Обобщенное уравнение Роулинса–Шеллхардта и его применение для оптимизации режимов эксплуатации скважин

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность обусловлена необходимостью повышения точности и надежности прогноза продуктивности газовых и газоконденсатных скважин при перспективном планировании работы газодобывающих предприятий. Для повышения точности и надежности расчетов прогнозных дебитов необходимо учитывать изменения фильтрационно-емкостных свойств пласта в призабойных зонах, вызванных меняющимися со временем значениями пластового давления и депрессии.

Цель. Определение уравнений реальных индикаторных кривых притока флюида к газовой скважине, учитывающих зависимость фильтрационно-емкостных свойств пласта в призабойных зонах от меняющихся значений пластового давления и депрессии. Для достижения поставленной цели авторы применяют рабочую гипотезу о том, что, во-первых, в скрытом виде все физические закономерности фильтрации газа к скважине содержатся в накопленной за время эксплуатации скважины отчетной геолого-промысловой документации. Во-вторых, уравнения всех реальных индикаторных кривых можно аппроксимировать предложенным авторами статьи обобщенным уравнением Роулинса–Шеллхардта. По результатам обработки реальных геолого-промысловых данных ряда скважин был обнаружен новый эффект, показывающий, что реальные индикаторные кривые, в отличие от классических теоретических ситуаций, могут описываться немонотонными зависимостями дебита от депрессии. Обнаруженный новый эффект имеет важное теоретическое и практическое значение для нефтегазовой отрасли.

Объекты. Уравнения притоков газа к скважинам, аппроксимируемые в виде обобщенного уравнения Роулинса–Шеллхардта.

Методы. Методы интерполяции и аппроксимации промысловых данных, численное интегрирование, методы математического моделирования, корреляционный и регрессионный анализы, метод наименьших квадратов.

Результаты. Для реальных индикаторных кривых, описывающих, в отличие от классических законов фильтрации, в том числе и немонотонные зависимости дебита от депрессии, построена аппроксимационная модель в виде предложенного обобщенного уравнения Роулинса–Шеллхардта. Эта модель открывает новый подход к прогнозированию дебитов газовых скважин, позволяет повысить эффективность газодобычи и содействует устойчивому развитию энергетического сектора. Например, значительно упрощает процесс планирования геолого-технических мероприятий и оптимизирует разработку газовых месторождений.

Об авторах

Владимир Александрович Толпаев

Северо-Кавказский федеральный университет

Email: V_Tolpaev@stv.vniigaz.gazprom.ru
ORCID iD: 0000-0001-5937-0151

доктор физико-математических наук, профессор кафедры разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений

Россия, 355035, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 16

Курбан Сапижуллаевич Ахмедов

Северо-Кавказский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: K_Akhmedov@stv.vniigaz.gazprom.ru
ORCID iD: 0000-0002-2909-8203

доктор технических наук, профессор кафедры разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений

