Исследование термобарических условий работы добывающих скважин с учётом изменения свойств флюидов: на примере нефтяных месторождений Волгоградской области
![Диссертация: Исследование термобарических условий работы добывающих скважин с учётом изменения свойств флюидов: на примере нефтяных месторождений Волгоградской области](https://gugn.ru/work/5226126/cover.png)
Практическая значимость работы заключается в том, что, пользуясь разработанными в диссертации методиками, возможно решение ряда важнейших промысловых задач: оптимизация работы подъёмников, погружного оборудования и различных элементов системы сбора и подготовки нефти с учётом изменяющихся свойств нефти и газа, давления и температуры. На основании предложенных решений возможно построение карт… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Классификация, анализ и точность расчётных методов распределения давления в подъёмниках добывающих скважин
- 1. 1. Теотетические основы классификации расчётных методов распределения давления
- 1. 2. Некоторые методы расчёта распределения давления
- 1. 2. 1. Метод Ф. Поэтмана — П. Карпентера
- 1. 2. 2. Метод X. Азиза, К. Фортемса и А. Саттари
- 1. 2. 3. Метод В. Г. Грона — И. Оркишевского
- 1. 2. 4. Метод А.П. Крылова
- 1. 2. 5. Метод Ю. П. Коротаева
- 1. 2. 6. Метод А. П. Крылова, Г. С. Лутошкина
- 1. 2. 7. Метод Г. С Лутошкина, В. Н. Беленького и Н.И.Никитиной
- 1. 2. 8. Метод Н.Н. Репина
- 1. 2. 9. Метод Г. Б. Уоллиса
- 1. 2. 10. Метод И. М. Муравьева, Р. Ш. Шакирова и А.Т. Тимашева
- 1. 2. 11. Метод Б.Д. Нагулы
- 1. 2. 12. Метод А. Л. Подио, М. Ж. Тарийона и И.Т. Робертса
- 1. 2. 13. Метод В. А. Мишарина И К.С.Юсупова
- 1. 2. 14. Метод В. Г. Грона и И.Т. Мищенко
- 1. 3. Теоретические основы и практические результаты исследования скважин через затрубное пространство
- 1. 3. 1. Аналитический метод
- 1. 3. 2. Метод расчёта с использованием эталонной кривой распределения давления и специальных графиков
- 1. 3. 3. Основы исследования скважин путём измерения динамического уровня
- 1. 3. 4. Результаты исследования скважины № 586 Ромашкинского месторождения через затрубное пространство
- 1. 3. 4. 1. Расчёт по аналитической зависимости
- 1. 3. 4. 2. Расчёт по эталонной кривой
- 1. 3. 4. 3. Расчёт с помощью специальных графиков
- 1. 4. Сопоставление расчётного (по В.Г. Грону) и экспериментального распределения в подъёмниках
- 1. 5. Точность методик по расчёту распределения давления в различных элементах исследуемой системы
- 2. 1. Алгоритм расчёта распределения давления в подъёмнике
- 2. 2. Алгоритм расчёта распределения давления в затрубном пространстве
- 2. 3. Расчёт распределения давления в интервале «приём насоса — забой скважины»
- 3. 1. Состояние изученности температурного режима работы добывающих скважин
- 3. 1. 1. Решение уравнения теплопроводности с конвективным членом
- 3. 1. 2. Обобщение экспериментальных данных
- 3. 2. Результаты экспериментальных исследований температурных режимов добывающих скважин некоторых месторождений Волгоградской области
- 3. 3. Адаптация зависимости (3.14) к условиям некоторых месторождений Волгоградской области
- 3. 3. 1. Первое приближение
- 3. 3. 2. Второе приближение
- 4. 1. 1. Экспериментальное определение некоторых свойств пластовых флюидов (PVT — и хроматографические исследования)
- 4. 1. 2. Расчётные методы
- 4. 1. 2. 1. Решение на основе фазовых соотношений (нефть-нефтяной газ)
- 4. 1. 2. 2. Необходимая исходная информация
- 4. 2. Эмпирический метод М.Д. Штофа
- 4. 3. Полуэмпирический метод И. И. Дунюшкина и И.Т. Мищенко
- 4. 4. Корреляционный метод В.О. Палия
- 4. 5. Разработка методики расчёта свойств нефти и газа
- 4. 5. 1. Адаптированная методика расчёта основных свойств нефти
- 4. 5. 2. Результаты расчёта основных свойств нефти по адаптированной методике
- 4. 6. Расчёт основных свойств нефти и газа Памятно-Сасовского месторождения по адаптированной методике при пластовой температуре
- 4. 7. Расчёт объёма выделяющегося из нефти газа при изменяющейся в подъёмнике температуре
Исследование термобарических условий работы добывающих скважин с учётом изменения свойств флюидов: на примере нефтяных месторождений Волгоградской области (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
По мере истощения сравнительно легко извлекаемых запасов нефти в мире и увеличения спроса нефти на международном рынке перед нефтяными компаниями встает задача: как обеспечить спрос предложениями. В связи с тем, что огромные запасы нефти в мире становятся все более трудно извлекаемыми, — для их добычи требуются значительные затраты энергии и материальных ресурсов. В связи с этим необходимы поиски методов повышения эффективности добычи нефти за счёт прогрессивных технологических процессов, снижения энергоемкости производства и повышения точности расчёта всех элементов добывающей системы.
