Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Обоснование режимов работы и типоразмеров плунжерного подъемника при работе скважин с забойным давлением ниже давления насыщения пластовой нефти газом

ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Алдамби Абдулла Али Ахмед

Введение.

1. Обоснование необходимости разработки метода и методики выбора режимов работы и типоразмеров скважинного оборудования с плунжерным подъемником при работе скважины с забойным давлением ниже давления насыщения пластовой нефти газом

1.1. Основные геолого-промысловые условия эффективного применения плунжерного подъемника.

1.2. Методики выбора режима работы и типоразмеров плунжерного подъемника.

1.2.1. Принцип работы плунжерного подъемника.

1.2.2. Конструкция рабочего плунжера.

1.2.3. Методики подбора варианта компоновки скважинного оборудования для низкодебитных скважин.

1.3. Обоснование необходимости согласования элементов добывающей системы при выборе варианта компоновки с использованием плунжерного подъемника.

1.4. Постановка задач исследования.

Выводы.

2. Разработка метода и методики согласования элементов добывающей системы при выборе режимов и типоразмеров плунжерного подъемника для псевдоустановившегося режима работы скважины

2.1. Комплекс задач, составляющих метод.

2.2. Обоснование притока газированной жидкости для псевдоустановившегося режима.

2.2.1. Построение зависимости относительной фазовой проницаемости по нефти от давления в пласте для псевдоустановившегося режима.

2.2.2. Метод построения индикаторных кривых при псевдоустановившемся движении нефти и газа для согласования работы элементов добывающей системы. 74 2.3. Методика подбора режимов и типоразмеров плунжерного подъёмника.

Выводы.

3. Результаты апробации методики выбора режимов и типоразмеров скважинного оборудования с плунжерным подъёмником.

Выводы.

4. Анализ границ эффективного применения плунжерного подъемника для условий месторождения Западный Аяд (республика Йемен).

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование режимов работы и типоразмеров плунжерного подъемника при работе скважин с забойным давлением ниже давления насыщения пластовой нефти газом"

Актуальность проблемы

В настоящее время существует большое число месторождений, которые разрабатываются при пластовом давлении, близком к давлению насыщения пластовой нефти газом. В этих условиях при снижении забойного давления ниже давления насыщения в пласте существует околоскважинная область, где имеет место фильтрация жидкости и газа. Это приводит к росту газонасыщенности пласта при снижении давления от насыщения до забойного и, следовательно, к нелинейному характеру зависимости дебита от забойного давления. При снижении забойного давления, ниже некоторого критического, дебит по жидкости уменьшается вплоть до нуля.

Скважинная добыча нефти при забойном давлении ниже давления насыщения осложнена высоким газосодержанием на приёме оборудования. Поэтому представляется целесообразным использование плунжерного подъёмника как эффективного энергосберегающего способа эксплуатации скважин особенно в осложненных условиях: низкая продуктивность, повышенная кривизна скважин, отложение парафинов и т.д.

До настоящего времени не выявлена область эффективного применения плунжерного подъёмника. Это может быть связано с отсутствием методики согласования элементов добывающей системы при выборе режимов работы и типоразмеров плунжерного подъёмника, что неизбежно приводит к ошибкам. Отсутствие надежной методики построения индикаторных кривых, учитывающей динамику пластового давления, газового фактора, нефтенасыщенности пласта и г. п., связано с трудностями в получении исходных геолого-промысловых данных и большой трудоемкостью расчётов по моделям фильтрации, адекватных режиму дренирования.

Вместе с тем, при обосновании варианта компоновки скважинного оборудования на период его наработки во многих случаях может быть рассмотрен, так называемый, псевдоустановившейся режим работы, характеризующийся постоянством пластового давления на контуре питания скважины (газового фактора), что упрощает задачу согласования элементов добывающей системы.

Учитывая вышеизложенное, актуальным является исследование, направленное на решение проблемы выбора режимов работы и типоразмеров скважинного оборудования с плунжерным подъёмником для псевдоустановившегося режима работы скважины с забойным давлением ниже давления насыщения пластовой нефти газом.

Целью диссертации является постановка и решение комплекса взаимосвязанных задач, составляющих методику согласования элементов добывающей системы "пласт-скважина-екважинное оборудование" при выборе режимов работы и типоразмеров скважинного оборудования с плунжерным подъёмником для псевдоустановившегося режима работы скважины с забойным давлением, ниже давления насыщения пластовой нефти газом.

Научная новизна.

Разработан и теоретически обоснован метод согласования элементов добывающей системы при оптимизации работы скважин с плунжерным подъёмником при забойном давлении ниже давления насыщения пластовой нефти газом.

Поставлены и решены задачи построения прогнозной индикаторной линии для псевдоустановившегося режима работы скважины (постоянство давления на контуре питания с заданной точностью) и выбора рационального варианта компоновки скважинного оборудования с плунжерным подъёмником.

