Автореферат (1173003), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Басин, В.Н. Дахнов, И.Л. Дворкин, Н.Н. Непримеров,11Э.Б. Чекалюк и др.). Также подчеркнуты научные и практические результаты ученых,задавших дальнейшее развитие текущего направления (Р.А. Валиуллин, С.Г. Вольпин,Б.Ю. Вендельштейн, В.М. Добрынин, Г.М. Золоева, Г.А. Зотов, А.И. Ипатов, С.Г. Комаров, Ю.П. Коротаев, М.И. Кременецкий, Л.Г. Кульпин, А.С.

Кундин, В.В. Лаптев,В.И. Марон, Н.Н. Михайлов, В.Д. Неретин, Л.Л. Пацков, Е.Е. Поляков, А.Ш. Рамазанов, Р.А. Резванов, А.И. Филиппов, Р.Т. Хаматдинов, Шарафутдинов Р.Ф., А.И. Ширковский и др.).На базе изученной информации о технологиях проведения контроля разработки,автор приходит к выводу, что основное направления развития заключается в комплексном долговременном стационарном мониторинге промыслово-геофизических параметров в процессе исследования скважин. Специфика долговременного мониторинга заключается в необходимости учета изменения параметров пласта во времени, что иопределило направление диссертационной работы и перечень поставленных авторомзадач, а также дальнейшее их решение.В следующей главе более детально рассматриваются оптоволоконные скважинные измерительные системы, как неотъемлемый инструмент постоянного мониторингаработы исследуемого объекта разработки.ГЛАВА 2. ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ДАТЧИКАМИ НА ПРИЕМЕОВС – НАИБОЛЕЕ ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ПУТЬ РАЗВИТИЯ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙОчевидно, что наиболее предпочтительными на рынке измерительных системявляются традиционные электронные технологии, предполагающие регистрацию необходимого физического параметра за счет преобразования измеряемой величины вэлектрический сигнал и дальнейшую его обработку.

В данной главе предлагается альтернатива этому подходу, а именно – использование распределенных оптоволоконныхсистем измерения, в которых регистрируемый параметр передается в виде оптическогосигнала по специальному кабелю. Последние несколько лет всё чаще встречаются исследования с применением оптоволоконных датчиков, однако внедряются они не такшироко и применяются лишь в тех случаях, когда традиционные измерительные средства не могут быть использованы. При непрерывном долговременном мониторингепрофиля температуры в стволе информативный потенциал реализуется на максимально возможном уровне.

По большей части это связано с возможностью детального12изучения переходных процессов во время изменения текущего состояния работы скважины (пуске, изменения режима, остановки), которые по физике протекают довольнобыстро.Сейчас системы контроля разработки развиваются достаточно стремительно, иони весьма богаты в своем разнообразии. В зависимости от стоящих перед инженерамизадач, создание новых и совершенствование уже существующих технологических решений направлено на получение конкретных геофизических характеристик.Автор делает акцент на том, что термометрия, как метод, обладает наибольшейустойчивостью к негативному влиянию осложняющих факторов, таких как многофазный состав, структура потока и т.д., и за счет более высокой надежности и чувствительности он имеет явное преимущество перед другими классическими методами стандартного комплекса ПГИ в определении количественной оценки. Однако, термометрияне лишена своих недостатков, и чтобы их учесть и минимизировать, возникает идеяиспользовать нестационарные технологии измерения, дабы полностью реализовать потенциал рассматриваемого метода.

Основной принцип заключается в непрерывномнаблюдении всей истории работы скважины, с возможностью улавливания переходныхпроцессов, поскольку их длительность зачастую в несколько раз меньше, чем время,необходимое для регистрации профиля температуры по стволу. Как раз здесь в качестве наиболее полезного инструмента для решения поставленной задачи могут послужить распределенные вдоль ствола скважины оптоволоконные датчики (ОВС).Отмечено, что опыт использования ОВС не очень большой, особенно в отечественной нефтегазовой сфере. Но тем не менее, полученные даже в рамках опытнопромышленных работ результаты доказывают высокую эффективность данного инструмента.