Добывающая система состоит из различных элементов, законы работы которых существенно различаются и исследование такой системы представляет сложную задачу. Работа этой системы характеризуется изменением давления, температуры и свойств добываемой продукции не только за счёт фазовых превращений её, но и за счёт особенностей гидродинамических характеристик. Термобарические условия работы добывающих скважин весьма многообразны и разнообразны, а эффективность процесса добычи нефти в решающей степени определяется именно термобарическими условиями.
Закономерности изменения давления и температуры в различных элементах системы, а также свойств добываемой продукции, определяют энергетическую эффективность всего процесса добычи нефти, и в связи с этим исследование термобарических условий работы добывающих скважин является актуальной задачей.
Современные технические средства добычи нефти, обладая высокими параметрами по объёму добываемой нефти и создаваемому давлению, в значительной степени сократили возможности приборного определения важнейших технологических характеристик работающих скважин.
В этих условиях расчётные методы распределения давления и температуры в различных элементах системы: подъёмник, затрубное пространство, интервал «забой — приём погружного оборудования» становятся первостепенными.
Исходя из вышеизложенного, становится понятной актуальность исследования термобарических условий работы добывающих скважин с учётом изменения свойств продукции, выполненного на примере нефтяных месторождений Волгоградской области, одним из наиболее интересных среди которых является Памятно-Сасовское.
Основными целями исследования являются:
1. Анализ существующих основных методов расчёта распределения давления в подъёмниках добывающих скважин, их классификация и оценка точности расчётов с их использованием в сравнении с экспериментальными данными конкретных месторождений.
2. Разработка комплексной методики расчёта распределения давления в различных элементах добывающей системы: подъёмник, затрубное пространство, интервал «забой-приём погружного оборудования».
3. Исследование температурных режимов работы добывающих скважин Памятно-Сасовского месторождения и получение зависимости для расчёта распределения температуры по глубине скважины.
4. Разработка методики расчёта основных свойств пластовой нефти, учитывающей содержание метана в составе нефтяного газа более 60%.
В диссертации изложены основные результаты, полученные автором, исходя из поставленных целей и в соответствии со следующими задачами:
1. На основании анализа методов расчёта распределения давления в подъёмниках и истинного газосодержания выбор наиболее точных из них с разработкой комплексной методики расчёта распределения давления в различных элементах системы для месторождений Волгоградской области.
2. Анализ характера распределения температуры на месторождениях Волгоградской области по результатам экспериментальных исследований, установление причины изменения градиента температуры по длине подъёмника и получение зависимости для расчёта температуры при двухинтервальном её изменении.
3. Сбор, обработка и обобщение справочных данных по свойствам нефтей с содержанием в выделившемся газе более 60% метана, что связано с ограничениями известных методов расчёта свойств нефти.
4. Разработка универсальной методики расчёта основных свойств нефтей без ограничения содержания метана в выделяющемся газе.
