Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Усовершенствование газодинамических методов исследования скважин Астраханского газоконденсатного месторождения

ВАК РФ 25.00.17, Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Изюмченко, Дмитрий Викторович

ВВЕДЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. ГЕОЛОГО-ПРОМЫСЛОВАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО АСТРАХАНСКОМУ ГАЗОКОНДЕНСАТНОМУ МЕСТОРОЖДЕНИЮ.

1.1. Краткая геологическая характеристика месторождения.

1.2. Начальное состояние системы. Пластовый состав, его особенности. Начальные давления, температуры.

1.3. Анализ работ в области проведения газогидродинамических исследований.

2. КРИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ ПРОМЫСЛОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ НА АГКМ.

2.1. Методы исследований скважин при стационарных режимах фильтрации.

2.2. Краткая теория и обоснование нового метода.

2.3. Технология газодинамических исследований скважин на АГКМ.

3. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИНТЕРПРЕТАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН АГКМ НА СТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМАХ ФИЛЬТРАЦИИ.

3.1.Алгоритм обработки результатов ГДИ проводимых на Астраханском ГКМ.

3.2.Теоретические основы и обработка результатов исследований скважин по степенной формуле.

4. ОСОБЕННОСТИ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН АГКМ ПРИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМАХ

ФИЛЬТРАЦИИ.

4.1.Обработка кривых восстановления давления скважин АГКМ.

4.2.Интерпретация кривой стабилизации давления скважин АГКМ.

5. ОБОРУДОВАНИЕ, ПРИБОРЫ И АППАРАТУРА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ НА СКВАЖИНАХ АСТРАХАНСКОГО ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ.

5.1. Глубинные приборы и оборудование для замера забойных давлений и температур.

5.2. Определение дебитов газа, конденсата и воды при газодинамических исследованиях скважин АГКМ.

5.3. Измерительный комплекс РГЖи его применение на АГКМ.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Усовершенствование газодинамических методов исследования скважин Астраханского газоконденсатного месторождения"

Проектирование разработки и дальнейшая эксплуатация месторождений углеводородного сырья производится в соответствии с Законом Российской Федерации «О недрах». Обязательным условием осуществления разработки месторождений является наличие необходимого объема качественной промысловой информации. В связи с этим огромную роль играет проведение и интерпретация газогидродинамических, геофизических и газоконденсатных исследований. Добычные возможности скважин прогнозируются на основе результатов исследований на стационарных и нестационарных режимах. Развитие и усовершенствование исследовательских методов влияет на уровень надежности проектных решений по отбору газа и сбережение пластовой энергии.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Астраханское газоконденсатное месторождение (АГКМ) уникально в своем роде как по запасам, так и по составу пластовой смеси (высокое содержание кислых компонентов H2S до 28% и С02 до 16%). Перспектива и актуальность темы настоящей работы заключается в том, что объемы добычи на Астраханском газоконденсатном месторождении на сегодняшний день составляют менее 0,5% от начальных балансовых запасов утвержденных ГКЗ и от правильной дальнейшей оценки состояния разработки месторождения и качественного определения ФЕС зависит экономическое благополучие целого региона. Если дополнить картину аномально высоким пластовым давлением, низкими фильтрационно-емкостными свойствами пород и схемой сбора продукции, при которой проведение газодинамических исследований (ГДИ) осуществляется через контрольный сепаратор в нескольких километрах от устья скважины (влияние шлейфа на качество исследований неизбежно), то становится понятным, почему на АГКМ необходима разработка особых технологий исследований и методов интерпретаций полученных результатов.

Применяемые на сегодня методы обработки результатов исследований в том виде, как они представлены в инструкциях и других источниках, невозможно применить в условиях АГКМ. Индикаторные кривые, построенные на основе данных исследований на стационарных режимах, не проходят через начало координат графической зависимости Р\аб от Q, поэтому дальнейшая обработка и нахождение фильтрационных параметров становится затруднительным. В работе предлагается решение данного вопроса, подтвержденное многолетними исследованиями на стационарных режимах.

Цель работы

Исследование и научное обоснование путей усовершенствования методов газодинамических исследований скважин для повышения эффективности изучения пластовой системы АГКМ, находящейся в аномальных горногеологических условиях.

Основные задачи исследований

1. На основании накопленных результатов теоретических, экспериментальных и промысловых исследований разработать, испытать и использовать на практике методы ГДИ и интерпретации их результатов для условий АГКМ.

2. Обосновать применяемую модель пластовой системы, учитывающую особенности трещиновато-порового коллектора месторождения.

3. Разработать технологию проведения газодинамических исследований на квазистационарных режимах, учитывая принцип изохронности и длительность времени стабилизации.

