автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.06, диссертация на тему:Совершенствование технологии проведения газодинамических и теплофизических исследований скважин и шлейфов газовых месторождений Севера Тюменской области

'¿г¿>-•»./. .' •*л---у п

¡ЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

1 Ч п'сй

1 0 УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ .

На правах рукописи

НЕМИРОВСКИЙ ИГОРЬ СОЛОМОНОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ И ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН И ШЛЕЙФОВ ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СЕВЕРА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 05.15.06 -Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук в форме научного доклада

УФА 1995

Работа выполнена в Научно-технологическом центре предприятия "Надымгазпром" Российского акционерного общества "Газпром"

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

- доктор технических наук, действительный член АЕН РФ ЕРМИЛОВ О.М.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: •

- доктор технических наук, профессор АЛИЕВ З.С.

- кандидат технических наук, доцент КАЛИНОВСКИЙ ЬО.В.

ВЕДУЩЕЕ ПРЕДПРИЯТИЕ:

- предприятие "Уренгойгазпром" РАО "Газпром"

Защита состоится "2." марта 1995г. а 15-00 час. на заседании Диссертационного Совета Д.063.09.02 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г.Уфа-62, ул. Космонавтов, 1

С диссертацией в форме научного доклада можно ознакомиться в техническом архиве УГНТУ

Автореферат разослан ",^3 января 1995г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ Диссертационного Совета, доктор физико-математических наук, профессор ■ р н- БАХТИЗИН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В практике разработки уникальных газовых и' газоконденсатных месторождений Западной Сибири с созданием сложных систем разработки залежей применение газогидродинамических исследований добывающих скважин получило стабильную технологическую направленность, начали развиваться методы изучения технологических режимов работы скважин. С созданием и установкой забойного с.важинного оборудования, усложнением конструкций лифтов в газодинамических исследованиях начали учитываться технические особенности конструкции скважин.

Проведенный анализ многочисленных факторов позволил сформулировать технологические требования к методам газодинамических исследований и рациональному режиму работы скважины как объекта системы разработки месторождения, что в свою очередь позволило:

- обеспечить безотходную, с минимумом потерь технологию добычи природного сырья на весь срок разработки месторождения;

- обеспечить надежность эксплуатации скважин и прискважинного оборудования,сооружений системы сбораи подготовки продукции ктранспорту, ДКС;

- обеспечить проектирование оптимальных систем разработки и рациональное . обустройство месторождений.

В представленной диссертации в форме научного доклада отражен вклад автора в решение данных практических задач.

Цель работы. Разработать комплекс методов по газогидродинамическим исследованиям скважин и шлейфов, позволяющий получать представительную информацию о ФЕС пласта-коллектора, в первую очередь призабойной зоны скважины, и назначать рациональный технологический режим работы скважины с учетом особенности строения и структ^ ы коллекторов месторождений газа Севера Тюменской области.

Основными задачами исследований по теме диссертационной работы в форме научного доклада являются:

1. Выявление особенностей газодинамических исследований пластов, добывающих скважин и шлейфов газовых месторождений, выбор первоочередных направлений усовершенствования технологии исследований и методов интерпретации результатов.

2. Разработка техники, технологии и методики обработки результатов исследований скважин елабосцементированных пластов сеноманских залежей.

3. Оценка степени герметичности цементного кольца в газовых скважинах по данным стандартных исследований скважин.

4. Определение фактических газодинамических и теплофизичг:ких характеристик шлейфов вусловиях ограниченной промысловой информации.

5.-Разработка и внедрение технических средств для исследований высокопродуктивных слабосцементирозанных пластов и повышения надежности эксплуатации добывающих скзажин.