Выявлены качественные и количественные закономерности изменения притока, величины максимальной депрессии и соответствующий размер околоскважинной области фильтрации жидкости и газа для различных промысловых условий при забойном давлении ниже давления насыщения.

Практическая ценность

Разработана методика подбора режима работы и типоразмера плунжерного подъёмника, позволяющая согласовать элементы добывающей системы с учетом технологических и технико-экономических критериев. Для промышленной реализации методики разработано алгоритмическое и программное обеспечение методики.

Выявлены границы эффективного применения плунжерного подъёмника в различных промысловых условиях, в т.ч. для месторождений республики Йемен.

Апробация диссертации.

Основные положения диссертации были изложены на научных семинарах и заседаниях кафедры разработки и эксплуатации нефтяных месторождений РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина; на совместном научном семинаре кафедры Разработки и эксплуатации нефтяных месторождений и отдела добычи газа и газового конденсата (нефти) ОАО "ГАЗПРОМ"; на научном семинаре ИПНГ РАН (2000 г).

По результатам исследований опубликовано 2 статьи.

Объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и приложения. Работа содержит 130 страниц машинописного текста, 31 рисунок, 21 таблицу, 2 приложения, список использованной литературы из 71 наименования.

Заключение Диссертация по теме "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", Алдамби Абдулла Али Ахмед

110 Выводы

Проведенные исследования позволили сделать следующие выводы:

1. Основной эффект от применения плунжерного подъемника связан с наиболее полным использованием пластовой энергий. Это позволяет увеличить дебит скважин месторождения Западный Аяд по сравнению с глубиннонасосным способами эксплуатации (на основе СШНУ). Например, по скважине №5 дебит увеличился с 25 м'/сут. до 36 м'/сут., по скважине №47 - с 20 м3/сут. до 39 м3/сут. (среднее увеличение дебита составляет 87,5%).

2. Апробация методики построения прогнозной индикаторной линии на скважинах месторождения Западный Аяд показала высокую точность при сравнении с фактическими данными гидродинамических исследований скважин.

3. Анализ границ эффективного применения плунжерного подъемника для условий месторождения Западный Аяд показал возможность его использования для низкопродуктивных скважин. Это позволяет увеличить эксплуатационную надежность работы скважин по сравнению с использованием СШНУ.

4. Эффективность плунжерного подъемника увеличивается с уменьшением интервала забой-нижний амортизатор.

1. Показано, что учет особенностей притока жидкости (нефти) к забою скважин с забойным давлением ниже давления насыщения пластовой нефти газом при оптимизации их работы возможен на основе согласования элементов добывающей системы "пласт - призабойная зона - скважина -скважинное оборудование". Указанный подход положен в основу разработанной методики выбора режимов работы и типоразмеров плунжерного подъемника.

2. Поставлена и решена задача построения прогнозной индикаторной линии для псевдоустановившегося режима работы скважины (постоянство давления на контуре питания с заданной точностью). При этом может быть получен краткосрочный прогноз эффективности мероприятий по оптимизации работы скважин с плунжерном подъемником.

3. На основе анализа результатов апробации разработанной методики выбора рационального варианта компоновки скважинного оборудования с плунжерным подъемником при изолированном затрубном пространстве обоснована возможность проведения расчетов для псевдоустановившегося режима работы скважины. Для промышленной реализации методики разработано алгоритмическое обеспечение, позволяющее осуществить системный подход с учетом совокупности критериев, и соответствующий программный комплекс.

4. Результаты апробации методики выбора режимов работы и типоразмеров скважинного оборудования с плунжерном подъемником на скважинах Нижне-Омринского месторождения (республика Коми) показали высокую надежность и достоверность приведенных алгоритмов. Путем

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Алдамби Абдулла Али Ахмед, Москва

1. Алдамби А.А. Бравичев К.А. Симко Д.Л. Выбор способа эксплуатации скважин нефтяных оторочек газовых месторождений. НТЖ. "Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности" М.:ВНИИОЭНГ, 2001 вып.9-10, с.10-12

2. Алиев З.С. Эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. М.: 1992.

3. Амелин И. Д, Определение извлекаемых запасов нефти по характеристикам вытеснения с учетом эксплуатации залежей до предела рентабельности. Нефтяное хозяйство. ВНИИОЭНГ. М. 1982., № 5, ст. 7- 9.

4. Амелин И. Д., Андриасов Р. С., Гиматудинов Ш.К. и др., Эксплуатация и технология разработки нефтяных и газовых месторождений. М.: Недра. 1978.

5. Амелин И. П. Сургучев М.Л. Давыдов А.В., Прогноз разработки нефтяных залежей на поздней стадии, М.: Недра. 1994.

