Разработка методов и технологии применения скважин с высокотехнологичными компоновками при разработке морских нефтегазовых месторождений

• Автор: Хруленко, Алексей Андреевич
• Шифр специальности: 25.00.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 100 с. : ил.

Общая характеристика работы
Глава 1. Высокотехнологичное заканчивание скважин. Описание технологии и опыта ее применения за рубежом
1.1. Основные составляющие технологии высокотехнологичного заканчивания
1.1.1. Определения и основные элементы конструкции
1.1.2. Причины появления и развитие технологии
1.2. Классификация ВТС по типу решаемых задач
1.2.1. Разработка многопластовых залежей
1.2.2. Дренирование нескольких нефтяных зон в разобщенных пластах
1.2.4. Переменная добыча газа
1.2.5. Контроль притока из отдельных стволов многозабойной скважины
1.2.6. Выравнивание профиля притока к скважине
1.2.7. Межпластовый транспорт флюидов для поддержания пластового давления
1.3. Проблемы и перспективы внедрения интеллектуальных скважин
1.3.1. Недостатки технологии «интеллектуального» заканчивания
1.3.2. Конкурентные технические решения
Выводы к главе
Глава 2. Подходы к оптимизации работы высокотехнологичных скважин. Оценка эффективности применения высокотехнологичного заканчивания
2.1. Оценка потенциального эффекта от применения при проектировании
2.2. Стратегии управления
2.3. Методы оптимизации
2.4. Проблемы адекватности фильтрационных моделей. Подходы к учету неопределенностей
2.5 Концепция замкнутого цикла управления разработкой и основные методы ее практической реализации. Методы оптимизации ансамблей реализаций фильтрационных моделей
2.6 Учет надежности функционирования компонентов высокотехнологичного заканчивания
Глава 3. Методика оценки технологического и экономического эффекта от применения ВТС и оптимизации управления устройствами контроля притока
3.1. Метод прямого поиска
3.2. Модификация алгоритма для задач большой размерности
3.3. Оценка экономического эффекта от применения ВТЗ

3.4. Методика учета надежности работы высокотехнологичной компоновки
Глава 4. Апробация предлагаемой методики
4.1. Постановка модельной задачи
Описание модели
Исходные данные для оценки экономического эффекта
Функции надежности работы устройств контроля притока
4.2. Результаты серии экспериментов по применению проактивной стратегии управления устройствами контроля притока
4.3. Результаты серии экспериментов по оценке влияния надежности устройств
контроля притока на эффективность применения ВТЗ
Основные выводы и результаты
Направления дальнейших исследований
Благодарности
Использованные сокращения и обозначения
Список использованных источников
Приложения
Приложение 1. Апробация оптимизационного алгоритма

Общая характеристика работы
Актуальность темы исследования. По мере истощения легко извлекаемых запасов нефти и усложнения условий ведения добычи появляются задачи, необходимость решения которых стимулирует создание и применение передовых технических разработок. Эти тенденции особенно остро ощущаются при освоении морских месторождений нефти и газа. Причиной тому является ряд факторов, определяющих специфику морских промыслов: необходимость ускоренной выработки запасов, увеличение периода безводной эксплуатации скважин, сокращение общего количества скважин за счет повышения их продуктивности, требования к компактности и высокой производительности оборудования, минимизация технологических операций на скважинах и оборудовании и т.д. Поэтому применение новых технических решений зачастую является решающим фактором, позволяющим сделать освоение морских месторождений эффективным и экономически целесообразным.
Одним из таких решений являются скважины, называемые высокотехнологичными. Основные черты технологии высокотехнологичного заканчивания (ВТЗ) можно свести в следующее определение:
«Скважина с высокотехнологичным заканчиванием- это скважина, конструктивно объединяющая ряд компонентов для сбора, передачи и анализа данных о добыче и пласте в режиме реального времени, дающих возможность управлять притоком на отдельных интервалах перфорации в целях оптимизации добычи, без проведения внутрискважинных работ»
Эти функции реализуются посредством дистанционно управляемых клапанов и систем измерения на забое, устанавливаемых в скважине.
Первая высокотехнологичная компоновка была использована в 1997 году на месторождении йпогге (норвежский сектор Северного моря). К настоящему времени по всему миру функционирует около 800 подобных скважин. Приблизительно половину из этого числа составляют скважины
новых систем измерения и контроля, так как только при помощи гидродинамических моделей возможно построить интегрированную модель месторождения как системы пластов, скважин и промыслового оборудования.
2) Вторая проблема следует из первой - в отсутствии достоверной постоянно действующей, быстро обновляемой, геологогидродинамической модели перспективы применения проактивных стратегий оптимизации (которые являются наиболее эффективными) представляются сомнительными.
Среди направлений исследований, призванных решить первую проблему наиболее перспективным является автоматизированная адаптация гидродинамических моделей. На данный момент существует достаточно много программных продуктов для этой цели: EnAble (Roxar), Меро (SPT Group), SimOpt (Schlumberger) и др. Однако наиболее перспективным представляется использование ансамблей моделей, когда неопределенность и многовариантность реализаций свойств пласта, выражена через ансамбль реализаций параметров модели. Одним из таких методов является Ансамблевый Фильтр Калмана (EnKF - Ensemble Kalman Filter). В свою очередь за последнее время были разработаны методы оптимизации ансамблей реализаций фильтрационных моделей, таких как EnOpt [22, 23, 64] и многих других [25, 49, 50].
Ансамблевый фильтр Калмана (EnKF) предназначен для обновления моделей по данным новых наблюдений и позволяет эффективно решать ряд очень важных с практической точки зрения задач таких как: оценка распределения добычи по пластам и автоматизированная адаптация гидродинамических моделей по данным истории разработки.
Фильтр Калмана - это алгоритм для оценки (т. е. подгонки) переменных состояний математической модели по данным зашумленных измерений. ФК широко используется, например, в радиотехнике и системах навигации.