4. Определить продуктивные характеристики и фильтрационно-емкостные свойства (ФЕС) пластовой системы по результатам интерпретации материалов испытаний скважин на псевдостационарных режимах степенной зависимостью.

Теоретической основой диссертации являются законы фильтрации пластового флюида.

Методы исследований.

Поставленные в работе задачи решены путем промыслово-экспериментальных исследований с использованием комплекса для проведения ГДИ, который включает в себя контрольные сепараторы УШИ , расходомер РГЖ-001. Обработка результатов исследований и оценка их применимости и точности производилась с использованием единой базы данных газодинамических исследований АГКМ, разработанной и внедренной при непосредственном участии автора.

Научная новизна

Впервые в практике контроля за продуктивными характеристиками газоконденсатных скважин автором предложен, обоснован и испытан в условиях АГКМ модифицированный метод монотонно-ступенчатого изменения дебитов для скважин, вскрывших низкопроницаемые коллектора. Предложенное автором научно-техническое решение позволяет нивелировать влияние шлейфа скважин при значительном удалении контрольного сепаратора от устья скважины, обусловленное схемой сбора пластовой продукции. Установлены эмпирические зависимости между фильтрационным коэффициентом С степенной формулы и параметрами пласта применительно к условиям АГКМ.

Защищаемые положения

1. Модифицированный метод монотонно-ступенчатого изменения дебитов для условий Астраханского газоконденсатного месторождения.

2. Обоснование продолжительности достижения квазистационарного режима фильтрации при применении модифицированного метода монотонно-ступенчатого изменения дебитов.

3. Теоретическое обоснование применения динамического пластового давления при обработке данных ГДИ квадратичной зависимостью.

4. Вывод эмпирических зависимостей коэффициентов степенной формулы выражающих фильтрационно-емкостные свойства пласта при обработке результатов газодинамических исследований.

5. Способ интерпретации кривых восстановления давления (КВД) по модели П.Полларда применительно к АГКМ.

Практическая значимость результатов исследования

Выполненные исследования позволили получить усовершенствованный метод испытания скважин. Использование результатов интерпретации исследований скважин позволяет повысить точность моделирования Астраханского месторождения, достоверность принимаемых решений в процессе разработки и обеспечивает возможность прогнозирования числа эксплуатационных скважин.

Данные исследования направлены на решение конкретных практических проблем и задач, возникающих в процессе проектирования и разработки Астраханского газоконденсатного месторождения и других газоконденсатных месторождений с низкопроницаемым коллектором сложного строения. Результаты работы использованы при составлении и вошли в проект разработки Астраханского ГКМ.

Апробация результатов исследования

Основные положения диссертационной работы доложены на: научно-технических советах предприятия; конференции молодых специалистов, посвященной 50-летию ВНИИГАЗа, Москва, 1999г.

Ill Всероссийской конференции ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России, Москва, 1999г. Международной конференции по проблемам добычи и переработки нефти и газа в перспективе международного сотрудничества ученых Каспийского региона, Астрахань, 2000г. конференции молодых специалистов, посвященной 300-летию горного дела в России, Москва, 2001г.

Публикации

Основное содержание диссертационной работы изложено в 11 печатных работах.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и приложений, содержит 114 страниц машинописного текста, 32 рисунка и 15 таблиц, список литературы из 65 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений", Изюмченко, Дмитрий Викторович

выводы.

1. Разработан модифицированный метод монотонно-ступенчатого изменения дебитов со стабилизацией давления в газоконденсатопровод. Настоящий метод позволяет производить исследования скважин АГКМ на квазистационарных режимах. Результаты испытаний обрабатываются с использованием специальной методики и прикладных программ.

2. Обосновано применение и вычисление пластового динамического давления, в результате интерпретации индикаторных линий полученных при исследованиях на стационарных режимах фильтрации. Пластовое динамическое давление устанавливается между блоками и трещинами продуктивной толщи в процессе исследования на режиме. Данные газодинамические особенности поведения фильтрационной системы на АГКМ подтверждаются результатами исследований скважин на стационарных и нестационарных режимах.

3. Усовершенствован алгоритм интерпретации результатов исследований на псевдостационарных режимах, позволяющий выполнять обработку со сложной, неоднозначной аппроксимацией экспериментальных точек индикаторной линии. В данном алгоритме предложено использовать степенную зависимость при обработке результатов исследований. На основе проведенных расчетов найдена эмпирическая зависимость между коэффициентом степенного уравнения и параметрами пласта.

4. Изучены особенности дренирования низкопроницаемых карбонатных коллекторов на основе анализа кривых восстановления забойного давления скважин и кривых стабилизации давления и дебита.

