Определение основных технологических параметров пароциклического воздействия на пласт с учётом тепловых потерь по стволу скважины
Автор: Гильманов Александр Янович, Ковальчук Татьяна Николаевна, Шевелев Александр Павлович
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 4 т.16, 2023 года.
Бесплатный доступ
Вследствие сокращения запасов «легкой» нефти все более актуальной в настоящее время становится разработка месторождений высоковязкой нефти. При этом одним из наиболее распространённых способов увеличения нефтеотдачи является пароциклическое воздействие, которое, по сравнению с другими тепловыми методами, обладает важным преимуществом - возможностью обеспечивать высокую тепловую эффективность за счёт подбора его параметров с учётом изменяющихся основных свойств теплоносителя при движении к забою скважины. Поэтому в данной работе стояла цель разработать методику экспресс-оценки оптимальных технологических параметров пароциклической обработки скважины. В качестве исходных данных использовались распределения температуры вдоль ствола скважины, известные из геофизических исследований. Созданная методика позволяет находить времена закачки теплоносителя, выдержки скважины на конденсацию и добычи нефти. Её научная новизна состоит в том, что впервые предлагается комплексный подход, связывающий задачи транспортировки теплоносителя и определения оптимальных параметров обработки скважины паром. Процесс пароциклической обработки описывается уравнениями механики многофазных систем. Получающиеся системы уравнений решаются методом Эйлера. В статье представлены: функции распределения давления, температуры, скорости и сухости пара по глубине скважины; распределение температуры в многослойной стенке скважины и в породе (с учётом уточнённого коэффициента теплопередачи породы при известных температурах между слоями материалов стенки скважины, воды и породы); оптимальные значения времён закачки теплоносителя, выдержки скважины на конденсацию и добычи нефти. Расчёты показали, что температура в многослойной стенке скважины за счёт слоя базальтового волокна снижается почти на 80%. По рассчитанным забойным параметрам теплоносителя установлен максимальный дополнительно извлеченный объём нефти.
Пароциклическая обработка скважины, способы увеличения нефтеотдачи, уравнения механики многофазных систем, механика сплошной среды, оптимизация технологических параметров, метод эйлера
Короткий адрес: https://sciup.org/143180962
IDR: 143180962 | DOI: 10.7242/1999-6691/2023.16.4.34
Список литературы Определение основных технологических параметров пароциклического воздействия на пласт с учётом тепловых потерь по стволу скважины
- Еремин Н.А. Цифровые технологии извлечения запасов нетрадиционной нефти // Изв. ТулГУ. Науки о Земле. 2022. № 2. С. 255-270.
- Shaken M.S., Zhiyengaliyev B.Y., Mardanov A.S., Dauletov A.S. Designing the thermal enhanced oil recovery as a key technology of high viscosity oil production // Proc. of the SPE Annual Caspian technical conference. Virtual, October 5-7, 2021. SPE-207059-MS. https://doi.org/10.2118/207059-MS
- Bao Y., He L., Lv X., Shen Y., Liu Z., Yang Z. An evaluation of enhanced oil recovery strategies for extra heavy oil reservoir after cold production without sand in Orinoco, Venezuela // Proc. of the SPE Trinidad and Tobago section energy resources conference. Port of Spain, Trinidad and Tobago, June 25-26, 2018. SPE-191177-MS. https://doi.org/10.2118/191177-MS
- Гильманов А.Я., Шевелёв А.П. Оценка влияния безразмерного предельного градиента давления на отклонение фильтрации от классического закона // Вычисл. мех. сплош. сред. 2021. Т. 14, № 4. C. 425-433. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2021.14.4.35
- Павлов Д.А., Пещеренко С.Н. Особенности гидродинамики насосов для добычи высоковязких нефтей // Вычисл. мех. сплош. сред. 2019. Т. 12, № 2. C. 175-184. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2019.12.2.15
- Шаркова А.В., Волгапкина А.А. Экономический анализ методов увеличения нефтеотдачи // Научные труды ВЭО России. 2022. T. 235, № 3. С. 368-380. https://doi.org/10.38197/2072-2060-2022-235-3-368-380
- Рутенко Е.Г. Основные тенденции применения химических методов увеличения нефтеотдачи при разработке российских нефтяных месторождений // Лучшая научная статья 2020: Сб. статей XXXVI Международного научно-исследовательского конкурса, Пенза, 30 июля 2020 г. Пенза: Наука и Просвещение (ИП Гуляев Г.Ю.), 2020. С. 9-13.
- Грушевенко Е. Перспективы развития третичных МУН в мире и в России. Центр энергетики Московской школы управления Сколково, 2021. 40 с.
- Alzate-Espinosa G.A., Naranjo-Agudelo A.J., Araujo-Guerrero E.F., Torres-Hernández C.A., Cartagena-Pérez D.F., Benítez-Peláez C.A., Hernández-Ricaurte M., Herrera-Schlesinger M.C., Higuita-Carvajal E.F. Assessment of the effect of cyclic steam stimulation (CSS) operational variables on well productivity including geomechanical modeling // Proc. of the ISRM 9th International Symposium on Geomechanics. Virtual, May 5-6, 2021. ISRM-ISG-2021-03.