Исходный материал/ В течение, последних 16 лет автор принимал непосредственное участие в решении задач анализа, контроля и проектирования разработки месторождения Медвежье, а по отдельным вопрос?« -Уренгойского, Ямбургского, Вынгапуроаского Месторождений, работая в Северной комплексной научно-исследовательской экспедиции' ТюменНИИПшрогаза{реирганизованной в 1991 г. в Надымский филиал ТюменНИИГипрогаза, а е 1993 г. - Научно-технологический центр ПО "Надымгазпром").

Научная новизна.

1. Впервые промысловыми исследоьаниями скважин Медвежьего, . Ямбургского, Уренгойского месторождений выявлены индикаторные кривые (более 50 % всех исследований), имеющие излом, что указывает на скачкообразное изменение закона фильтрации газа в пласте.

2. Разработана методика обработки индикаторных кривых с изломом и методика определения ФЕС продуктивного пласта.

3. Разработана методика оценки герметичности цементного кольца в добывающих газовых скважинах по результатам газодинамических исследований для скважин газовых месторождений Севера.

4. Разработана методика, позволяющая путем решения обратной задачи определить фактические значения коэффициента теплопередачи шлейфов в течение года и в условиях ограниченности исходной промысловой информации.

Практическая значимость.

1. Внедрена технология промыслово-газодинамических исследований высокопродуктивных слабосцементированных пластов сеноманских залежей северных месторождений.

2. Предложенная автором интерпретация индикаторных кривых с изломом позволяет по материалам стандартных исследований определять фильтрационно-емкостные параметры призабойной зоны пласта.

3. По результатам газодинамических исследований произведена дифференциация скважин эксплуатационного фонда Медвежьего месторождения по степени герметичности цементного ксльца, позволяющая установить очередность скважин подлежащих капитальному ремонту.

4. Определены факгические значения коэффициента теплопередачи шлейфов, зависящие от времени года и от схемы изоляции для систем внутрипромыслового сбора газа сложной конфигурации. Контроль за динамикой изменения коэффициентов позволяет судить о техническом состоянии теплоизоляции шлейфов.

5. Разработано и внедрено устройство для проведения промысловых газодинамических исследований добывающих скважин, позволяющее без выпуска газа в атмосферу определять непосредственно на скважине количество газообразной, твердой и жидкой фаз в продукции скважины, а также устройство для повышения надежности работы скважин в условиях высокопродуктивных, но слабосцементированных и обводняющихся пластов сеноманских отложений.

Реализация работы в промышленности. Основные положения и результаты исследований, полученные автором, реализованы в следующих регламентирующих документах:

1) Коррективы к проекту разработки Медвежьего кэсторождения на отбор 70 млрд мЗ в XI пятилетке, 1981 г., 2 тома (защищен в Ммгазпроме СССР -ныне РАО "Газпром*);

2) Подсчет начальных запасов свободного газа Медвежьего месторождения по данным его разработки за 1972-1982 гг., 1982 г., 2 тома (защищен в Мингазпроме СССР);

3) Анализ разработки Медвежьего месторождения и предложения по увеличению коэффициента газоотдачи, 1985 г. (защищен в Мингазпроме СССР);

4) I юдсчет начальных запасов свободного газа в сеноманской залежи Медвежьего месторождения Ямало-Ненецкого автономного округа Тюменской области методом падения пластового давления по состоянию изученности на 01.07.1987 г., 6 томов (защищен в ГКЗ при СМ СССР);

5) Проект разработки сеноманской залежи Медвежьего месторождения, 1988 г., 2 тома (защищен в Мингазпроме СССР).

. Апробация работы. Основные результаты работы рассмотрены на заседаниях Центральной и рабочей комиссий по разработке газовых, газоконденсатных, нефтяных месторождений и эксплуатации подземных хранилищ газа, а также Центральной комиссии по запасам АЛингазпрома СССР в 1981,1982,1985, 1988 гг.; на заседаниях ГКЗ при СМ СССР 1987 г.; неоднократно докладывались на научно-технических советах ГПУ Тюменгазпром и ПО "Надымгазпром" в 19811990 гг., а также на отраслевых научно-практических конференциях (г. Надым, 1982, 1985 гг.), на Всесоюзной научно-технической конференции "Термогазодинамические процессы и системы их контроля при разведке, добыче и транспортировке нефти и газа" (г. Харьков, 1989 г.).

