Моделирование и управление режимами работы газлифтных скважин

• Автор: Самарин, Илья Вадимович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 - ОБЗОР ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ГАЗЛИФТНОГО СПОСОБА ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН И МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПРОМЫСЛОВЫХ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ПОДЪЁМНИКОВ
1.1. Общие сведения о газлифтном способе эксплуатации
1.2. Технологии газлифта
1.3. Модели газожидкостных потоков
1.4. Методики расчёта газожидкостных подъёмников
Выводы
ГЛАВА 2 - МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В СКВАЖИНАХ,
ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ГАЗЛИФТОМ, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ НЕЛИНЕЙНЫХ УРАВНЕНИЙ
2.1. Постановка задачи
2.2. Моделирование
2.2.1. Этап заполнения газом кольцевого пространства скважины и продавливания жидкости из него
2.2.2. Этан подъёма жидкости в НКТ
2.2.3. Этап выброса жидкости из НКТ
2.2.4. Этап стекания
2.2.5. Этап восстановления и накопления жидкости до расчётного уровня
2.3. Методика расчёта давлений на заданной глубине скважины
2.3.1. Методика расчёта давления на заданной глубине в кольцевом пространстве скважины (Pie)
2.3.2. Методика расчёта давления на заданной глубине в НКТ скважины (р,е)
Выводы
ГЛАВА 3 - МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ В СКВАЖИНЕ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ УРАВНЕНИЙ В

ЧАСТНЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ГАЗЛИФТОМ
3.1. Постановка задачи
3.2. Математическое описание процессов с использованием системы дифференциальных уравнений в частных производных
3.2.1. Моделирование с приведением переменных к безразмерному виду
3.2.2. Моделирование без применения процедуры приведения переменных к безразмерному виду
3.2.2.1. Моделирование движения газа и жидкости в кольцевом пространстве скважины
3.2.2.2. Моделирование движения газа и жидкости в НКТ
Выводы
ГЛАВА 4 - ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ СКВАЖИН,
ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ПЕРИОДИЧЕСКИМ ГАЗЛИФТОМ
4.1. Программный пакет и его применение в единой системе управления газлифтом
4.2. Определение эффективности перевода газлифтных скважин на периодический режим на
примере месторождения Белый Тигр
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы диссертационной работы
Развитие нефтяной промышленности России в последние годы происходит на фоне заметного ухудшения структуры запасов нефти, что в основном связано со значительной выработкой многих уникальных и крупных высокопродуктивных месторождений и их высокой обводнённостью, а также с открытием и вводом в разработку месторождений с трудноизвлекаемыми запасами.
Моделирование и управление режимами работы промысловых газожидкостных подъёмников является одной из сложных и актуальных задач нефтепромысловой практики, особенно в настоящее время, когда на многих месторождениях мира ставится вопрос об увеличении эффективности их работы.
Одним из механизированных способов эксплуатации нефтяных скважин является газлифт. Для эффективной эксплуатации скважин газлифтным способом необходимо решать актуальные задачи расчёта режимных параметров газлифтных скважин.
Методики расчёта режимных параметров промысловых газожидкостных подъёмников, применяемые в настоящее время, базируются на анализе и обобщении лабораторных и промысловых исследований. Использование их при изменяющихся геолого-технических условиях и свойствах жидкостей часто приводит к существенным ошибкам, сводящим на нет преимущества газлифтного способа эксплуатации скважин. Кроме того, динамические характеристики существующих математических моделей обсуждаемого объекта не позволяют применять их в контуре оперативного управления процессами в газлифтных скважинах.
Таким образом, целесообразно создать методику расчёта, основанную на математическом моделировании процессов в скважине при газлифте, а также

Выражение для (р определяется на основе обработки экспериментальных данных. Коэффициент гидравлического сопротивления Яс может определяться в функции числа Кес или по формуле:
яс=-, О1)
где у/ - параметр двухфазности, являющийся функцией характеристик потока и свойств фаз,
Я9 - коэффициент гидравлического сопротивления одной из фаз, определяемый по числу Рейнольдса для этой фазы.
Модель потока дрейфа является разновидностью модели относительного движения. Отличие ее заключается в том, что движение фаз рассматривается не относительно стенки трубы, а относительно воображаемого сечения в потоке, которое движется со скоростью смеси.
Модель переменной плотности, предложенная Бэнковым [96], основана на использовании профилей скорости и концентрации по сечению трубы. Поток представляется локально гомогенным, относительное перемещение фаз отсутствует.
В заключение отметим, что подавляющее большинство методик, применяемых при расчётах промысловых газожидкостных подъёмников разработаны на основе одномерной модели относительного движения, то есть на основе довольно грубой схематизации газожидкостного потока.
1.4. Методики расчёта газожидкостных подъёмников
Целью расчёта ПГП является выбор оборудования и установление режима работы скважин при различных способах эксплуатации.
В работе [78] установлено, что изменение параметров потока газожидкостной смеси в НКТ имеет экстремальный характер, как при изменении диаметра подъёмника, расходов газа и жидкости, так и при