Удосконалення технології видобування нафти при фонтанній експлуатації свердловин за зміни газового фактора

Abstract

Дисертація присвячена удосконаленню технології видобування нафти за зміни газового фактора в часі шляхом вилучання її з покладу та піднімання у фонтанній свердловині на поверхню на основі самоузгодження процесів спільної роботи двох ланок єдиної гідродинамічнопов’язаної системи “поклад-свердловина” Розроблено метод, методику та комп’ютерну програму для спільного проектування технологічних показників розробки нафтового покладу і процесу газліфтного фонтанування зі змінним газовим фактором. Обгрунтовано, з позиції теорії ймовірностей, характер законів зменшення дебітів свердловин у часі та виведено універсальну залежність на основі об’єднання законів Вейбулла і Макегама. Створено практичну методику оптимізації роботи фонтанної свердловини за енергетичним критерієм. Вперше розроблено метод розрахунку вибійного тиску для контролю за роботою діючих фонтанних свердловин газліфтного типу.

Диссертация посвящена усовершенствованию технологии добычи нефти при изменении газового фактора, в понимании извлечения нефти из залежи и подъема в фонтанной скважине на поверхность на основе процессов самосогласованна: совместной работы двух звеньев единой гидродинамически связанной системы "залежь-скважина", движения газожидкостных потоков в которой определяются различными параметрами соответственно фазовыми проницаемостями в залежи, обусловливающие изменение газового фактора во времени, и коэффициентом гидравлического сопротивления в стволе скважины, результатом чего будет достигнуто ресурсоэкономня в залежи и энергосбережение в стволе скважины. Разработан метод, методика и компьютерная программа для совместного проектирования технологических параметров процесса газлифтного фонтанирования и показателей разработки нефтяного месторождения. Усовершенствована технология добычи нефти в условиях самосогласованна процессов в залежи и в скважине при газлифтном фонтанировании с переменным газового фактора во времени на основе использования трех принципиально новых подходов к процессам проектирования разработки нефтяных месторождений и эксплуатации скважин. Проведено численное исследование влияния фазовых проницаемостей на процесс разработки залежи и показано, что относительные фазовые проницаемости являются одним из основных параметров; которые определяют гидрогазодинамику гетерогенных систем. Построены зависимости относительных фазовых проницаемостей от насыщенности с учетом капиллярного давления за Д. Гольф-Рахтом и параметра распределения пор по размерам, который учитывает особенности конкретной пластовой системы, а значит, для адекватного описания ее не удастся обойтись без экспериментального исследования кернов. Проиллюстрировано влияние относительных фазовых проницаемостей на расчетные технологические показатели разработки залежи, которые определяют режим фонтанирования скважины. Результаты выполненного численного эксперимента свидетельствуют, что рассчитанные величины технологических параметров разработки нефтяной залежи при режиме растворенного газа существенно зависят от выбранных зависимостей фазовых проницаемостей для нефти и газа. Поэтому целесообразно иметь непосредственно лабораторным путем полученные зависимости фазовых проницаемостей по конкретной залежи, я при этом рекомендуем включить в отраслевой регламент обязательное экспериментальное определение зависимостей фазовых проницаемостей во всем диапазоне изменения насыщенности смачивающей фазой применительно к конкретной залежи. Проведено сравнение результатов расчетов по аналитическим и чисельним методам определения показателей разработки нефтяных месторождений на режиме растворенного газа, а также результатов применения универсальной зависимости падения дебита скважин во времени с уже известными. Обоснованно вероятностный характер законов уменьшение дебитов скважин во времени и выведено универсальную зависимость на основе объединения законов В ей булл а и Макегама Установлено, что объединенный закон наиболее полно учитывает усложняющие факторы, которые обусловливают падение дебита скважины во времени, поскольку с универсального закона изменения дебита скважины во времени, как частные случаи, вытекают основные наиболее распространенные законы падения дебита, а при определенных допущениях и другие известные зависимости. Создана практическая методика оптимизации работы фонтанной скважины, в которой, в отличие от известных расчетов коэффициента полезного действия процесса подъема однородной жидкости с использованием уравнений технической гидравлики и расчета коэффициента полезного действия газожидкостного подъемника по приблизительным зависимостям А. П. Крылова, осуществлено расчет по критерию коэффициента полезного действия на основе положений современной теории потоков восходящих газоводонефтяных смесей. Впервые разработан метод определения забойного давления при наличии препятствий для инструментального измерения в стволе скважины с целью контроля за работой действующих фонтанных скважин. На основе метода разработана конкретная методика расчета забойного давления по устьевым давлениям газоводонефтяной смеси, в основу которого положен часто применяемый метод Поеттманна-Карпентера и с уточненным расчетом корреляционного коэффициента и плотности.