Автореферат (Мониторинг профиля притока (приемистости) в горизонтальных скважинах по результатам распределенной нестационарной термометрии)

На правах рукописиБуянов Антон ВитальевичМОНИТОРИНГ ПРОФИЛЯ ПРИТОКА (ПРИЕМИСТОСТИ) В ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ ПО РЕЗУЛЬТАТАМРАСПРЕДЕЛЕННОЙ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕРМОМЕТРИИ25.00.10 Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемыхАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание степеникандидата технических наукМосква – 2020 г.Работа выполнена в федеральном государственном автономном образовательномучреждении высшего образования «Российский государственный университетнефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М.

Губкина»на кафедре геофизических информационных систем.доктор технических наук, профессорНаучный руководитель:Кременецкий Михаил ИзраилевичШарафутдинов Рамиль Фаизырович,Официальные оппоненты:доктор физико-математических наук,профессор профессор кафедры геофизикиФГБОУ ВО «Башкирский государственныйуниверситет».Морозовский Никита Александрович,кандидат технических наук,главный специалист управления повышенияпроизводительности резервуара и ГТМ департамента разработки месторождений ПАО«НК Роснефть».Ведущая организация:«Салым Петролеум Девелопмент Н.В.»Защита состоится «02» апреля 2020 г.

в 15 час. 00 мин., в аудитории 405 на заседании диссертационного совета Д 212.200.05 при РГУ нефти и газа (НИУ) имениИ.М. Губкина по адресу: 119991, Москва, Ленинский проспект, 65, корп.1.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на официальном сайте РГУнефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина.Автореферат разослан «»Ученый секретарьдиссертационного совета Д 212.200.05,кандидат геолого-минералогических наук2020 г.Хохлова М.С.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность работыПромыслово-геофизические исследования (ПГИ) являются неотъемлемым элементом системного контроля на любом этапе разработки нефтяных и газовых месторождений. Ряд методов, входящих как в стандартный, так и в расширенный комплексПГИ, предназначен для оценки непосредственно работающих участков исследуемыхгеологических объектов, определения профиля притока или профиля приемистостиэксплуатационных скважин, установления состава притока с выделением основныхфаз.

На основе всей этой информации осуществляется оптимизация режимов работыисследуемых скважин, что способствует обеспечению благоприятных условий для разработки в целом.Однако, в горизонтальной скважине (ГС) условия проведения ПГИ, резко ухудшаются. Влияют такие осложняющие факторы как искривленная траектория ствола,многокомпонентный расслаивающийся по длине и высоте газожидкостной поток сложной структуры, низкая депрессия на пласты и т.д. Возникающие при этом технологические трудности существенно сказываются на информативности стандартного комплекса ПГИ.При этом даже применение современной глубинной аппаратуры, целенаправленно ориентированной для применения в ГС и оснащенной несколькими датчиками,позволяющими давать оценку состава смеси по сечению ствола не всегда решают данную задачу. Препятствует низкий и нестабильный расход скважины, при котором результативность подобных исследований резко снижается.Подобного рода проблемы заставляют исследователей обратить особое внимание на термометрию.

Её потенциал при диагностике и количественной оценке интенсивности процессов движения жидкости и газа очень высок и на данный момент ещене реализован до концаЭтот потенциал скрыт в динамике быстро протекающих температурных процессов, характерных для нестабильно работающих эксплуатационных скважинах при разработке трудно извлекаемых запасов углеводородов.Для повышения информативности нестационарной термометрии в осложненныхусловиях эксплуатации скважины, необходим переход от стандартных технологий из-3мерений к распределенным по стволу системам стационарного мониторинга температуры во времени, а они в свою очередь требуют методологической адаптации для учетадинамичного изменения изучаемых параметров во времени.Цель работыВыдвинутые в диссертационной работе проблемы отображают её основныецели, которые заключаются в разработке альтернативных методов интерпретации данных термометрии с применением современных скважинных измерительных системдолговременного мониторинга температуры в нестационарных условиях при сложныхспособах заканчивания скважин (горизонтальные стволы (ГС), ГС с множественнымГРП (МГРП), многоствольные скважины (в том числе fish-bone).Задачи1.

Обоснование оптимальных способов диагностики базовых термодинамическихэффектов, оказывающих преобладающее влияние на формирование тепловогополя в эксплуатационной скважине со сложным способом заканчивания (ГС иГС с МсГРП) в режимах закачки и отбора;2. Обоснование оптимальных условий диагностики профиля притока (приемистости) на основе наблюдения быстро протекающих термодинамических процессов, связанных с нестабильной работой пластов;3. Разработка технологий проведения термических исследований, а также способовинтерпретации полученных результатов с целью количественной оценки параметров профиля притока (приемистости) в горизонтальных стволах;4.