5. Подтверждена эффективность использования комплекса РГЖ-001 для газогидродинамических исследований на псевдостационарных режимах. Физические принципы, заложенные в разработку, могут быть реализованы практически как для любых конкретных месторождений, так и в разработке универсального расходомера для большинства нефтяных и газоконденсатных месторождений.

Результаты определения начальных пластовых давлений на скважинах АГКМ

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Изюмченко, Дмитрий Викторович, Москва

1. А.И. Гриценко, З.С. Алиев, О.М. Ермилов, В.В. Ремизов, Г.А. Зотов. Руководство по исследованию скважин - М.: Наука, 1995, - 523с.

2. Г.А. Зотов, С.М. Тверковкин Газогидродинамические методы исследованийгазовых скавжин М.: Недра, 1970, - 192с.

3. Ю.П. Коротаев. Определение параметров пласта и энергосберегающего дебита с учетом верхней границы применимости закона Дарси./Отраслевой сборник научных трудов М.: ВНИИЭГАЗПРОМ, 1990, -с.90 - 109

4. Т.Д. Голф-Рахт. Основы нефтепромысловой геологии и разработки трещиноватых коллекторов. М.: Недра, 1986, - 607с.

5. В.И. Лапшин. Особенности интерпретации результатов газодинамических исследований скважин Астраханского ГКМ / в кн. Проблемы комплексного освоения Астраханского газоконденсатного месторождения. Астрахань, 1987.

6. Ю.П. Коротаев. Избранные труды т.1 М.: Недра, 1996, - 606с.

7. Г.А. Зотов. Методика газодинамических исследований горизонтальных газовых скважин. М.:ОАО «Газпром», ООО «ВНИИГАЗ», 2000, - 114с.

8. Р.И. Вяхирев, Ю.П. Коротаев. Теория и опыт разработки месторождений природных газов. М.: Недра, 1999, - 412с.

9. К.С. Басниев, A.M. Власов, И.Н. Кочина, В.М. Максимов. Подземная гидравлика. М.: Недра, 1986, - 303с.

10. Ю.Корота'ев Ю.П., Ширковский А.И. Добыча, транспорт и подземное хранение газа. -М.:Недра, 1984,- 484с.

11. Инструкция по комплексному исследованию газовых и газоконденсатных пластов и скважин / Под. Ред. Г.А.Зотова, З.С.Алиева. -М.: Недра, 1980, -301с.

12. Елфимов В.В., Масленников А. И., Лапшина А.А., Калачихина Ж.В. Аналитическое определение забойных давлений по эксплуатационным скважинам Астраханского ГКМ. Научные труды АНИПИгаз. Астрахань, ИПЦ «Факел», ООО «Астраханьгазпром»., 2000, с. 33 - 37.

13. Перепеличенко В.Ф., Билалов Ф.Р., Еникеева М.И., Левченко B.C., Потапов А.Г., Шилин А.В. Разработка нефтегазоконденсатных месторождений Прикаспийской впадины -М.: Недра, 1994, 364с.

14. Перепеличенко В.Ф. Компонентоотдача нефтегазоконденсатных залежей. -М.: Недра, 1990,-272с.

15. Геохимические особенности нефтегазоносности Прикаспийской впадины. Труды ВНИГНИ / Под. ред. К.В.Фомкина -М: Недра, 1985, 265с.

16. Гвоздев Б.П., Гриценко А.И., Корнилов А.Е. Эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений: Справочное пособие М.: Недра, 1988, -575с.

17. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике М., 1998, - 864с.

18. Мирзаджанзаде А.Х., Ковалев А.Г., Зайцев Ю.В. Особенности эксплуатации месторождений аномальных нефтей М.: Недра, 1972, 200с.19.3акиров С.Н. Разработка газовых, газоконденсатных и нефтегазоконденсатных месторождений М.: Струна, 1998, 628с.

19. Хисамов Р.С., Сулейманов Э.И., Фархуллин Р.Г., Никашев О.А., Губайдуллин А.А., Ишкаев Р.К., Хусаинов В.М. Гидродинамические исследования скважин и методы обработки результатов измерений М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2000, 228с.

20. Кривоносое И.В., Балакиров Ю.А. Освоение исследование и эксплуатация многопластовых скважин М.: Недра, 1975, 168с.

21. Черных В.А. Гидромеханика нефтегазодобычи М.: ВНИИГАЗ, 2001, 277с.

22. Бузинов С.Н., Умрихин И.Д. Исследование нефтяных и газовых скважин и пластов М.: Недра, 1984, 268с.