6. Баренблатт Г. И., Ентов В. М., Рыжик В. М, Теория нестационарной фильтрации жидкости и газа. М.: Недра, 1992.

7. Басниев К.С., Кочина И.Н., Максимов В.М. Подземная гидромеханика. М.: Недра. 1993.

8. Белов И.Г. Применение гидропакерного автоматического поршня. НТС "Нефтепромысловое дело", вып. 10, 1966, с.29-31.

9. И.Белов И.Г., Юнусов М.И. Принцип работы и область применения гидропакерного автоматического поршня. НТС "Нефтепромысловое дело", вып.7, 1968, с. 16-19.

10. Бузинов С.Н., Умрихин И.Д., Исследование нефтяных и газовых скважин и пластов, М.: Недра, 1984.

11. Бурдэ Д. и другие Усовершенствованный метод интерпретации гидродинамических исследований скважин. "Нефть, газ и нефтехимия за рубежом", № 9,1984., с. 5-10.

12. Бурдэ д., Витта Т.М. Дуглас А.А. и др., Новый метод эталонных кривых для исследования скважин. "Нефть, газ и нефтехимия за рубежом", №5. 1983, с.32-37.

13. Власов С. А. Дьяконов В. А. . Фомин А. В. , Хавкин А. Я. Расчеты влияния проницаемости неоднородности Покамасовского

14. Вычислительные методы в математической физике, геофизике и оптимальном управлении. Под редакцией Марчука Г. И. и Лионса Ж. JI. Новосибирск. Наука, сибирское отделение. 1978.

15. Гиматудинов Ш. К., Дунюшкин И. И., Нагорньый JI. А., Сборник лабораторных работ по курсу "Физика нефтяного пласта" М.: МИНГ. 1987.

16. Гиматудинов Ш. К., Н. Н. Дунюшкин, Зайцев В. М., Коротаев Ю. П. Левькин Е. В. Сахаров В. А. Разработка и эксплуатация нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. М.: Недра. 1988.

17. Гиматудинов Ш. К. Ширковский А. II. Физика нефтяного и газового пласта. М.: Недра. 1982.

18. Грон В.Г., Мищенко И.Т., Определение забойного давления в добывающих скважинах, оборудованных установками погружного центробежного насоса. М.:, 1993.

19. Грон В.Г., Расчет газожидкостных подъемников нефтяных скважин с применением ЭВМ. М.:, 1986.

20. Грон В.Г., Сахаров В.А., Исследование газожидкостного подъемника. М.:, 1986.

21. Джиембаева К.И., "Разработка методик технологических расчетов при эксплуатации скважин внутрискважинным газлифтом". Диссертация ГАНГ им. И.М. Губкина 1998.

22. Донцов К.М. Разработка нефтяных месторождений. М.: Недра. 1977.

23. Дунюшкин И. И., Мищенко И. Т., Расчёт основных свойств пластовых нефти при добыче и подготовке нефти. М.: МИНГ им. И.М. Губкина, 1982г.

24. Егоров П.И. "Особенности работы и условия применения плунжерного лифта в нефтяных скважинах" Диссертация г. Уфа. 1972.

25. Желтов Ю. П., Разработка нефтяных месторождений. М.: Недра, 1984.

26. Желтов Ю. П. Расчет процессов разработки нефтяных месторождений при упругом и водонапорном режимах. М.: МИНГ. 1977.

27. Зайцев Ю.В., Максутов Р. А., Чубанов О. В., и другие. Справочное пособие по газлифтному способу эксплуатации скважин. М.: Недра 1984.

28. Котяхов Ф.И., Физика нефтяных и газовых коллекторов. М.: Недра, 1977.

29. Кричлоу Г.Б., Современная разработка нефтяных месторождений -Проблемы моделирования., М.: Недра. 1979.

30. Лысенко В. Д., Мухарский Э.Д., Проектирование интенсивных систем разработки нефтяных месторождении. М.: Недра. 1975.

31. Лысенко В. Д., Разработка нефтяных месторождений, теория и практика. М.: Недра. 1996.

32. Лысенко В. Д., Теория разработки нефтяных месторождении. М.: Недра, 1993.

33. Максимов М.М., Рыбицкая Л.П. Математическое моделирование процессов разработки нефтяных месторождений. М.: Недра, 1976.

34. Маричев Ф.Н. Арнопольский Г.С. Греснев Н.П. Особенности бескомпрессорной газлифтной эксплуатации скважин Самотлорского месторождения. М.: ВНТН40НГ. РНТС сер. Нефтепромысловое дело. -1980г. №1

35. Меркулова П. Н., ГинзбургА. А., Графические методы анализа при добыче нефти. М.: 1986.

36. Мищенко И.Т., Кондратюк А.Т. Особенности разработки нефтяных месторождений с трудноизвлекаемыми запасами. Под ред. И.Т. Мищенко. М.: Нефть и газ,1996.