Экономический эффект. Суммарный фактический экономический эффект от

/

внедрения на Медвежьем, Уренгойском и Ямбургском месторождениях

мероприятий, теоретически обоснованных в диссертации, составил (с учетом долевого вклада соискателя) 0,2 млн. рублей в год в ценах 1990 года.

Публикации. Результаты исследований автора опубликованы в 28 печатных работах, в том числе монографии (М.: Недра, 199t г.); авторском свидетельстве на изобретение, восьми научно-технических обзорах; 4 работы опубликованы без соавторов.

Объем и структура работы. Диссертационная работа представляется в Диссер гационный Совет УГНТУ в форме научного доклада, выполненного на основе опубликованных работ. Диссертация содержит введение, пять глав, основные выводы и защищаемые положения. Автор выражает искреннюю признательность A.B.Баранову,

A.И.Березняков/, В.И.Васильеву, А.И.Гриценко, О.М.Ермилову,

B.Е. Карачинскому, Ю.В.Калиновскому, ЮЛКоротаеву, ' АНЛапердину, В.Н.Маслову, Н.В, Михайлову, Е.М.Нанивскому, А.И.Одегову, Г.И.Облекову, К.Л.Полянскому, А.И.Пономареву, В.И.Павлюченко, В.В.Ремизову, Ф.Л.Саяхову, М.Н.Середе,Ю.Г.Тер-Саакяну, А.П.Телкову, МАТокареву, В.А.Туголукову, З.А. Хабибуллину, А.Р.Хафизову,- В.В.Чеботареву, Л..С.Чугунову, Р.Г.Шагиеву.

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПЛАСТОВ, СКВАЖИН И ШЛЕЙФОВ ГАЗОВЫХ. МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАПАДНС СИБИРИ [1,2, 4-8,10,15,20]

Значительный вклад в решение задач, рассматриваемых в диссертации , внесли З.С. Алиев, К.С. Басниев, С.Н. Бузинов, А.И.Гриценко, ПАГереш, Р.Н. Дияшев, О.М.Ермилов, Г.А.Зотов, В.Е.Карачинский, Ю.П.Коротаев, А.Н Лапердин, В.Н.Маслов, Р.И. Медведский, Е.М. Минский, А.Х Мирзаджанзаде. • Е.М.Нанивский, Ю.А. Перемышцев, А.И.Пономарев, А.П. Телков, А.Л.'Хейн, В.В.

Чеботарев, Р.Г.Шагиев, АИ. Ширковский, ГП.Шмыгля , В.Н. Щелкачев и другие.

Анализ параметров разработки газовых залежей региона позволил выделить следующие особенности, влияющие на технологию контроля за разработкой месторождений и задачи газогидродинамических исследований пластов:

1. Неблагоприятные климато-географические условия региона и значительные размеры залежи существенно усложнили проведение непрерывного контроля за технологическими режимами работы скважин и шлейфов.

2. Повышенная вероятность разрушения слабосцеменгированного обводненного песчаника призабойый зоны и выноса его на поверхность с возможным разрушением фонтанной арматуры потребовала установку в добывающих скважинах превентивного забойного оборудования. Наличие в скважинах уплотнительного пакера и клапана-отсекателя резко ограничивает возможности газодинамических исследований пласта существующими методами, рассчитанными н? газодинамическую сплошность затрубья. В частности, по большинству скважин невозможно прямое измерение забойных давлений или определение его пересчетом по затрубью.при течении газа по НКТ.