23. Еникеева М.И., Перепеличенко В.Ф. Моделирование многофазной фильтрации методом Монте-Карло// Технология строительства скважин в сложных условиях Прикаспийского региона М. : 1990, - с.79-86.

24. Ширковский А.И. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений: -М.: Недра, 1986.

25. Астраханское месторождение: исследование фазового состояния пластовых смесей / В.И. Лапшин, Г.Р. Гуревич, А.И. Брусиловский и др. Газовая промышленность, 1987, № 10, с. 46-48.

26. Перемышцев Ю.А., Зотов Г.А., Степанов Н.Г. Теория и опыт использования степенной формылы для обработки результатов испытаний газовых скважин. М.: ООО «ВНИИГАЗ», 1999.

27. Генезис Астраханского газоконденсатного месторождения и возможное фазовое состояние углеводородов / O.K. Навроцкий, Ф.Л. Федоров, И.М. Сидоров и др. Советская геология, 1983, №7, с.13-19.

28. Гуревич Г.Р., Леонтьев И.А., Непомнящий Л.Я. Влияние неуглеводородных компонентов на величину давления начала конденсации.- Газовая промышленность, 1982, № 9, с.23-24.

29. Добрынин В.М. Физические свойства нефтегазовых коллекторов в глубоких скважинах. М.: Недра, 1985.-.с.

30. Николаевский В.Н., Басниев К.С., Горбунов А.Т., Зотов Г.А. Механика насыщенных пористых сред. М.: Недра, 1970.-.с.

31. Воды нефтяных и газовых месторождений СССР: Справочник /Под редакцией Л.М. Зорькина.- М.: Недра, 1989. 382 с.

32. Рачинский М.З. Конденсационные воды газовых и газоконденсатных залежей. -М.: Недра, 1981. 84 с.

33. О.И.Серебряков. Режим разработки Астраханского ГКМ // Газовая промышленность. 1997 г. - N11. - с. 30-31.

34. Степанова Г.С., Зайцев И.Ю., Бурмистров А.Г. Разработка сероводородо-содержащих месторождений углеводородов. М.: Недра, 1986. - 163 с.

35. Многофазная расходометрия газонефтедобычи. Бесконтактный расходомер газожидкостных потоков РГЖ-001 // Развитие научно-технического творчества и топливно-энергетического комплекса: Тезисы докладов семинара. М., 1998 - С.48-50.

36. Методическое руководство по гидрогеохимическому контролю за за обводнением газовых и газоконденсатных месторождений. М.: Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов (ВНИИГАЗ), 1995.-90 с.

37. Зайцев И. Д., Асеев Г.Г. Физико-химические свойства бинарных и многокомпонентных растворов неорганических веществ. М.: Химия, 1988. - с. 416.

38. Сулин В.А. Гидрогеология нефтяных месторождений. М.: ГОСТОПТЕХИЗДАТ, 1948. - 474 с.

39. В.И.Лапшин, Н.И.Воронин, Е.Ф.Лактюшина. Особенности состояния системы залежь-контурные воды для Астраханского месторождения // Геология нефти и газа. 1989 г. - N 12. - с. 26-28.

40. Уточненный проект разработки Астраханского месторождения на период 1996-2005 гг. (составленный ВНИИГАЗом. Протокол №17-р196 от 16.05.96 г.).

41. Фондовые материалы предприятия «Астраханьгазпром».

42. Маскет М. Физические основы технологии добычи нефти.-М.:Гостоптехиздат, 1953.-607 с.

43. Многомерная и многокомпонентная фильтрация: Справочное пособие./ С.Н.закиров, Б.Е.Сомов, В.Я.Гордон и др.-М.:Недра, 1988.-335 с.

44. Николаевский В.Н. Конвективная диффузия в пористых средах.//ПММ, вып.6, 1959.

45. Ромм Е.С. Фильтрационные свойства трещиноватых горных пород- М.: Недра 1966.-283 с.

46. Ширковский А.И. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. М.:- Недра, 1987.-309 с.

47. Шмыгля П.Т. Разработка газовых и газоконденсатных месторождений. -М.: Недра, 1967.-260 с.

48. Бесконтактный расходомер газожидкостных потоков РГЖ-001 ./Научно-технический журнал «Наука и технология углеводородов»№4 2001 г.Москва. с. 129-133.

49. СТП -4819795 АНИПИгаз, 1987г.

50. Baillie С., Wichert Е. Chart gives hydrate formation temperature for natural gas. Oil and gas. 1987, Aprel 6. Vol. 85 № 14.

51. Pollard P. Evaluation of Ocid treatment from Pressure Bild up analyses // Petr.Techn. 1959, March. Vol.11.