Анализ гидродинамических потоков при заколонных перетоках жидкости

• Автор: Печёрин, Тимофей Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 108 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРИЧИНЫ ОБВОДНЕНИЯ И СПОСОБЫ ИХ ДИАГНОСТИКИ
1.1 Основные причины обводнения продукции добывающих скважин
1.2. Инструментальные методы диагностики причин обводнения .
1.3. Методы диагностики причин обводнения сквазкин, основанные на обработке промысловых данных
ВЫВОДЫ ПО 1 ГЛАВЕ
2. СОПОСТАВИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ МЕТОДОВ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫТЕСНЕНИЯ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ПРИЧИН ОБВОДНЕНИЯ СКВАЖИН
2.1 Обоснование генеральной выборки скважин для сопоставления методик
2.2 Сравнительная эффективность методов диагностики причин обводнения на основе данных работы скважин
2.3 Основы и применение метода Медведского для диагностики причин обводнение
ВЫВОДЫ ПО 2 ГЛАВЕ
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ И РАЗВИТИЯ ЗАКОЛОННЫХ ПЕРЕТОКОВ
3.1 Постановка задачи
3.2 Формулировка математической модели
3.3 Задача о притоке воды в скважину через негерметичность цементирования
3.4 Схема численного решения и предварительные результаты
3.5 Предлагаемый метод диагностики заколонных перетоков

3.6 Опыт ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕДЛАГАЕМЫХ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ
ВЫВОДЫ ПО 3 ГЛАВЕ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Существуют три основные причины, вызывающие раннее обводнение продукции нефтедобывающих скважин. Это опережающее обводнение по высокопроницаемым каналам и пропласткам; нарушение герметичности цементного камня скважин и, как следствие, притоки из неперфорированных пластов; образование конусов подошвенных вод в монолитных залежах.
Актуальной задачей является своевременная диагностика притоков воды из неперфорированных пластов (заколонных перетоков). Применение используемых для этой цели инструментальных методов, является затратным мероприятием, связанным с остановкой работы добывающих скважин и использованием специальной аппаратуры. Однако даже инструментальные методы часто не позволяют получить количественные характеристики притоков, а, следовательно, выбрать наиболее целесообразные технологии для их ликвидации и прогнозировать эффективность решения проблемы.
Одним из актуальных направлений решения поставленной проблемы является разработка методик на основе анализа промысловых данных о дебите скважины, ее обводненности и забойного давления. В отечественной и зарубежной литературе такие методики, как правило, направлены на исследование причин «естественного» обводнения продукции, связанных с подходом закачиваемой или законтурной воды. В работе предлагается исследовать возможности таких методов анализа для выделения причины обводнения скважин, связанной с заколонными перетоками жидкости или прорывом воды по нарушениям герметичности цементного кольца скважины.
Получаемая при таком виде анализа информация имеет косвенный характер и не является достаточной для окончательной диагностики, однако эти данные могут определить характер и масштаб проблемы заколонных перетоков на конкретном месторождении. Отметим, что такого рода анализ промысловых данных не требует остановки скважин и не связан с потерями добычи, т.е.

ат + а
Рш+Гр'
■~Г + »7(РВ-Р(0) (1-3.14) 1 +
Р„/ )
Таким образом, метод позволяет идентифицировать как гидродинамическую связь с водоносной областью, так и заколонные перетоки. Для его применения нужны следующие исходные данные:
1. Динамика пластового давления;
2. Динамика добычи нефти и жидкости, а также закачки воды;
3. Объемные свойства нефти и воды в пластовых условиях;
4. Объем пласта и его упругоемкость.
Далее, используя численное конечно-разностное решение уравнения (1.3.11) методами регрессионного анализа определяются коэффициенты а, Ь или ц, и, тем самым, определяются характеристики гидродинамической связи между водоносной и нефтеносной областью и нарушений герметичности колоны. Недостаток данной методики, по-видимому, в том, что она не позволяет локализовать ни заколонные перетоки, ни связь с водоносной областью. Наконец, возможно взаимоналожение факторов, например, наличие гидродинамической связи между водоносной и нефтеносной областью может быть интерпретировано как заколонные перетоки в добывающих скважинах.
В западных методиках [14, 17] есть возможность диагностировать причины обводнения как на уровне пласта, так и на уровне отдельной скважины. Методы предельно просты и основаны на обработке данных о добыче нефти и жидкости.
К.С. Чен в работе [17] предложил вариант методики, основанной на анализе динамики ВНФ и его производной по времени. Методика разработана путем систематического изучения числовых моделей, описывающих состояние скважины во время добычи.
Им было показано, что эта зависимость для добывающих скважин имеет различную характерную форму при разных причинах обводнения продукции скважины. Производная зависимости водонефтяного фактора по времени даёт