Научная новизна выполненных исследований связана с построением комплексной методики расчёта распределения давления в различных элементах добывающей системы, в том числе и по результатам измерения динамического уровня, а также с учётом накопления или ненакопления воды в интервале «забой-приём погружного оборудования». Такое исследование выполнено впервые.
На основании обобщения и обработки экспериментального материала по термобарическим условиям работы добывающих скважин Волгоградской области получены новые зависимости для расчёта распределения температуры по длине скважины, учитывающие фазовые превращения в процессе движения флюидов в скважине.
Впервые разработана методика расчёта основных свойств нефти и газа при изменении термобарических условий по длине подъёмника, которая не накладывает ограничений на состав выделяющегося из нефти газа (все известные методики пригодны для нефтей, в составе которых выделяющийся газ содержит не более 60% метана).
Практическая значимость работы заключается в том, что, пользуясь разработанными в диссертации методиками, возможно решение ряда важнейших промысловых задач: оптимизация работы подъёмников, погружного оборудования и различных элементов системы сбора и подготовки нефти с учётом изменяющихся свойств нефти и газа, давления и температуры. На основании предложенных решений возможно построение карт изобар по данным измерения динамического уровня, максимизация дебита добывающих скважин за счёт создания условий ненакопления воды в интервале «забой-приём», а также минимизировать энергетические затраты на процесс добычи нефти.
Все полученные в диссертации результаты апробированы в течение 20 052 006 годов на месторождениях Волгоградской области.
Основные выводы.
1. В работе произведён анализ, классификация и оценка точности многочисленных методик распределения давления в различных элементах добывающей системы (в сопоставлении с экспериментально полученными данными), на основании которых определены наиболее точные из них. По результатам проведённых исследований составлена комплексная методика расчёта распределения давления в различных элементах добывающей системы (подъёмник, затрубное пространство, интервал «забой — приём погружного оборудования»), рекомендуемая для месторождений Волгоградской области, и позволяющая проводить расчёты с допустимой погрешностью.
2. На основании исследования температурных режимов работы и анализа характера распределения температуры в добывающих скважинах Памятно-Сасовского месторождения установлена причина изменения градиента температуры вдоль подъёмника и получены эмпирические зависимости (в первом и втором приближении: для моноградиентного и двухинтервального распределения температуры) для расчёта распределения температуры по глубине скважины, рекомендуемые для практического использования.
3. В результате обработки и обобщения справочных материалов по свойствам пластовых нефтей более 25 месторождений разработана универсальная методика расчёта основных свойств нефти и газа при изменении термобарических условий по длине подъёмника, которая не накладывает ограничений на состав выделяющегося из нефти газа, что существенно расширяет область её практического использования в сравнении с известными методиками.
4. На основании выполненных исследований нефтяным территориальным производственным предприятиям Волгоградской области рекомендуется использовать разработанные расчётные методики в практической деятельности.
Список литературы
- Мищенко И. Т. Скважинная добыча нефти: Учебное пособие для вузов. — М.: ФГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2003.-816 с.
- Poettman F. Н., Carpenter P. G. The Multiphase Flow of Oil, Gas and Water through Vertical Flow Strings, Drilling Prod. Pract., 1952, p. 257.
- Orkeszewski J. Predicting Two Phase Pressure Drops in Vertical Pipe, JPJ, June, 1967, p. 829−838.
- Крылов А. П. Потери трения и скольжения при движении жидкости и газа по вертикальным трубам//Нефтяное хозяйство, 1935, № 8, с 35−42.
- Коротаев Ю.П. Влияние жидкости на движение газа по вертикальным трубам.// Тр. ВНИИГаза. М.: Гостехиздат.1958 -вып. 2, с 48−67.
- Крылов А.П., Лутошкин Г. С. Изучение гидравлических сопротивлений и удельного веса смеси при работе воздушных подъёмников в лабораторных условиях// Труды ВНИИ, вып XIII, 1958, с 9−19.