В качестве наглядных примеров приведены исследования, показывающиединамику работы скважины в процессе вызова притока компрессированием, а также впроцессе работы скважины, которая эксплуатируется ЭЦН. Помимо определения работающих и, соответственно, неработающих интервалов, благодаря непрерывной записи, можно было выявить закономерности поведения теплового поля, а также увидетьлюбопытные события, которые были бы незаметны, если в данной ситуации применялся обыкновенный прибор с точечным датчиком. Изучая эти переходные процессы,можно не только диагностировать направление, но и оценивать интенсивность, а зна-13чит и потенциально выходить на скорость движения флюида в стволе. Причем подобная оценка достаточно устойчива к погрешностям, связанным с априорными данными(прежде всего – для тепловых свойств вмещающей среды).С точки зрения иллюстрации возможностей оптоволоконного мониторинганаиболее интересными являются случаи, когда удается зафиксировать переходныепроцессы в начальные периоды циклов работы пласта на репрессии или депрессии.Иными словами, необходимо создание некоего контраста для более четкого выявленияподключенных в эксплуатацию участков.Таким образом, анализ данной области показал, что с учётом всех вышеупомянутых особенностей, стационарные скважинные системы, основанные на примененииоптоволокна, имеют следующие преимущества перед традиционными средствами измерения:1.

Дают возможность непрерывно регистрировать параметры по всей длине стволаскважины в режиме реального времени с пространственным разрешением от 0.2 ми более;2. Данные могут оперативно поступать в распоряжение инженера через станцииуправления, расположенные на поверхности. Оптоволокно является и датчиком, иканалом связи с поверхностью одновременно.При сравнении с традиционным промысловым каротажом, ОВС не требует внутрискважинного вмешательства, которое может повлиять на текущее состояние скважины.В рамках научного положения 1 автором были рассмотрены особенности переходных процессов, происходящих в скважине, на основе температурного моделирования, что рассматривается в главе 3.ГЛАВА 3.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ВГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СТВОЛАХ – ОСНОВА АНАЛИЗА ИНФОРМАТИВНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ТЕРМОМЕТРИИДля концептуального создания методики или ряда методик интерпретации данных горизонтальных скважин, подразумевающих под собой как качественную, так иколичественную оценку, автором в первой части этой главы предлагается подробноразобрать природу возникновения и образования эффектов, которые формируют температурную аномалию.Рассматривается каждый фактор, влияющий на образование температуры в системе скважина-пласт, при этом более пристальное внимание уделяется искусственно14созданным тепловым полям, поскольку именно при нарушении естественного температурного распределения возможно уловить сложные динамические процессы, грамотный анализ которых в дальнейшем помогает выйти на количественную оценку.

Осуществлялась детальная фокусировка на вклад в формирование аномалии дроссельногоэффекта, адиабатического эффекта, конвективного и кондуктивного переноса теплоты,эффекта калориметрического смешивания. Обращаясь к истокам термодинамики, всевышеперечисленные эффекты можно записать в одно уравнение теплового баланса иполучить следующее:div  gradT  c pV gradT  c p I V gradP  mc p sPT сПtt(1)Где: λ – коэффициент теплопроводности; T – температура; Сp – теплоемкость при постоянном давлении; V – вектор скорости движения флюида;  – дифференциальный коэффициент Джоуля-Томсона; P – давление; m – коэффициент пористости; s – коэффициент адиабатического расширения; t – время; Сп – теплоемкость пористой среды (пористого тела и насыщающего его флюида).Чтобы определить закономерность формирования теплового поля в различныхситуациях, было выполнено моделирование массива температур с использованиемуравнения баланса теплоты.

Для решения поставленной задачи использовался методконечных разностей, основанный на поиске значений температуры в узлах формирующейся сетки T [i, j, k], где i – узлы по радиусу, j – узлы по времени, k – узлы по глубине.Следует отметить, что, в отличие от других альтернативных вариантов решений текущей задачи, в рассматриваемом случае массив температур рассчитывался при помощисетки с неравномерным размером ячеек по вертикали. Это необходимо было для имитации изменения объема потока (уменьшение или увеличение) с глубиной. Задача решалась методом последовательных прогонок по вертикальной оси скважины (по глубине) и в пределах всей толщи пласта по радиусу.В последующих преобразованиях решение уравнения (1) сводилось к виду:AiTi 1, j 1  C iTi , j 1  BiTi 1, j 1   Fi(2)Значения коэффициентов A, B, C и F зависят от параметров сетки, времени исоотношения физических свойств.15С помощью описанной модели переноса теплоты автором на экспериментальномуровне посредством численной симуляции в C++ проводилось несколько серий расчетов, показывающих характер изменения теплового поля в различных типовых ситуациях, на основе которых в дальнейшем выявлялись закономерности формированиятемпературной аномалий в стволе скважины и в пласте с преобладанием того или иноготермодинамического эффекта.ГЛАВА 4.

Характеристики

Список файлов диссертации