Определение основных технологических параметров пароциклического воздействия на пласт с учётом тепловых потерь по стволу скважины
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2023.16.4.34Ключевые слова:
пароциклическая обработка скважины, способы увеличения нефтеотдачи, уравнения механики многофазных систем, механика сплошной среды, оптимизация технологических параметров, метод ЭйлераАннотация
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.
Скачивания
Библиографические ссылки
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.
###
Eremin N.A. Digital technologies of extraction of unconventional oil reserves. Izv. TulGU. Nauki o Zemle – Izvestiya TulGU, 2022, no. 2, pp. 255-270.
Shaken M.S., Zhiyengaliyev B.Y., Mardanov A.S., Dauletov A.S. 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. 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
Gilmanov A.Ya., Shevelev A.P. Evaluation of the influence of a dimensionless limiting pressure gradient on the deviation of filtration from the classical law. Vychisl. mekh. splosh. sred – Computational continuum mechanics, 2021, vol. 14, no. 4, pp. 425-433. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2021.14.4.35
Pavlov D.A., Peshcherenko S.N. Peculiarities of hydrodynamics of pumps for the extraction of high-viscosity oil. Vychisl. mekh. splosh. sred – Computational continuum mechanics, 2019, vol. 12, no. 2, pp. 175-184. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2019.12.2.15
Sharkova A.V., Volgapkina A.A. Economic analysisof increased oil recovery methods. Nauchnyye trudy VEO Rossii – Proceedings of the Free Economic Society of Russia, 2022, vol. 235, no. 3, pp. 368-380. https://doi.org/10.38197/2072-2060-2022-235-3-368-380
Rutenko E.G. Main trends in the use of chemical methods to increase oil recovery in the development of Russian oil fields. Luchshaya nauchnaya stat’ya 2020: Sb. statey XXXVI Mezhdunarodnogo nauchno-issledovatel’skogo konkursa [Best scientific article 2020: Proc. of the XXXVI International Research Competition], Penza, July 30, 2020. Penza, Nauka i Prosveshcheniye (IP Gulyayev G.Yu.), 2020. Pp. 9-13
Grushevenko E. Perspektivy razvitiya tretichnykh MUN v mire i v Rossii [Prospects for the development of tertiary MOONs in the world and in Russia]. Skolkovo Moscow School of Management, 2021. 40 p.
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. 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. 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. 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. 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
Davletov M.Sh., Zhenisov A.J., Safiullin R.I. Improving the system for the development of super-viscous oil deposits. Bulatov readings, 2020, pp. 167-169.
Vishnumolakala N., Zhang J., Ismail N.B. 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. Proc. of the SPE Western Regional Meeting. Bakersfield, California, USA, April 26-28, 2022. SPE-209328-MS. https://doi.org/10.2118/209328-MS
Savchik M.B., Ganeeva D.V., Raspopov A.V. Improving the efficiency of parocyclic treatments of wells in the Verkhnepermskaya deposit of the Usinsky field based on a hydrodynamic model. Bulletin of PNRPU. Geology. Oil and gas and mining, 2020, vol. 20, no. 2, pp. 137-149. https://doi.org/10.15593/2224-9923/2020.2.4
Yudin E., Lubnin A., Lubnina E., Zavyalova N., Zavyalov I. Proc. of the SPE Russian Petroleum Technology Conference. Moscow, Russia, October 15-17, 2018. SPE-191608-18RPTC-MS. 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, pp. 1613-1623. https://doi.org/10.2118/1578-PA
Fedorov K.M., Shevelev A.P., Andreyev V.E., Kotenev Yu.A., Badretdinov S.S., Shakirov A.I., Ismatilov O.Z. Metodika rascheta i optimizatsiya parogazotsiklicheskogo vozdeystviya na prizaboynuyu zonu plasta [Method of calculation and optimization of steam-gas-cyclical impact on the bottom-hole zone of the formation]. Izv. vuzov. Neft’ i gaz – Oil and Gas Studies, 2005, no. 3, pp. 42-49.
Fedorov K.M., Shevelev A.P. Raschet teplovykh poter’ pri zakachke nasyshchennogo para v skvazhinu [Calculation of heat losses during injection of saturated steam into the well]. Izv. vuzov. Neft’ i gaz – Oil and Gas Studies, 2005, no. 4, pp. 37-43.
Marx J.W., Langenheim R.H. Reservoir heating by hot fluid injection. Trans., 1959, vol. 216, pp. 312-315. https://doi.org/10.2118/1266-G
Gubaidullin D.A., Nikiforov A.I., Sadovnikov R.V. Identification of permeability tensors of a heterogeneous anisоtrоpic fractured porous reservoir. Vychisl. mekh. splosh. sred – Computational continuum mechanics, 2011, vol. 4, no. 4, pp. 11-19. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2011.4.4.35
Siraev R.R. Fluid transport in Forchheimer porous medium with spatially varying porosity and permeability. Vychisl. mekh. splosh. sred – Computational continuum mechanics, 2019, vol. 12, no. 3, pp. 281-292. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2019.12.3.24
Piven V.F., Lekomtsev D.G. Numerical modeling of the performance of a well with an arbitrary piecewise-smooth external boundary in an anisotropic heterogeneous reservoir. Vychisl. mekh. splosh. sred – Computational continuum mechanics, 2022, vol. 15, no. 2, pp. 223-233. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2022.15.2.17
Piven V.F., Lekomtsev D.G. Analytical and numerical modeling of the operation of a perfect well in an anisotropic homogeneous soil formation. Vychisl. mekh. splosh. sred – Computational continuum mechanics, 2016, vol. 9, no. 4, pp. 389 399. https://doi.org/10.7242/1999-6691/2016.9.4.32
Gilmanov A.Ya., Kovalchuk T.N., Shevelev A.P. Physical and mathematical modeling of steam-cyclical effects on oil reservoirs. Vestnik TyumGU. Fiziko-matematicheskoye modelirovaniye. Neft’, gaz, energetika – Tyumen State University Herald. Physical and Mathematical Modeling. Oil, Gas, Energy, 2020, vol. 6, no. 1(21), pp. 176-191. https://doi.org/10.21684/2411-7978-2020-6-1-176-191
Fedorov K.M., Shevelev A.P., Gilmanov A.Ya., Kovalchuk T.N. Optimization of technological parameters for cyclic steam stimulation of oil reservoirs. Vestnik TyumGU. Fiziko-matematicheskoye modelirovaniye. Neft’, gaz, energetika – Tyumen State University Herald. Physical and Mathematical Modeling. Oil, Gas, Energy, 2020, vol. 6, no. 2(22), pp. 145-161. https://doi.org/10.21684/2411-7978-2020-6-2-145-161
Chekalyuk E.B. Termodinamika neftyanogo plasta [Thermodynamics of the oil reservoir]. Moscow, Nedra, 1965. 232 p..
Altshul A.D. Hydraulic resistances. Moscow, Nedra Publishing House, 1982. 224 p.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 1970 Вычислительная механика сплошных сред

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.