3. Высокие фильтрационно-емкостные свойства продуктивного' пласта и •'конструктивные особенности, изложенные выше, не позволяют с достаточной точностью рассчитать малые величины забойной депрессии, соизмеримые с потерями давления по стволу испытуемой скважины. В связи с этим затрудняется обработка результатов газодинамических исследований пласта на стационарных режимах фильтрации. По тем же причинам, как показал опыт, применение нестационарных методов исследования сеноманских залежей не

' эффективно.

4. По многим эксплуатационным скважинам анализ результатов специальных исследований, проведенных с отбивкой жидкой фазы, свидетельствует о наличии пластовой воды в газовом потоке. Причем, текущий уровень ГВК находится ниже интервала перфорации.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЛЬТРА-ЦИОННО-ЕМКОСТНЫХ СВОЙСТВ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ СЛАБОСЦЕМЕНТИРОВАННЫХ ПЛАСТОВ ПО ДАННЫМ СТАНДАРТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ [6, 9, 16, 18, 21, 23, 24, 27]

Стандартный метод исследования газовых скважин на стационарных режимах фильтрации широко распространен в практике контроля за разработкой газовых месторождений й управления технологическими режимами работы добывающих скважин. Однако, как показал опыт, получаемые при этом результаты измерения и их стандартная интерпретация с использованием общепринятой двучленной формулы притока не всегда применимы при исследовании высокоскоростного фильтрационного потока в слабосцементированной разрушающейся пористой среде. Тем самым должная достоверность определения характеристик пласта и, главным образом, призабойной его части существенно снижается.

Автором предложено газодинамическое исследование на стационарных режимах фильтрации проводить начиная от минимально возможных дебитов в сторону их увеличения, причем шаг изменения режима устанавливается минимально возможным, чтобы равномерно охватить исследованием весь интервал изменения дебитов.

Выполненный анализ результатов исследований скважин показал, что для сеноманских отложений Медвежьего, Ямбургского и Уренгойского месторождений индикаторная кривая часто имеет точку излома при некотором дебите чо ■

Выделим в обпасти плоско-радиального фильтрационного потока две зоны -от стенки скважины радиуса Ис до некоторого критического радиуса Я кр , . при котором нарушается линейный закон течения, и от Якр до контура питания Як. Интегрируя по радиусу и соответствующим давлениям дифференциальное уравнение нелинейной фильтрации газа в пределах этих областей, делая обычные допущения о независимости полей давлений и температур, получим:

+ (2) где .Рс, Ркр, Рпл - соответственно давление на забое, на расстоянии Я кр от оси скважины и пластовое,

/Г/ДРдТдг" Кекр ^ " Ю«2яИ0Т0Ко!

(3

1 пмгат„ а

(4)

лКЛ20Т0 Лщ,

5)

(6)

гп - коэффициент пористости; К - коэффициент проницаемости; И газоотдающая толщина пласта; р* - коэффициент, характеризующий геометрию поровых каналов; Яекр - критическое число Рейнольдса, определяющее условия нарушения линейного течения; Т, То- пластовая и нормальная температуры; Ро - нормальное давление; 2,2о - коэффициенты сверхсжимаемости в пластовых и нормальных условиях; у. ■ динамическая вязкость газа в пластовых условиях; рд -плотность газа.

Решая совместно уравнения ( 1 ) и ( 2 ) и обозначая

а - а,+ а2'

получим уравнение притока газа при нелинейном законе фильтрации в виде:

и

Пусть яо -максимальный дебит, при котором во всей об ласти дренирования пласта еще сохраняется линейное фильтрационное течение. Определяя Яецр через критическую скорость фильтрации, при которой нарушается линейность закона Дарси, можно оценить величину яо , которая равна

Если режим течения нарушаётся скачком, уравнение (8} окончательно может быть записано в виде

Таким образом, используя предложенную технологию исследования и обрабатывая результаты в обычных координатах по предложенной автором методику для выпрямленных индикаторных кривых с изломом можно выделить горизонтальный прямолинейный участок, который определит фактическое значение Яо и фильтрационный коэффициент "а* для данной скважины, а также коэффициенты ао и Ь при обработке второго участка индикаторной кривой для я>Чо (рис.1).