- Лутошкин Г. С. Беленький В.Н., Никитина Н. И. исследование движения газожидкостных смесей по затрубному пространству. Тр. ВНИИ. Вопросы техники добычи нефти, Гостоптехиздат 1958. с 30−37
- Репин Н. Н. Основные закономерности движения многокомпонентных смесей и их приложение в фонтанной и газлифтной добыче. Дис. Д.т.н. -М.: 1967−339 с
- Гибадуллин И.Р., Минигазимов М. Г., Батыров Х. М. Об аналитическом методе определения давления у приёма насоса в нефтяных скважинах, -труды ТатНИПИнефть, Куйбышев, 1971. вып 19. с 159−165.
- Podio A.L., Tarrillion M.J., Roberts Е.Т. Laboratory work improves calculations. O&G journal Aug. 25, 1980.
- Каган Я.М., Камалов P.P. и др. Плотность газонефтяной смеси в затрубном пространстве скважин, оборудованных погружными центробежными насосами. Нефтепромысловое дело. 1984, № 8, с 14−17.
- Муравьёв И.М., Шакиров P. LLL, Тимашев А. Т. Скорость движения пузырьков газа в затрубном пространстве насосных скважин и давление газированного столба жидкости. Нефтяное зозяйство, 1967, № 9, с 55−58.
- Репин Н. Н., Еникеев В. Р. Валишин Ю. Г. О характере распределения давления в затрубном пространстве глубинонасосных скважин. В сб. технология и техника нефтедобычи. Уфа 1965. с. 35−38.
- Нагула В.Д., Мартиросян В. Б., Белогородцев Г. П. Распределение давления в затрубном пространстве при механизированном способе эксплуатации скважин. Нефтяное хозяйство, 1986. № 5, с 51−54.
- Грон В.Г., Мищенко И. Т. Определение забойного давления в добывающих скважинах оборудованных УЭЦН, М.: 1993.128 с.
- Ишемгушин С.Б. Вопросы эксплуатации и исследования работы скважин оборудованных штанговыми глубинными насосами на промыслах Татарии. Дисс. на соискание учёной степени кандидата технических наук. Тюмень. 192 с. 1973.
- Мищенко И.Т., Окунев Д. В. Расчёт распределения давления в добывающих скважинах Памятно-Сасовкого месторождения. ИАЖ «Нефть, газ и бизнес», № 6, 2003 г. С 41−43.
- Мищенко И.Т. Теория и практика механизированной эксплуатации скважин с вязкими многофазными флюидами, МИНХ и ГП им. И. М. Губкина (1984).Диссертация на соискание степени д.т.н. 425 с. 1984.
- Мищенко И.Т., Окунев Д. В. Распределение температуры в добывающих скважинах Памятно-Сасовского месторождения. ИАЖ «Нефть, газ и бизнес», № 10,2006 г.
- Дунюшкин И. И., Мищенко И. Т. Расчёт основных свойств пластовых нефтей при добыче и подготовке нефти. М.: МИНХ и ГП им. И. М. Губкина, 1982.-79 с.
- Мищенко И.Т., Окунев Д. В. Адаптированная методика расчёта основных свойств пластовой нефти и газа. ИАЖ «Нефть, газ и бизнес», № 9,2006 г.
- Справочная книга по добыче нефти//Под ред. Ш. К. Гиматудинова. -М.: Недра, 1974.-704 с.
- Авдонин Н.А., Буйкис А. А. Изменение температуры жидкости при её движении по стволу скважины. В кн: Термические методы увеличения нефтеотдачи и геотермология нефтяных месторождений. М.: ВНИИОНГ, 1967, с56−58.
- Баранов А.В. Определение коэффициента теплопередачи в скважинах. Нефтепромысловое дело, 1968, № 5. с. 3−6.
- Влюшин В.Е. Номограммы для установления распределения температуры по стволу фонтанной скважины. нефтепромысловое дело, 1969 № 8, с. 18−25.
- Казанский А.Б. Об изменении температуры жидкости и тепловых потерях в действующей скважине. Проблема геотермии и использования тепла Земли. -М.: АН СССР, 1966 -351с.
- Коротаев Ю.П. Определение коэффициента теплопередачи от газа в породу по данным исследования скважин. Газовое дело, 1968, № 9 с 15−18.
- Кострюков Г. В., Зеленин В. Т. Влияние теплопроводности кольцевого пространства на температуру газонефтяной смеси, -м.: Недра, 1964. -201с.