37. Мищенко И. Т., Расчеты в добыче нефти: учебное пособие для техникумов. М.: Недра. 1989.

38. Мищенко И. Т., Сахаров В. А., Грон В.Г., Богомольный Г. И., Сборник задач по технологии и технике нефтедобычи. М.: Недра. 1 984г. 272с.

39. Мищенко ИТ., Теоретические основы подъема жидкости из скважин. М.: 1979.

40. Муравьев В.М., Справочник мастера по добыче нефти. М.: Недра, 1975.

41. Муравьев И. М. Базлов М. Н., Жуков А. Н., Чернов Б.С. Технология и техника добычи нефти и газа. М.: Недра, 1971.

42. Несмеянов Д.В., Высоцкого И. В., Месторождения нефти и газа развивающих стран: Учеб. Пособие, М. Недра Изд-во УДН.

43. Нефтяные месторождения зарубежных стран. Под ред. Высоцкого И.В., М. Недра 1986.

44. Оптимизация работы газлифтных скважин в условиях прогрессирующего заводнения: Сахаров В.А., Воловодов А.В., Акопян Б.А. Обзорная информация. М.: ВНИИОНГ. Сер. "Нетепромысловое дело". 1989.

45. Оркин К.Г., Юрчук A.M., Расчеты в технологии и технике добычи нефти. М.: Недра, 1967.

46. Пал А. Силаш. Перемещающийся газлифт и плунжерный лифт два рациональных метода эксплуатации скважин. Азерб. НХ, №10, 1962, с.25-29.

47. Палий А.О., Режимы разработки нефтяных месторождений. М.: "Нефть и газ". 1998.

48. Перспективы развития газлифтной добычи нефти на месторождениях Западной Сибири. Захарченко Н.П., Маринин Н.С., Попов В.А, и др. //Проблемы нефти и газа Тюмени. НТС вып.55 - Тюмень. 1982.

49. Сборник задач по разработке нефтяных месторождений. //Учебное пособие для вузов/Ю.П. Желтов, И.Н. Стрижов, А.Б. Золотохин, В.М. Зайцев М.: Недра, 1985.

50. Справочная книга по добыче нефти./Под редакцией Гиматудонова Ш.К. М.: Недра, 1974.

51. Справочник по эксплуатации нефтяных месторождений. Перевод с английского. Том-1. М.: Недра. 1964.

52. Справочник по эксплуатации нефтяных месторождений. Перевод с английского. Том-2. М.: Недра. 1964.

53. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти. /Под общей редакцией Гиматудинова Ш.К., Андриасов Р.С., Мищенко И.Т., Петров А.И. и других. М.: Недра. 1983.

54. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Проектирование разработки. Под общей редакцией Гиматудинова Ш. К, Андриасов Р. С., Мищенко И. Т., Петров А. И. и других. М.: Недра. 1983.

55. Сургучев М.Л., Горбунов А.Т., Забродин Д.Л. и др. Методы извлечения остаточной нефти. М.: Недра. 1991.

56. Технология повышения нефтеотдачи пластов, Халимов Э.М. Леви Б.И., Дзюба В.И., Пономарев С.А. М.: Недра. 1984.120

57. Требин Ф.А. Фильтрация жидкостей и газов в пористых средах, М. Гостотехиздат, 1959.

58. Храмов Р.А., Персиянцев М.Н., Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений ОАО «ОРЕНБУРГНЕФТЬ», М.: Недра, 1999.

59. Чарный И.А., Подземная гидрогазодинамика М.: Гостоптехиздат. 1963.

60. Швидлер М., Леви Б. Одномерная фильтрация несмешивающихся жидкостей. М.: Недра. 1970.

61. Ширковскии А.И., Ермилов О.М., Ремизов В.В. Физика пласта, добыча и подъземное хранение газа. М.: 1996.

62. Щуров В.И., Технология и техника добычи нефти. М.: Недра. 1983.

63. Ministry of Oil& Mineral Resources, Oil exploration &Production Activity in the Republic of Yemen "Foundation (Athawabit) A Quarterly Journal of Culture, Development and Politics". VOL.18, OCT. DEC. 99. pp.88-123.

64. Зависимости относительных фазовых проницаемостей по нефти ино газу от нефтенасыщенности пласта

65. ОД 0,634 0,010 0,00733 0,6910,725 0,040 0,01320 0,6646 0,685 0,020 0,00970 0,6730,662 0,007 0,00589 0,6790,644 0,039 0,01170 0,5650 0,602 0,012 0,00681 0,580

66. Л 1. 0,582 0,004 0,00405 0,5830,657 0,035 0,01065 0,58420 0,622 0,022 0,00877 0,5540,0605 0,602 0,010 0,00610 0,5600,655 0,040 0,00960 0,461