Диссертация (1173004)
Текст из файла
РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. ГубкинаНа правах рукописиБУЯНОВ АНТОН ВИТАЛЬЕВИЧМОНИТОРИНГ ПРОФИЛЯ ПРИТОКА (ПРИЕМИСТОСТИ) ВГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ ПО РЕЗУЛЬТАТАМРАСПРЕДЕЛЕННОЙ НЕСТАЦИОНАРНОЙ ТЕРМОМЕТРИИ25.00.10 Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемыхДИССЕРТАЦИЯна соискание степеникандидата технических наукНаучный руководитель:д.т.н., профессорКременецкий Михаил ИзраилевичМосква – 2019 г.ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................................................... 4ГЛАВА 1.
ЗАДАЧИ И СПЕЦИФИКА ПРОМЫСЛОВО-ГЕОФИЗИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ВГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ. РОЛЬ ТЕРМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ................................. 141.1.ВОЗМОЖНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТАНДАРТНОГО КОМПЛЕКСА ПГИ ВГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ ........................................................................................................181.21.2.1ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ СТАНДАРТНОГО КОМПЛЕКСА ПГИ ........................................21РАЗНОВИДНОСТИ УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ АППАРАТНЫХ КОМПЛЕКСОВ (ОТЕЧЕСТВЕННЫЕИ ЗАРУБЕЖНЫЕ СТАЦИОНАРНЫЕ И РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ ПО СЕЧЕНИЮ СТВОЛА ДАТЧИКИ) ...............241.2.2УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ..........................................291.2.3РАСШИРЕНИЕ СТАНДАРТНОГО КОМПЛЕКСА ПГИ .............................................................321.2.4РОЛЬ И ГРАНИЦЫ ПРИМЕНИМОСТИ ТЕРМОМЕТРИИ КАК ОДНОГО ИЗ МЕТОДОВ,ПОДЛЕЖАЩИХ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ........................................................................351.2.5НОВЫЕ ЗАДАЧИ И ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕРМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ .....................381.3 ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ ......................................................................................................41ГЛАВА 2.
ИЗМЕАРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ДАТЧИКАМИ НА ПРИЕМЕОПТОВОЛОКОННЫХ СИСТЕМ (ОВС) – НАИБОЛЕЕ ПЕРСПЕКТИВНЫЙ ПУТЬ РАЗВИТИЯНЕСТАЦИОНАРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ .................................................................................................. 432.1ОПТОВОЛОКНО КАК СРЕДСТВО ПОЛУЧЕНИЯ СИГНАЛА..........................................................432.2ОСОБЕННОСТИ ОПТОВОЛОКОННЫХ ДАТЧИКОВ .....................................................................442.3ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ОПТОВОЛОКОННЫХ ДАТЧИКОВ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ .........................472.4СТРУКТУРА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ................................................................................532.5ПЕРСПЕКТИВЫ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ТЕРМОМЕТРИИ .................................................................572.6ОБЗОР ИЗВЕСТНОЙ ПРАКТИКИ ПРИМЕНЕНИЯ ОВС (РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ) ...............592.7ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ .................................................................................................64ГЛАВА 3.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ВГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СТВОЛАХ ............................................................................................................ 653.1ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ФОРМИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО ПОЛЯ В ДЕЙСТВУЮЩИХГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ ........................................................................................................653.2МОДЕЛЬ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА ...........................................................................................723.3НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ – КЛЮЧ К ПОВЫШЕНИЮ ИНФОРМАТИВНОСТИРАСПРЕДЕЛЕННОЙ ТЕРМОМЕТРИИ В ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИНАХ .............................................793.4ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ .................................................................................................862ГЛАВА 4.
ЭКСПРЕССНЫЕ МЕТОДИКИ МОНИТОРИНГА РАБОТЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН ........................................................................................................... 874.1ВОЗМОЖНОСТИ ЭКСПРЕСС-ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ ИНТЕРПРЕТАЦИИ НЕСТАЦИОНАРНОЙРАСПРЕДЕЛЕННОЙ ТЕРМОМЕТРИИ .....................................................................................................874.2ТЕХНОЛОГИИ ЭКСПРЕССНОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХСКВАЖИН4.2.1............................................................................................................................................91ОЦЕНКА ДОЛИ РАБОТЫ ПЛАСТОВ В ЗАКАЧКЕ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ДИНАМИКИТЕМПЕРАТУРЫ В ИНТЕРВАЛАХ ВНЕ РАБОТАЮЩИХ ЗОН ...................................................................914.2.24.3АНАЛИЗ ДИНАМИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПРЕДЕЛАХ РАБОТАЮЩИХ ИНТЕРВАЛОВ ............103ТЕХНОЛОГИИ ЭКСПРЕССНОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДОБЫВАЮЩИХ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХСКВАЖИН..........................................................................................................................................1094.3.1АНАЛИЗА ДИНАМИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ В ИНТЕРВАЛАХ ВНЕ РАБОТАЮЩИХ ЗОН .............1094.3.2АНАЛИЗА ДИНАМИКИ ТЕМПЕРАТУРЫ В ПРЕДЕЛАХ РАБОТАЮЩИХ ИНТЕРВАЛОВ ..........1224.4ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ ...............................................................................................129ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..........................................................................................................................................
131СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................................................................ 1333ВВЕДЕНИЕПромыслово-геофизические исследования (ПГИ) являются неотъемлемымэлементом системного контроля на любом этапе разработки нефтяных и газовыхместорождений.
Ряд методов, входящих как в стандартный, так и в расширенныйкомплекс ПГИ, предназначен для оценки непосредственно работающих участковисследуемых геологических объектов, определения профиля притока или профиляприемистости эксплуатационных скважины, установления состава притока свыделением основных фаз. На основе всей этой информации осуществляетсяоптимизациярежимовработыисследуемыхскважин,чтоспособствуетобеспечению благоприятных условий для разработки в целомОднако, в горизонтальной скважине (ГС) условия проведения ПГИ, резкоухудшаются. Влияют такие осложняющие факторы как искривленная траекторияствола, многокомпонентный расслаивающийся по длине и высоте газожидкостнойпоток сложной структуры, низкая депрессия на пласты и т.д.
Возникающие приэтом технологические трудности существенно сказываются на информативностистандартного комплекса ПГИ.Приэтомдажеприменениесовременнойглубиннойаппаратуры,целенаправленно ориентированной для применения в ГС и оснащеннойнесколькими датчиками, позволяющими давать оценку состава смеси по сечениюствола не всегда решают данную задачу. Препятствует низкий и нестабильныйрасход скважины, при котором результативность подобных исследований резкоснижается.Подобного рода проблемы заставляют исследователей обратить особоевнимание на термометрию.
Её потенциал при диагностике и количественнойоценке интенсивности процессов движения жидкости и газа очень высок и наданный момент еще не реализован до концаЭтот потенциал скрыт в динамике быстро протекающих температурныхпроцессов,характерныхдлянестабильноработающихэксплуатационныхскважинах при разработке трудно извлекаемых запасов углеводородов.4Дляповышенияосложненныхусловияхинформативностиэксплуатациинестационарнойскважины,термометриинеобходимпереходвотстандартных технологий измерений к распределенным по стволу системамстационарного мониторинга температуры во времени, а они в свою очередьтребуют методологической адаптации для учета динамичного измененияизучаемых параметров во времени.Цель работыВыдвинутые в диссертационной работе проблемы отображают её основныецели, которые заключаются в разработке альтернативных методов интерпретацииданных термометрии с применением современных скважинных измерительныхсистем долговременного мониторинга температуры в нестационарных условияхпри сложных способах заканчивания скважин (горизонтальные стволы (ГС), ГС смножественным ГРП (МГРП), многоствольные скважины (в том числе fish-bone).Задачи1.
Обоснование усовершенствованных способов диагностики базовыхтермодинамических эффектов, оказывающих преобладающее влияние наформирование теплового поля в эксплуатационной скважине со сложнымспособом заканчивания (ГС и ГС с МсГРП) в режимах закачки и отбора;2. Обоснование оптимальных условий диагностики профиля притока(приемистости)наосновенаблюдениябыстропротекающихтермодинамических процессов, связанных с нестабильной работойпластов;3.
Разработка технологий проведения термических исследований, а такжеспособовинтерпретацииполученныхрезультатовсцельюколичественной оценки параметров профиля притока (приемистости) вгоризонтальных стволах;4. Теоретическийинформативныхиэкспериментальныйвозможностейанализнепрерывногодополнительныхдолговременноготемпературного мониторинга в ГС с целью обоснования разработки5альтернативных технологий обработки и интерпретации скважинныхданных при оценке профиля притока и приемистости;5. Разработка методики интерпретации термограмм при переходныхпроцессах, связанных с изменением режима работы эксплуатационнойскважины со сложным заканчиванием в процессе непрерывного онлайнмониторинга;6.
Обоснование границ применимости и оценка достоверности экспрессныхспособов количественной обработки результатов долговременноготемпературного мониторинга в скважинах со сложным заканчиванием,как базового элемента интерпретации результатов термометрии приоценкепрофиляпритокаиприемистости,предшествующеготермомоделированию.Методы исследованияПоставленные в данной работе задачи решались за несколько этапов.Вначале проводился поиск и обработка имеющейся по исследуемому вопросуинформации с анализом отечественных и зарубежных публикаций.
Затем,принимая во внимание существующие подходы, осуществлялось теоретическоеизучение термодинамических процессов, протекающих в пласте и в скважине.Следующая итерация заключалась в воспроизведении всех базовых эффектов вспециально подобранной упрощенной численной модели, которые влияют наформирование теплового поля в рассматриваемой системе в наибольшей степени.В заключении выполнялось обобщение и анализ результатов расчета сприменением известных, модернизированных и разработанных автором методик иалгоритмов.Впроцессемоделированияиспользовалосьпрограммныепродуктызарубежных и отечественных нефтегазодобывающих компаний, такие как«Камертон» (ГЕТЭК), «Eclipse» (Schlumberger), С++ (Microsoft).Достоверность полученных выводов и рекомендаций соискателя доказанаобобщением и анализом результатов отечественных и зарубежных научных6исследований, оценкой информативности примененных методов исследований идостоверности выявленных закономерностей характера изменения изучаемыхгеофизических полей на базе численного моделирования и теоретическихэкспериментов в скважинах, результатами опробования и дальнейшего внедренияпредложенных способов исследования скважин и алгоритмов интерпретацииполученных данных.Научная новизна1.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