- Liu Z., Khaledi R., Farshidi S.F., Wattenbarger C. A new criterion for the estimate of impact of lean zones on the performance of SAGD/SA-SAGD/EBRT processes // Proc. of the SPE Canada Heavy Oil Conference. Virtual, September 28-October 2, 2020. SPE-199944-MS. https://doi.org/10.2118/199944-MS
- Temizel C., Canbaz C.H., Abdelfatah E., Jia B., Putra D., Irani M., Alkouh A. A comprehensive review heavy oil reservoirs, latest techniques, discoveries, technologies and applications in the oil and gas industry // Proc. of the SPE International Heavy Oil Conference and Exhibition. Kuwait City, Kuwait, December 10-12, 2018. SPE-193646-MS. https://doi.org/10.2118/193646-MS
- Trigos E., Lozano E., Jimenez A.M. CSS: Strategies to recovery optimization // Proc. of the SPE Europec featured at 80th EAGE Conference and Exhibition. Copenhagen, Denmark, June 11-14, 2018. SPE-190791-MS. https://doi.org/10.2118/190791-MS
- Давлетов М.Ш., Женисов А.Ж., Сафиуллин Р.И. Усовершенствование системы разработки залежей сверхвязкой нефти // Булатовские чтения. 2020. С. 167-169.
- Vishnumolakala N., Zhang J., Ismail N.B. A comprehensive review of enhanced oil recovery projects in Canada and recommendations for planning successful future EOR projects // Proc. of the SPE Canada Heavy Oil Conference. Virtual, September 28-October 2, 2020. SPE-199951-MS. https://doi.org/10.2118/199951-MS
- Aydin H., Nagabandi N., Temizel C., Jamal D. Heavy oil reservoir management - Latest technologies and workflows // Proc. of the SPE Western Regional Meeting. Bakersfield, California, USA, April 26-28, 2022. SPE-209328-MS. https://doi.org/10.2118/209328-MS
- Савчик М.Б., Ганеева Д.В., Распопов А.В. Повышение эффективности пароциклических обработок скважин верхнепермской залежи Усинского месторождения на основе гидродинамической модели // Вестник ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2020. Т. 20, № 2. С. 137-149. https://doi.org/10.15593/2224-9923/2020.2.4
- Юдин Е., Лубнин А., Лубнина Е., Завьялова Н., Завьялов И. Новые инженерные инструменты для оперативной оценки эффективности тепловых методов увеличения нефтеотдачи // Российская нефтегазовая техническая конференция SPE 2018, Москва, 15-17 октября 2018. (English version https://doi.org/10.2118/191608-18RPTC-MS)
- Boberg Т.C., Lantzr R.B. Calculation of the production rate of a thermally stimulated well // J. Pet. Technol. 1966. Vol. 18. P. 1613-1623. https://doi.org/10.2118/1578-PA
- Фёдоров К.М., Шевелёв А.П., Андреев В.Е., Котенев Ю.А., Бадретдинов С.С., Шакиров А.И., Исматилов О.З. Методика расчета и оптимизация парогазоциклического воздействия на призабойную зону пласта // Изв. вузов. Нефть и газ. 2005. № 3. С. 42-49.
- Фёдоров К.М., Шевелёв А.П. Расчет тепловых потерь при закачке насыщенного пара в скважину // Изв. вузов. Нефть и газ. 2005. № 4. С. 37-43.
- Marx J.W., Langenheim R.H. Reservoir heating by hot fluid injection // Trans. 1959. Vol. 216. P. 312-315. https://doi.org/10.2118/1266-G
- Губайдуллин Д.А., Никифоров А.И., Садовников Р.В. Идентификация тензоров коэффициентов проницаемости неоднородного анизотропного трещиновато-пористого пласта // Вычисл. мех. сплош. сред. 2011. Т. 4, № 4. С. 11-19. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2011.4.4.35
- Сираев Р.Р. Фильтрация жидкости в пористой среде Форцгеймера с пространственно неоднородными пористостью и проницаемостью // Вычисл. мех. сплош. сред. 2019. Т. 12, № 3. С. 281-292. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2019.12.3.24
- Пивень В.Ф., Лекомцев Д.Г. Численное исследование работы скважины c произвольным кусочно-гладким контуром питания в анизотропном неоднородном пласте // Вычисл. мех. сплош. сред. 2022. Т. 15, № 2. С. 223-233. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2022.15.2.17
- Пивень В.Ф., Лекомцев Д.Г. Аналитическое и численное моделирование работы совершенной скважины в анизотропном однородном пласте грунта // Вычисл. мех. сплош. сред. 2016. Т. 9, № 4. С. 389-399. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2016.9.4.32
- Гильманов А.Я., Ковальчук Т.Н., Шевелёв А.П. Физико-математическое моделирование пароциклического воздействия на нефтяные пласты // Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2020. Т. 6, № 1(21). С. 176-191. https://doi.org/10.21684/2411-7978-2020-6-1-176-191
- Фёдоров К.М., Шевелёв А.П., Гильманов А.Я., Ковальчук Т.Н. Оптимизация технологических параметров при пароциклическом воздействии на нефтяные пласты // Вестник ТюмГУ. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2020. Т. 6, № 2(22). С. 145-161. https://doi.org/10.21684/2411-7978-2020-6-2-145-161
- Чекалюк Э.Б. Термодинамика нефтяного пласта. М.: Недра, 1965. 232 c.
- Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. М.: Недра, 1982. 224 с.