Кроме того, задавая определенным образом р' ( в частности, по А.И.Ширковскому) и Векр, а также удельную продуктивность по результатам исследования скважин (для скважин Ямбургского, Уренгойского и Медвежьего месторождений при квадратичной депрессии 4 (МПа)2 она составляет, соответственно 125, 80, 36 тыс мз/сут м для песчаников, алевролитовых песчаников, алевролитов), можно вычислить все вышеуказанные фильтрационно-емкостные характеристики пласта. Следует отметить высокую информативность предложенной нами методики, в частности, возмоа ость

АР'-^-(ЗД-где единичная функция X определена как

(10)

(11 )

Рш12-Рз2=А'а+В'в2 '

А = 0,00824679 сут. МЛа2/тыс. м3 В = 0,00001807 (сут.МПа/тыс. м3)2 Ср. отн. погр. = 10.5 %

Р^-Рд^-(МАо-а-В'О2)- ! «ЗДЫ

(Рпл-Рз2)' 1070,-(Рпл'-Рз*).-«

750

500

250

А .= 0,01098475 сут.МПа2/тыс. м В = 0,00004961 (рут.МПа/тыс. м А0= 0,01582647 сут.МПа2/тыс. мэ 0о= 319 тыс. м3/еут Ср. отн. погр. * 3.2 %

2 -(Рпл2-Рз2Ь"10г

750

500

250

200 300 400

Б

I. Индикаторные диаграммы по скв. 406 Медвежьего месторождения по стандартной (А) и предлагаемой автором (Б) методикам. (Р__2-Р2)/0= А - Р 2-Р 2= ПО);

О дебит скважины (тыс.м7сут.); Рш, Рз _ пластовое и забойное давления (МПа).

оценки коэффициентов пьезопроводности, гидропроводности, радиусов каверн и т.п.

Все расчеты проводились с применением ПЭВМ по разработанным автором алгоритмам пакетов прикладных программ.

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ЦЕМЕНТНОГО КОЛЬЦА В ГАЗОВЫХ СКВАЖИНАХ ПО ДАННЫМ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ [ 20,25,28)

Оценка степени герметичности цементного кольца в добывающих газовых скважинах по результатам газодинамических исследований для скважин газовых месторождений Севера Тюменской области, значительное число которых пробурено под начальный уровень газоводяного контакта, проведена путем определения коэффициента гидравлического сопротивления цементного кольца Ацк. Для определения коэффициента сопротивления цементного кольца были использованы уравнения, описывающие вертикальное движение жидкости в некоторой полости (например, системе трещин) внутри цементного кольца и пористой среде.

Пусть Н1, Н2 - расстояния по стволу скважины от уровня текущего положения ГВК и от нижних отверстий интервала,перфорации соответственно до искусственного забоя; Рзс - давление в водонасыщенной области на уровне забоя скважины; Рпо ■ давление в газонасыщенной области на уровне перфорационных отверстий; Рпл - текущее пластовое давление в газовой области; дР - потери давления при движении в пласте пластовой воды от искусственного забоя до текущего уровня ГВК; Л/ср - средняя скорость подъема ГВК в зоне дренирования; Оц • расход воды по цементному кольцу; Оп - расход воды, выносимой из газонасыщенного пласта на уровне текущего ГВК; К*- вертикальная проницаемость пласта-коллектора; р.в* вязкость воды в пластовых условиях: рв - плотность воды.

Тогда можно записать для полости:

\

Рзс = Ргхмре9^ Ацк Оц

(12

для пористой среды:

Рэс = РшНРв.дН1+ДР (13)

ДР = Уср цвЖ/К* (14)

Решая систему уравнений (12) - (14) и учитывая, что для сеноманских залежей можетбыть принято приближенное условие

-(^+^>/2 Рпд (15)

а также, что общее количество О выносимой из скважины воды равно

б=Оц+Оп (16)

получим

Ацк = [ (ач+Ьч2)/ 2РПЛ + УфМН1 /К'-рвЯ (Н2 - Н1)] / (О - Оп) ( 17 ) где а и Ь -коэффициенты фильтрационных сопротивлений скважин; ч -дебит скважин.

