Программно-информационное обеспечение расчетов показателей разработки нефтегазовых месторождений с горизонтальными скважинами (290,00 руб.)

Стр.1

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Стр.6

Стр.7

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» Рубин Р. Кучумов, Р. Я. Кучумов ПРОГРАММНО-ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАСЧЕТОВ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАЗРАБОТКИ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ СКВАЖИНАМИ Тюмень ТюмГНГУ 2011

Стр.1

УДК 622.279 ББК 33.361 К 95 Рецензенты: доктор физико-математических наук, профессор Т. В. Мальцева кандидат технических наук, доцент А. В. Красовский Кучумов, Рубин Р. К 95 Программно-информационное обеспечение расчетов показателей разработки нефтегазовых месторождений с горизонтальными скважинами / Рубин Р. Кучумов, Р. Я. Кучумов. – Тюмень : ТюмГНГУ, 2011. – 252 с. ISBN 978-5-9961-0306-5 Книга посвящена созданию программно-информационного обеспечения расчетов показателей разработки нефтегазовых месторождений с горизонтальными скважинами. Проведен системный анализ эффективности работы горизонтальных и наклонных скважин, разработаны алгоритмы и программные продукты для расчета показателей установившихся и неустановившихся притоков жидкости и газа к горизонтальным и разветвленно-горизонтальным скважинам, несовершенной галерее, а также для обработки данных гидрогазодинамического исследования этой группы скважин. Издание предназначено для студентов старших курсов нефтегазовых вузов, занимающихся моделированием и управлением процессами разработки нефтяных и газовых месторождений, а также для работников отраслевых НИИ и промысловых лабораторий. УДК 622.279 ББК 33.361 ISBN 978-5-9961-0306-5 © Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет», 2011 2

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………6 РАЗДЕЛ I. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ СКВАЖИН .............................. 8 1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРИТОКА ЖИДКОСТЕЙ К НАКЛОННЫМ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ СКВАЖИНАМ ............................. 8 1.1. Краткий анализ эффективности работы наклонных и горизонтальных скважин ................................................................................ 8 1.2. Математические модели притока к горизонтальному стволу скважины ........................................................................................................ 18 1.3. Математические модели притока к наклонным скважинам ........... 22 2. АЛГОРИТМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ СКВАЖИН ................................... 26 2.1. Анализ методов оценки эффективности работы горизонтальных и наклонных скважин .................................................................................... 26 2.2. Алгоритм определения продуктивности наклонно-направленных скважин по методу Борисова ........................................................................ 37 2.3. Описание программного продукта для системного анализа эффективности работы горизонтальных и наклонных скважин ............... 40 3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ И НАКЛОННЫХ СКВАЖИН ................. 46 3.1. Исследование дебитов горизонтальных и наклонных скважин методом Борисова .......................................................................................... 46 3.2. Исследование коэффициентов продуктивности горизонтальных и наклонных скважин .................................................................................... 53 РАЗДЕЛ II. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТАНОВИВШЕГОСЯ ПРИТОКА ЖИДКОСТИ К ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СКВАЖИНЕ............................................................ 61 1. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ УСТАНОВИВШЕГОСЯ ПРИТОКА ЖИДКОСТИ К ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СКВАЖИНЕ ................................................................ 61 1.1. Применение теории потенциала для решения задач установившегося притока жидкости к горизонтальной скважине ........... 61 1.2. Методы расчѐта дебита горизонтальной скважины ........................... 68 1.3. Решение двух плоских задач для установившегося притока к горизонтальной скважине ............................................................................. 71 1.4. Алгоритм расчета показателей установившегося притока к горизонтальной скважине ............................................................................. 74 3

Стр.3

1.5. Реализация алгоритма для расчѐта параметров установившегося притока к горизонтальной скважине ........................................................... 78 1.6. Описание программного продукта для расчета установившегося притока к горизонтальной скважине ........................................................... 80 2. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ УСТАНОВИВШЕГОСЯ ПРИТОКА ЖИДКОСТИ К ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СКВАЖИНЕ ................................................................ 84 2.1. Исследования влияния длины ствола, толщины и проницаемости пласта на дебит горизонтальных скважин в изотропном пласте .............. 84 2.2. Исследования влияния анизотропии пласта и радиуса контура питания на дебит горизонтальных скважин. ............................................... 97 РАЗДЕЛ III. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ ПРИТОКА ЖИДКОСТИ К РАЗВЕТВЛЕННО-ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ СКВАЖИНАМ ............. 107 1. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИТОКОВ ЖИДКОСТИ К РАЗВЕТВЛЕННО-ГОРИЗОНТАЛЬНЫМ СКВАЖИНАМ ................................................................................................ 107 1.1. Приток жидкости к наклонным и многозабойным скважинам в слоистом пласте ........................................................................................... 107 1.2. Установившийся приток жидкости к горизонтальным и многозабойным скважинам в однородном пласте ограниченной толщины ....................................................................................................... 114 1.3. Стационарный приток жидкости к горизонтальным скважинам, эксплуатирующим нефтегазовые залежи с подошвенной водой ........... 125 1.4. Математические модели горизонтальных скважин на нестационарных режимах фильтрации ...................................................... 130 1.5. Описание программного продукта при установившемся и неустановившемся притоке жидкости к разветвленногоризонтальным скважинам ...................................................................... 136 2. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ ............................................................................ 144 РАЗДЕЛ IV. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ЗАДАЧ УСТАНОВИВШИХСЯ И НЕУСТАНОВИВШИХСЯ ПРИТОКОВ ЖИДКОСТИ К НЕСОВЕРШЕННОЙ ГАЛЕРЕЕ И ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СКВАЖИНЕ ................................................................................................... 156 1. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРИТОКОВ ЖИДКОСТИ К ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СКВАЖИНЕ И ВЕРТИКАЛЬНОЙ ТРЕЩИНЕ ....................................................................... 156 1.1. Установившийся приток реального газа к горизонтальной скважине по линейному и нелинейным законам фильтрации ................ 156 4

