Научная статья на тему 'ОБОСНОВАНИЕ МИНИМАЛЬНЫХ ЗАБОЙНЫХ ДАВЛЕНИЙ ФОНТАНИРОВАНИЯ СКВАЖИН'

ОБОСНОВАНИЕ МИНИМАЛЬНЫХ ЗАБОЙНЫХ ДАВЛЕНИЙ ФОНТАНИРОВАНИЯ СКВАЖИН Текст научной статьи по специальности «Техника и технологии»

CC BY
0
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
месторождение / нефть / конденсат / скважина / фонтанирование / давление / газовый фактор.

Аннотация научной статьи по технике и технологии, автор научной работы — Ихсанов Кайрбек Айтжанович, Нугманов Аяпберген Махатович, Аманғали Досан Құралұлы, Аманов Нұрдаулет Куанайұлы, Бекесов Наурызгали Рыскалиулы

В статье рассмотрена методика определения значения минимальных забойных давлений фонтанирования скважин продуктивного объекта. При фонтанной добыче происходит приток жидкости к забою скважины за счет депрессии разности давлений пластового и забойного. В случае, когда пластовое давление превышает давление столба жидкости, которой заполнена скважина, она будет фонтанировать, то есть жидкость будет самотеком выходить на поверхность. Это происходит под действием гидростатического напора и энергии расширяющегося газа.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технике и технологии , автор научной работы — Ихсанов Кайрбек Айтжанович, Нугманов Аяпберген Махатович, Аманғали Досан Құралұлы, Аманов Нұрдаулет Куанайұлы, Бекесов Наурызгали Рыскалиулы

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «ОБОСНОВАНИЕ МИНИМАЛЬНЫХ ЗАБОЙНЫХ ДАВЛЕНИЙ ФОНТАНИРОВАНИЯ СКВАЖИН»

УДК 622.279

ОБОСНОВАНИЕ МИНИМАЛЬНЫХ ЗАБОЙНЫХ ДАВЛЕНИЙ

ФОНТАНИРОВАНИЯ СКВАЖИН

ИХСАНОВ КАЙРБЕК АЙТЖАНОВИЧ

ассоциированный профессор кафедры нефтегазовой инженерии, Западно-

Казахстанский инновационно-технологический университет, Уральск, Казахстан

НУГМАНОВ АЯПБЕРГЕН МАХАТОВИЧ

старший преподаватель кафедры нефтегазовой инженерии, Западно-Казахстанский инновационно-технологический университет, Уральск, Казахстан

АМАНГАЛИ ДОСАН Ц¥РАЛ¥ЛЫ

магистрант кафедры нефтегазовой инженерии Западно-Казахстанского инновационно-технологического университета, Уральск, Казахстан

АМАНОВ Н¥РДАУЛЕТ КУАНАЙ¥ЛЫ

магистрант кафедры нефтегазовой инженерии Западно-Казахстанского инновационно-технологического университета, Уральск, Казахстан

БЕКЕСОВ НАУРЫЗГАЛИ РЫСКАЛИУЛЫ

магистрант кафедры нефтегазовой инженерии Западно-Казахстанского инновационно-технологического университета, Уральск, Казахстан

Аннотация. В статье рассмотрена методика определения значения минимальных забойных давлений фонтанирования скважин продуктивного объекта. При фонтанной добыче происходит приток жидкости к забою скважины за счет депрессии - разности давлений пластового и забойного. В случае, когда пластовое давление превышает давление столба жидкости, которой заполнена скважина, она будет фонтанировать, то есть жидкость будет самотеком выходить на поверхность. Это происходит под действием гидростатического напора и энергии расширяющегося газа.

Ключевые слова: месторождение, нефть, конденсат, скважина, фонтанирование, давление, газовый фактор.

В настоящее время на нефтегазоконденсатном месторождении ХХ эксплуатация газоконденсатных и нефтяных скважин осуществляется фонтанным способом.

В условиях газоконденсатных месторождений при эксплуатации с забойными давлениями ниже давления начала конденсации происходит выпадение конденсата и образование двухфазного газоконденсатного потока, и, если при этом газовая фаза не даёт достаточной несущей энергии жидкой фазе, то есть газовый поток не обладает необходимой скоростью для выноса конденсата, начинает происходить накопление конденсата на забое. Такое накопление создаёт противодавление на пласт, приводя к значительным потерям добычи, а также может практически закупорить и заглушить скважину.

Подобная ситуация является весьма актуальной и для месторождения ХХ, поскольку скважины эксплуатируются в настоящее время и в дальнейшем будут эксплуатироваться при забойных давлениях ниже давления конденсации.

Наиболее приемлемым средством борьбы с этой проблемой является поддержание необходимых скоростей газового потока для полного выноса конденсата из скважины. Критические скорости газа, необходимые для:

V0= 5,73*(45-0,0455Рз)1/4 *Рз-1/2 (1)

ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"

где Vo - критическая скорость, м/с, Рз - забойное давление, МПа.

В интервале забойных давлений от 45 до 35 МПа скорость газового потока изменяется от 0,61 до 0,79 м/сек. Принимая 20-ти процентный резерв скорости (Ун=1,2Уо) для надёжности выноса жидкости, значения необходимой скорости Vн лежат в пределах от 0,73 до 0,95 м/сек.

В случае, когда возможность поддержания необходимой скорости газового потока отсутствует (дебиты газа ниже минимально допустимых для создания необходимых скоростей потока), возможно применение других методов:

- периодическая остановка скважин для восстановления пластового давления и последующая их продувка;

- спуск скоростных колонн малого диаметра;

- ввод поверхностно-активных веществ на забой для образования эмульсий (при наличии на забое воды).