Проведенный нами анализ результатов определения Ацк по 236-ти скважинам Медвежьего месторождения показал, что по степени герметичности цементного колица (по качеству цементажа) скважины могут быть разделены на' группы, Ацк которых отличаются практически на порядок. При этом только ¡менее половины скважин имеют удовлетворительный цементаж. Так, в 41,5 % скважин Ацкбопее50МПа/(м3/сут),а31,8%скважинимеют Ацк. не выше5МПа/ (м3/сут).

ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ И ТЕПЛОФИЗИ-ЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ШЛЕЙФОВ ПРИ РАЗВЕТВЛЕННОЙ СИСТЕМЕ СБОРА ПО ПРОМЫСЛОВЫМ ДАННЫМ 12.11, 14, 20. 221

Для решения задачи автором были разработаны алгоритмы распределения отбороз, температуры и давления в скважинах и выкидных линиях, реализованные наЗВМ ЕС-1045 и персональных компьютерах. При составлении

алгоритмов были учтены фильтрационные характеристики призабойных зон добывающих скважин, распределение пластового давления по залежи, газодинамические и теплофизические характеристики скважин и выкидных линий, теплопотери потока газа в разное время года, возможность регулирования газопотоков путем изменения сопротивления угловых штуцеров скважинной арматуры и шаровых задвижек на шлейфах перед врезкой в общий коллектор узла входа в УКПГ, эксплуатационжигхнические характеристики внутрипромысловой системы сбора газа (длины, диаметры и число шлейфов, места подключения и типичные схемы подключения добывающих скважин к выкидным линиям), гидравлическое сопротивление УКПГ и участков межпромыслового коллектора.

Для типичных схем подключения скважин к шлейфам были решены задачи распределения газопотоков по выкидным линиям УКПГ с учетом возможности их регулирования и дебитов между добывающими скважинами, подключенными к общему шлейфу.

Известно, что общче теплопотери газового потока в заглубленной трубе определяются, главным образом, теплопотерями в окружающую среду (ДТн) и "дроссель-эффектом" (ДТд-т ) адиабатически расширяющегося потока газа. Уравнение, описывающее эти процессы, по Лейбензону Л.С., Чекалкжу Э.Б., Кривошеину Б.Л., Гриценко А.И., Шухову В.Г. имеет вид:

т„* -тГР +(ТУ -т„у-* -и-^ХРу -Рвх)В ( 18 )

где Тгр, Ту, Твх - соответственно, температура грунта на глубине залегания шлейфов, газа на устье скважины (на входе в выкидную линию) и на входе в УКПГ; I - длина выкидной линии; Ру, Рвх • соответственно давление на устье скважины, подключенной к шлейфу, и на входе в УКПГ; Е -коэффициент Джоуля-Томпсона для данного газа; - коэффициент, учитывающий изменение температуры газа за счет теплопередачи.

Расчет теплофизических ( у) и газодинамических (Ь) характеристик шлейфов производился автором путем решения обратной задачи с использованием промысловых данных (более 500 исследований) и номограмм

интегрального дроссель-эффекта. 8 табл. 1, 2 представлены основные результаты расчетов...