Россия, 355035, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 16

Список литературы

  1. Толпаев В.А., Ахмедов К.С. Теоретические основы планирования объемов добычи газа скважинами газодобывающего предприятия // НТЖ «Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море». – 2023. – № 4 (364). – С. 49–56. doi: 10.33285/0130-3872-2023-4(364)-49-56.
  2. Басниев К.С., Дмитриев Н.М., Розенберг Г.Д. Нефтегазовая гидромеханика. – М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2005. – 544 с.
  3. Rawlins E.L., Schellhardt Am.A. Back pressure data on natural gas wells and their application to production practices. – USA: United States Bureau of Mines US BUREAU OF MINES, 1935. – Vol. 7. – 210 p.
  4. Попов С.Н., Чернышов С.Е., Гладких Е.А. Влияние деформаций терригенного коллектора в процессе снижения забойного и пластового давления на изменение проницаемости и продуктивности скважины // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333. – № 9. – С. 148–157.
  5. Попов С.Н., Чернышов С.Е. Численное моделирование неоднородного напряженно-деформированного состояния и прогноз изменения проницаемости прискважинной зоны при создании щелевой перфорации в терригенном коллекторе // Актуальные проблемы нефти и газа. – 2020. – Вып. 4 (31). doi: 10.29222/ipng.2078-5712.2020-31.art3.
  6. Карев В.И. Влияние напряженно-деформированного состояния горных пород на фильтрационный процесс и дебит скважин: автореф. дис. … д-ра техн. наук. – СПб, 2010. – 34 с.
  7. Прогнозирование работы скважин баженовской свиты на основе модифицированной модели динамического материального баланса / И.В. Байков, О.Ю. Кашников, Р.И. Гатин, А.В. Ханов, М.Ю. Данько // PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. – 2021. – № 6 (4). doi: 10.51890/2587-7399-2021-6-4-106-115.
  8. Применение прокси-моделей при прогнозировании параметров разработки нефтяных залежей / Ж.Т. Жетруов, К.Н. Шаяхмет, К.К. Карсыбаев, А.М. Булакбай, С.Б. Кулжанова // Вестник нефтегазовой отрасли Казахстана. – 2022. – Т. 4. – № 2. doi: 10.54859/kjogi.202242.
  9. Simulation of the pressure-sensitive seepage fracture network in oil reservoirs with multi-group fractures / Y. Feng, Y. Liu, J. Chen, X. Mao // Fluid Dynamics & Material Processing. – 2022. – Vol. 18. – № 2. – P. 395–415. doi: 10.32604/fdmp.2022.018141.
  10. Оптимизация режимов работы нефтяных скважин / С.П. Абдурахманова, Н.А. Ахмедова, Э.Н. Юсупходжаева, Н.У. Ботирова // Экономика и социум. – 2022. – № 12 (103)-2. – С. 687. DOI: 18581/2020.
  11. Турбаков М.С., Мордвинов В.А. Анализ и оптимизация технологических режимов работы добывающих скважин с целью повышения эффективности их эксплуатации // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. – 2005. – № 6. – С. 77–81.
  12. Досказиева Г.Ш., Куангалиев З.А., Имангалиева Г.Е. Оптимизация работы скважин на месторождениях НГДУ «Доссормунайгаз» // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. – 2020. – № 3.1 (72.1). doi: 10.32743/UniTech.2020.72.1.3.1.
  13. Settari A., Walters D.A. Advances in coupled geomechanical and reservoir modeling with applications to reservoir compaction // SPE Reservoir Simulation Symposium: Proceedings. – Houston, 1999. – P. 1–13. doi: 10.2118/51927-MS.
  14. Compaction-induced porosity/permeability reduction in sandstone reservoirs: data and model for elasticity-dominated deformation / P.M.T.M. Schutjens, T.H. Hansen, M.H.H. Hettema, J. Merour, P. de Bree, J.W.A. Coremans, G. Helliesen // SPE Reservoir evaluation & engineering. – 2004. – Vol. 7 (03). – P. 202–216. doi: 10.2118/71337-MS.
  15. Zoback M.D. Reservoir geomechanics. – Cambridge, U.K.: Cambridge University press, 2007. – 505 p.
  16. Petroleum related rock mechanics / E. Fjear, R.M. Holt, P. Horsrud, A.M. Raaen, R. Risnes. – Amsterdam: Elsevier, 2008. – 492 p.
  17. Chernyshov S.E., Popov S.N. The influence of geomechanical factors on the oil well productivity and the bottom-hole zone permeability of reservoir exposed by slotted perforation // Processes in GeoMedia. Vol. III. – Cham: Springer Geology, 2021. – P. 167–182. doi: 10.1007/978-3-030-69040-3.
  18. Stress sensitivity of porosity and permeability under varying hydrostatic stress conditions for different carbonate rock types of the geothermal Malm reservoir in southern Germany / D. Bohnsack, M. Potten, S. Freitag, F. Einsiedl, K. Zosseder // Geothermal Energy. – 2021. doi: 10.1186/s40517-021-00197-w.
  19. Research on the damage of porosity and permeability due to perforation on sandstone in the compaction zone / S. Xue, X. Zhu, L. Zhang, S. Zhu, G. Ye, X. Fan // CMC. – 2016. – Vol. 51. – № 1. – P. 21–42. doi: 10.3970/cmc.2016.051.021.
  20. To T., Chang C. Comparison of different permeability models for production-induced compaction in sandstone reservoir // The journal of engineering geology. – 2019. – Vol. 29. – № 4. – P. 367–381. doi: 10.9720/kseg.2019.4.367.
  21. Гарнаев А.Ю. MSExcel 2002: разработка приложений. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 768 с.
  22. Математическая статистика / В.Б. Горяинов, И.В. Павлов, Г.М. Цветков и др. / под ред. В.С. Зарубина, А.П. Крищенко. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. – 424 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).