Выбор способа удаления для каждой скважины связан с геолого-промысловой характеристикой, конструкцией скважины, а также с количеством и составом скопившейся на забое жидкости, что должно определяться специальными исследованиями.

Фонтанирование скважин на данном месторождении обусловлено большим запасом пластовой энергии и достаточно большими давлениями на забое, способными преодолеть гидростатическое давление газожидкостного столба в скважине, противодавление на устье и давление, расходуемое на трение, связанное с движением этой жидкости.

Учитывая высокие значения пластового давления и газового фактора, проектируемое частичное поддержание пластового давления, а также ожидаемое отсутствие большого количества воды в продукции добывающих скважин (прогнозируемая средняя обводнённость скважин не превышает 10-14%), практически в течение всего срока разработки месторождения, подъём жидкости и смеси (газ+конденсат) будет происходить за счёт пластовой энергии, то есть скважины будут работать в фонтанном режиме. При этом необходимо отметить, что скважины нефтяного объекта эксплуатируются при снижении устьевых и забойных давлений до рентабельного предела добычи, после чего будут переведены на вышележащие объекты.

Предлагаемый вариант технологической схемы имеет ряд ограничений, связанных с добычей углеводородов:

- максимально допустимый дебит нефти/конденсата установлен на уровне 800 м3/сут;

- максимально допустимый дебит газа ограничен 900 тыс. м3/сут;

- проектные давления на устье эксплуатационных скважин ограничены уровнями, необходимыми для сбора, подготовки и переработки добываемого флюида на разных этапах разработки месторождения;

- допустимые максимальные депрессии определяются динамикой (снижением) пластовых давлений, проектными показателями по объёмам добычи газа, конденсата, нефти и по фонду добывающих скважин, с ограничением по скорости потока до 20 м/сек (для исключения создания условий сильных эрозионных потоков).

Минимальные забойные давления фонтанирования определяются условиями и показателями варианта разработки, технологическими особенностями системы сбора и подготовки добываемых углеводородов.

Пластовая нефть III объект разработки месторождения предельно насыщена газом. Давление насыщения изменяется от 58 до 50 МПа от ГНК до ВНК на юго-западном участке и составляет в среднем 55,3 МПа, на северо-восточном участке давление насыщения не сильно изменяется по глубине и составляет в среднем - 58,1МПа.

Значения минимальных забойных давлений фонтанирования скважин нефтяного объекта оцениваем по методике А.П. Крылова для условия, когда забойное давление меньше давления насыщения. Исходные данные для расчёта приведены в таблице 1.

ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"

"аблица 1 - Исходные данные для расчёта минимальных забойных давлений

№ п/п Наименование III Объект

С-В. участок Ю-З. участок

1 Средняя длина подъемника, м 5050 5050

2 Давление насыщения нефти газом, МПа 58,1 55,3

3 Газосодержание, м3/т 625 449

4 Плотность пластовой нефти, кг/м3 601 651

5 Плотность дегазированной нефти, кг/ м3 844 865

6 Содержание азота,% 1,5 1,5

7 Плотность воды, кг/ м3 1100 1100

Условия фонтанирования для нефтяной залежи определяются соотношением между эффективным газовым фактором смеси, поступающей из пласта и удельным расходом газа, необходимым для работы газожидкостного подъёмника. Для фонтанирования скважин необходимо, чтобы эффективный газовый фактор (Гэф.) был больше или по крайней мере равен удельному расходу газа (Допт.) при работе на оптимальном режиме (Гэф>Допт.). Для режима добычи при Рзаб<Рнас условие фонтанирования следующее:

(Г -10

Р + Р

3 Ру +Р заб

а

Р.

)*(1 -ив/1000) >

н.д.

0,38 8L(Lp g - Рзаб + Ру ) р

d 0 5 *(Рзаб - Ру Г^^)

(2)

где, Г - газовый фактор, м3/т; Ру - давление на устье, МПа; Рзаб - забойное давление, МПа; р н.д. - плотность дегазированной нефти, кг/м3; Ь - длина колонны НКТ, м; ё -

средневзвешенный внутренний диаметр фонтанных труб, мм; С -коэффициент

растворимости газа, МПа-1; Рнас - давление насыщения, МПа; р№ - плотность жидкости, кг/м3.

По прогнозным показателям при разработке III объекта в процессе эксплуатации скважины будут обводняться. Согласно прогнозным показателям предлагаемого варианта разработки, средняя обводнённость действующих скважин достигает в процессе эксплуатации 10-14%. Учитывая эти условия для обводнённых скважин Северо-Восточного и Юго-Западного участков определены минимальные забойные давления при содержании воды в продукции 5% и 10% для тех же значений устьевого давления.

На сегодняшнем этапе разработки представляется целесообразным научно обосновать альтернативную методику определения добычи нефти, используя химический состав жидких УВ и конденсатный фактор скважин, работающих отдельно на II, на III и работающих совместно на П+Ш объекты. Целесообразность составления такой методики очевидна, т.к. нефть из III объекта будут добывать еще долгие годы.

*

2

ЛИТЕРАТУРА

1. Временная методика оценки доли нефти из III объекта в продукции скважин КНГКМ. ВНИИгаз. Леонтьев И.А., Чельцов В.Н. г. Москва. 1994г. 16с.

2. Ширковский, А.И. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений / - М.: - Недра, 2007.

3. Закиров, С.Н., Теория и проектирование разработки газовых и газоконденсатных месторождений / С.Н. Закиров. - М.: Недра, 2009. -268с.

4. Ихсанов К.А. Анализ исследований призабойной зоны пласта для выбора метода воздействия / К.А. Ихсанов, ЕД. Нурсултанов / Вестник ЗКИТУ. №3 (23) 2022. -С. 245250.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.