- Лейбензон Л.С. Собрание трудов: в 4-х т: М.: АН СССР, 1955. — т 3. -678 с.
- Просёлков Ю.М. Теплопередача в скважинах. М.: Недра, 1975. — 224 с.
- Репин П.Н. О тепловом балансе фонтанной скважины: сб. тр., вып 21/ Уфимск. нефт. Научно-исследовательский институт. УФА, 1969, с 16 -23.
- Сучков Б.М., Маскутов Р. А., Петухов В. К., Хабибуллин Р. Х. Экспериментальное определение температурных полей в кольцевом пространстве скважины. Нефтепромысловое дело, 1968, № 1, с. 18−22.
- Чекалюк Э.Б. Термодинамика нефтяного пласта. М.: Недра, 1965. -238 с.
- Пудовкин М.А., Саламатин А. Н., Чугунов В. А. Температурные процессы в действующих скважинах. Казань, «Издательство казанского университета», 1977,168 с.
- ВНИИКРнефть. Практическое руководство по расчёту температуры в скважинах основных нефтегазоносных районов СССР, Краснодар, 1976,120 с.
- Репин Н.Н., Пелевин JI.A. Возникновение турбулентности. УФА: Башкнигоиздат, 1977. — 96 с.
- Максимов В.П. Эксплуатация нефтяных месторождений в осложнённых условиях. М.: Недра, 1976. — 238с.
- ВолгоградНИПИморнефть", 1999.
- Штоф М. Д. Расчёт свойств пластовых нефтей. Методическое руководство. Куйбышев, Гипровостокнефть, 1974, с 40.
- Палий В. О. Разработка методики расчёта основных свойств пластовых нефтей при ограниченной исходной информации. Дисс. на соискание учёной степени к.т.н.М. РГУ нефти и газа. 1994.119 с.
- Нуршаханова Л. К. Анализ методов воздействия и оценка изменения свойств нефти в процессе разработки месторождения Узень. Дисс. на соискание учёной степени кандидата технических наук. М. РГУ нефти и газа. 118 с. 2005.
- Мамуна В. Н., Требин Г. Ф., Ульянинский Б. В. Экспериментальное исследование пластовых нефтей. М., ГосИНТИ, 1960.
- Требин Г. Ф., Чарыгин Н. В., Обухова Т. М. Нефти месторождений Советского Союза. Справочник. 2-е издание, доп. И перераб. — М.: Недра. 1980. — 583 с.
- Физико-химические свойства и составы нефтей и газов. Руководящие материалы. Куйбышев, Гипровостокнефть, вып. 1, 1974, — 237 с- вып. 2,1975,-51 с- вып. 3,1977,-57 с.
- Павлова С. Н. и др. Нефти восточных районов СССР. Справочная книга. Под редакцией С. Н. Павловой и 3. В. Дриацкой. М.: Гостоптехиздат, 1962, — 608 с.
- Амерханов И. М. Пластовые нефти Татарской АССР и изменение их параметров в зависимости от различных факторов. Бугульма изд. ТатНИПИнефть, 1980, — 402 с.
- Расчёт состава и свойств нефти, газа и воды нефтяных месторождений Главтюменьнефтегаза. СТО 51.00.021−84. Тюмень, СибНИИНП, 39 с.
- Шилов В. И., Крикунов В. В. Определение расширенного состава и основных параметров пластовых нефтей Западной Сибири.// Нефтяное хозяйство. 2002. — № 8 — с. 104 -107.
- Дунюшкин И. И., Константинович Е. М., Павленко В. П. Метод расчёта объёмного коэффициента и плотности нефти. М.: РНТС ВНИИОНГ. сер. Нефтепромысловое дело. 1978, № 10, с. 19−21.
- Дунюшкин И. И., Мищенко И. Т., Елисеева Е. И. Расчёты физико-химических свойств пластовой и промысловой нефти и воды: Учебное пособие для вузов. М.: ФГУП Из-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2004. — 448 с.
- Ду Юймин. Разработка методики оптимизации работы установок ЭЦН на примере добывающих скважин месторождения Дачин. Дисс. на соискание учёной степени к.т.н. М. РГУ нефти и газа им И. М. Губкина, 1998.-106 с.