Стр.4

1.2. Приближенное аналитическое решение Алиева-Шеремета задачи притока реального газа к горизонтальной скважине по нелинейному закону фильтрации ............................................................... 159 1.3. Методика расчета оптимальной длины горизонтального участка ствола скважины в зависимости от расхода закачиваемого газа в ПХГ .................................................................................................... 163 1.4. Неустановившийся приток жидкости к несовершенной галерее (вертикальной трещине ГРП) и горизонтальной скважине..................... 170 1.5. Описание программного продукта ..................................................... 179 2. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ УСТАНОВИВШИХСЯ И НЕУСТАНОВИВШИХСЯ ПРИТОКОВ ЖИДКОСТИ К ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СКВАЖИНЕ И ВЕРТИКАЛЬНОЙ ТРЕЩИНЕ ........................................................................................................ 186 РАЗДЕЛ V. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ МЕТОДОВ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН ............................................................ 197 1. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН ....................................................................................................... 197 1.1 Анализ режимов притока к горизонтальному стволу .................... 197 1.2. Метод построения индикаторных линий и их обработка ............. 207 1.3. Метод построения кривой восстановления давления и их обработка ...................................................................................................... 213 1.4. Интерпретация результатов гидродинамических исследований горизонтальных скважин по методике В. С. Евченко ............................. 216 1.5. Интерпретация результатов гидродинамических исследований горизонтальных скважин при нестационарных режимах фильтрации (по В.А. Черных) .......................................................................................... 221 1.6. Описание программного продукта для обработки данных гидродинамических исследований горизонтальных скважин ................ 226 2. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН ............................. 234 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................... 248 5

Стр.5

ВВЕДЕНИЕ Горизонтальные скважины нашли широкое применение при разработке низкопроницаемых пластов газовых и газоконденсатных месторождений на суше и на море, а также нефтегазовых месторождений с подошвенной водой. При этом требуется решение таких сложных задач, как определение производительности скважин и забойных давлений в условиях анизотропного пласта, оптимального местоположения скважин и протяженности горизонтального ствола, а также получения достоверной информации геологофизических параметров пласта и эффективности воздействия на прискважинную зону. Основные трудности аналитических решений задач притока к горизонтальным скважинам связаны с нелинейной зависимостью между градиентом давления и скоростью фильтрации, а также определением потерь на трение при движении газа и газоконденсатной смеси в горизонтальном стволе, особенно при значительных дебитах и большой длине ствола. Аналитические решения задач фильтрации газа к горизонтальным стволам весьма ограничены. Исследование притока жидкости к многозабойным и горизонтальным скважинам приводит к постановке весьма сложных пространственных задач подземной гидродинамики. Однако во многих случаях пластовые условия позволяют упростить постановку задач и свести их к решению соответствующих плоских задач. Например, при получении расчетных формул дебита или продуктивности горизонтальной скважины обычно используют замену исходной пространственной задачи решением двух плоских задач – течению к очень тонкой пластине в горизонтальной области и притоку к точечному стоку в вертикальной области. При описании течения к точечному стоку в полосе наибольшая точность достигается при учете влияния непроницаемых кровли и подошвы по сравнению с радиальным потоком. Поток к горизонтальной скважине имеет наибольшее значение на концах ствола и минимальное в середине. Известно, что использование горизонтальных скважин эффективно в пластах небольшой толщины. В связи с этим важно найти оптимальное решение при выборе профиля забоя в процессе заканчивания скважины. Одним из путей решения является предположение, что бурящаяся скважина имеет фиксированную длину забоя, ствол которого может быть вертикальным, горизонтальным или наклонно-направленным. Современным направлением формирования оптимальной системы разработки и повышения производительности малодебитных скважин в сложнопостроенных залежах на поздней стадии их разработки является строительство пологих, горизонтальных и разветвленных скважин. Большое влияние на результат оказывает эффективность проектирования профиля, которая обеспечивает эксплуатационную надежность добывающих 6

Стр.6

скважин. Согласование проектной траектории ствола скважин с естественными особенностями геологического строения продуктивного коллектора, в частности, с анизотропией пласта по проницаемости, может существенным образом расширить возможности регулирования процессов извлечения нефти. За рубежом аналогичные исследования направлены на создание цифровых моделей, учитывающих влияние перфорации, гидравлических сопротивлений и профиля ствола скважины и т.д. Ввиду большой сложности этих моделей, авторы данной работы решают задачу программноинформационного обеспечения расчетов показателей разработки нефтегазовых месторождений с горизонтальными скважинами. Авторы считают своим долгом выразить благодарность Ивановой В.А., Григорьевой Е.Н., Широковой А.С., Махт О.А., Тулубаевой А.А., Лобанову Н. Ю. за оказанную помощь при подготовке к изданию данной книги. 7

Стр.7