Теоретический и экспериментальный анализ дополнительных информативныхвозможностей непрерывного долговременного температурного мониторинга вГС с целью обоснования разработки альтернативных технологий обработки иинтерпретации скважинных данных при оценке профиля притока и приемистости;5. Разработка методики интерпретации термограмм при переходных процессах,связанных с изменением режима работы эксплуатационной скважины со сложным заканчиванием в процессе непрерывного онлайн мониторинга;6. Обоснование границ применимости и оценка достоверности экспрессных способов количественной обработки результатов долговременного температурного4мониторинга в скважинах со сложным заканчиванием, как базового элемента интерпретации результатов термометрии при оценке профиля притока и приемистости, предшествующего термомоделированию.Методы исследованияПоставленные в данной работе задачи решались за несколько этапов.

Вначалепроводился поиск и обработка имеющейся по исследуемому вопросу информации санализом отечественных и зарубежных публикаций. Затем, принимая во внимание существующие подходы, осуществлялось теоретическое изучение термодинамическихпроцессов, протекающих в пласте и в скважине. Следующая итерация заключалась ввоспроизведении всех базовых эффектов в специально подобранной упрощенной численной модели, которые влияют на формирование теплового поля в рассматриваемойсистеме в наибольшей степени. В заключении выполнялось обобщение и анализ результатов расчета с применением известных, модернизированных и разработанных автором методик и алгоритмов.В процессе моделирования использовалось программные продукты зарубежныхи отечественных нефтегазодобывающих компаний, такие как «Камертон» (ГЕТЭК),«Eclipse» (Schlumberger), С++ (Microsoft).Достоверность полученных выводов и рекомендаций соискателя доказана обобщением и анализом результатов отечественных и зарубежных научных исследований,оценкой информативности примененных методов исследований и достоверности выявленных закономерностей характера изменения изучаемых геофизических полей набазе численного моделирования и теоретических экспериментов в скважинах, результатами опробования и дальнейшего внедрения предложенных способов исследованияскважин и алгоритмов интерпретации полученных данных.Научная новизна1.

Обоснована значимая роль измерений температуры посредством распределенныхпо стволу датчиков с использованием экспрессных технологий интерпретации результатов при промыслово-геофизических исследованиях низкодебитных горизонтальных скважин. Предложенные технологии базируются на идее об условном фоновом квазистационарном или нестационарном температурном поле и предполагают обоснование оптимальных условий проведения измерений для конкретной5скважины и методов интерпретации получаемых результатов на основе моделирования процессов тепломассопереноса.2. С использованием моделирования теплового поля и результатов термических исследований обоснованы экспрессные технологии распределенной нестационарнойтермометрии при определении профиля неравномерного по длине и нестабильногопритока в добывающей горизонтальной скважине.

Технологии основаны на эффектах теплообмена движущегося по стволу флюида с вмещающими пластами и калориметрического смешивания в условиях целенаправленного создания контрастныхтермоаномалий, а также оптимизации времени проведения измерений, которые подразумевают:– сопоставление темпов изменения во времени площади между текущей и фоновой температурной кривой произвольной формы в интервалах между нестабильно работающими пластами в период непосредственно после запуска скважины;– сопоставление средних углов наклона термограммы в стабильно работающейскважине между работающими пластами;– определение температуры выходящего флюида по результатам регистрацииданных непосредственно после остановки скважины.3.

С использованием моделирования теплового поля и результатов термических исследований обоснованы экспрессные технологии распределенной нестационарнойтермометрии при определении профиля приемистости в горизонтальной нагнетательной скважине. Технологии основаны на эффектах теплообмена движущегося постволу флюида с вмещающими пластами и релаксации первоначальной температуры в остановленной скважине, которые подразумевают:– сопоставление темпов изменения во времени площади между текущей и фоновой температурной кривой в интервалах между пластами в период непосредственно после остановки скважины;– сопоставление средних углов наклона термограммы между работающими пластами;– сопоставление темпа изменения температуры в остановленной скважине в пределах поглощающих пластов в период времени, когда его связь с удельным расходом практически линейна;6– сопоставление темпов изменения во времени площади между текущей и фоновой температурной кривой в интервалах между пластами в период непосредственно после запуска скважины.Защищаемые положения1.