasan, A.R., Kabir, C.S. and Rahman, R.: «Predicting Liquid Gradient in a Pumping-Well Annulus», SPE PE (Feb. 1988), 113−9.
- Hong Y. Investigation of Single Phase Liquid Flow Behavior in Horizontal Wells: Ph. D. Dissertation. The University of Tulsa, Oklahoma, 1997.50.1shii, M.: «Thermo-FluidDynamic Theory of Two-Phase Flow», Eyrolles (1975).
- Kabir, C.S. and Hasan, A.R.: «Application of Mass Balance in Pumping Well Analysis», J. Pet. Tech. (May 1982), 1002 10.
- Kabir, C.S. and Hasan, A.R.: «Two-phase Flow Correlations as Applied to Pumping Well Testing», SPE paper 21 728 presented at the Production Operations Symposium, Oklahoma City, Oklahoma, April 7−9, 1991.
- Kay a, A.S., Sarica, C., Brill, J.P.: «Mechanistic Modeling of Two-Phase Flow in Deviated Wells», SPE Prod. Eng. (August 2001), 156−165.
- Khasanov, M., Khabibullin, R., Krasnov, V., Pashali, A., and Guk, V.: Simple Mechanistic Model for Void-Fraction and Pressure-Gradient Prediction in* Vertical and Inclined Gas/Liquid Flow, SPE Production & Operations, 2009 24 (1), SPE-108 506-PA.
- Marquez, R.: «Modeling Downhole Natural Separation», PhD dissertation, The University of Tulsa, Tulsa, Oklahoma, 2004.
- McCoy, J.N. et al.: «Acoustic Static Bottornhole Pressures,» paper SPE 13 810 presented at the 1985 SPE Production Operations Symposium, Oklahoma City, March 10−12.
- McCoy, J.N., Podio, A.L., Huddleston, K.L.: «Acoustic Determination of Producing Bottornhole Pressure», Annual Technical Conference and Exhibition, Las Vegas, Nevada (Sep 1985) (SPE 14 254).
- Mukherjee, H. and Brill, J.P.: «Pressure Drop Correlation for Inclined Two-Phase Row,» J. Energy Res. Tech. 1985 107, 54 963.0rkiszewski, J.: «Predicting Two-Phase Pressure Drops in Vertical Pipes,» JPT (June 1967) 829.
- Plaisant C., Chintalapani G., LukehartC., Schiro D., Ryan J.: «Using VisualizationTools to Gain Insight Into Your Data», SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 5−8 October 2003, Denver, Colorado, SPE 84 439-MS
- Podio, A.L., Tarrillion, M.J. and Roberts, E.T.: «Laboratory Work Improves Calculations», Oil and Gas J. (Aug. 25, 1980), 137−46.
- Serrano, J. C.: «Natural Separation Efficiency in Electric Submersible Pump Systems», Dissertation. The University of Tulsa, 1999.
- Sylvester, N.D.: «A Mechanistic Model for Two-Phase Vertical Slug Flow in Pipes,» ASME J: Energy Resources Tech.(1987) 109,206.
- Taitel Y.: «Advances in Two Phase Flow Mechanistic Modeling», SPE Prod. Eng. (May 1995), 263−272.
- Taitel, Y., Barnea, D., Dukler, A.E.: «Modeling Flow Pattern Transitions for Steady Upward Gas-Liquid in Vertical Tubes», AIChE J. (1980) 26,345.
- Tarrillion, M.J.': «An Empirical Investigation of Gradient Correction Factor Correlations for Liquid Columns Containing Gas Bubbles|», MS thesis, U. of Texas, Austin (Aug. 1978) — faculty advisor: A.L. Podio-
- Walker, C.P.: «Determination of Fluid Level in Oil Wells by the Pressure-Wave Echo Method», presented at the Los Angeles Meeting, October 1936, Transactions of AIME, 1936.
- Walker, C.P.: «Method of Determining Fluid Density, Fluid Pressure and the Production Capacity of Oil Wells», U.S. Patent 2,161,733, June 6, 1939.
- Whalley, P.B. and Hewitt, G.F. «The Correlation of Liquid Entrainment Fraction and, Entrainment Rate in Annular Two-Phase Flow,» UKAEA Report AERE-R9187, Harwell (1978).
- White, E.T. and Beardmore, R.H.: «Velocity of Rise of Simple Cylindrical Air Bubbles Through Liquid Contained in Vertical Tubes», Chem. Eng. Sci. (1962) 17, 351−61.
- Wilson B.L. «ESP» Gas Separator’s Affect on Run, Life». SPE-28 526, (1994).
- Zdolnik Sergey, Pashali Alexander, Markelov Dmitry, Volkov Maxim: «Real Time Optimisation Approach for 15 000 ESP Wells», SPE-1,12 238
- Zhang H:-Q and Sarica C.: «Unified Modeling of Gas/Oil/Water Pipe Flow Basic Approaches and-Preliminary Validation», SPE paper 95 749, presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Dallas, U.S.A, 912 October 2005.
- Zhang, H.Q., Wang, Q., Sarica, C., and Brill, J.P.: «Unified Model for Gas-Liquid1 Pipe Flow Via Slug Dynamics Part 1: Model Development» Submitted to ASME J. Energy Resour. Technol., 2003.
- Zuber, N. and Hench, J.: «Steady State and Transient Void Fraction of Bubbling Systems and Their Operating Limits. Part 1: Steady State Operation,» General Electric Report 62GL100 (1962).