Таблица I

• Теплофизические параметры шлейфов у * 102, (тыс.мЗ/сутУм

Диаметр Месяцы

шлей- ---------------------------------------------------------

фов,м 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 И 12

0.273 5.2 4.8 3.8 5.3 7.1 7.5 5.5 3.0 5.0 5.8 6.1 6.0 0.325 5,5 5.1 4.0 5.6 7.6 8.0 5.9 3.2 5.3 6.2 6,5 6,4 0.42Г 6.1 5.7 4.5 6.3 8.4 8.9 6.5 3.5 5.9 6.8 7.2 7.1

Примечание: у - параметр, характеризующий теплопотери в потоке газа при его движении по шлейфу данного диаметра,длиной 1 м с расходом 1000 мз/сут. (значения применимы для диапазона давлений 8,6 МПа и температур от (+10) до (-30) °С.

Таблица 2

Газодинамические параметры шлейфов Ь*10Н'(МПа сут/тыс.м3)2/м

При диаметре шлейфа, м Примечание

0,273 0,325 0,426 Значения применимы для диапазона

24.00 9,850 2,580 давлений 8,6 МПа и температур от(+10)до

(-30)0 С

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ МАЛОГАБАРИТНОГО ТРУБНОГО ВИХРЕВОГО СЕПАРАТОРА И ЗАБОЙНОГО КЛАПАНА-ОТСЕКАТЕЛЯ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ СЛАБОСЦЕ-МЕНТИРОВАННЫХ ПЛАСТОВ [3, 12, 15, 17, 26-28]

Устройство для газодинамических исследований скважин - коллектор "НАДЫМ-2" (рис. 2) представляет собой двухступенчатый вихревой трубный сепаратор, первая ступень которого снабжена центробежным заверителем, вторая - аналогичным завихрителем и цилиндрическим гидрофобным фтороппастовым фильтром с изменяемой (в процессе изготовления) проницаемостью. Обе ступени снабжены контейнерами-сборниками отбиваемых механических примесей и жидкостей. Блочное исполнение при массе не более 50 кг позволяет легко переносить и монтировать коллектор на шлейфе скважины, а наличие фланцевого сужающего устройства позволяет проводить исследования без выпуска газа в атмосферу. Коллектор предназначен для эксплуатации в полевых условиях севера Тюменской области при температуре воздуха от (-40) до (+40) °С.

Исследования коллектором "НАДЫМ-2" ведет бригада в составе двух человек. Исследования проводятся по "Методике специальных газодинамических исследований без выпуска газа в атмосферу" РД 9510-68-86. По результатам исследований, особенно после проведения лабораторных анализов вынесенных механических примесей и жидкостей, можно обоснованно назначить технологический режим ра^ты добывающей скважины, а .также при необходимости ремонтные работы (крепление призабойной зоны", водоизоляция, промывка песчаных пробок, замена забойных фильтров) и контролировать качество их проведения.

Забойный клапан-отсекатель (рис. 3) предназначен для исключения по дат. флюида на устье для предотвращения аварийной ситуации, в том числе возникновения фс^тана. Предлагаемая конструкция клапана-отсекателя

•Ч 2 «3 « 5 (Га « 10 9 12 2« 19 М

Рис.г. Общий вид коллектора "Надым-2"

I - фланец; 2 - вставка; 3 - завихритель 4 - кольцевая камера; 5 - отбойник; б -ниппель; 7 - контейнер; 8 ~ завихритель," 9 - кольцевая камера; 10 - корпус;. II -фильтр ФЭП - 120-94-250/20; 12- каркас фильтропакета; ХЗ - УСБ 100-16,0 Ж для сухого газа; 14 - гнезда П0У-1-100; 15, 16 - штуцера замера давления; 17,18 -штуцера уравнительных трубок; 19 - термокамера; 20 - приварыш; 21 - полухомут.

Рис .3. Забо йный клал® -отсекатель I - корпус; 2 - окно; 3 -седло; 4 - верхний цилиндр; 5 - нижний цилиндр; 6 - шток 7 - рычажная пара; 8 - ось; 9 - короткое плечо; 10 -длинное плечо; II- выступ; 12 - втулка; 13 - паэьГ; 14 -отверстия; 15 - полость; 16 - золотник; 17 - клапанный узел; 18 - втулка.

повышает надежность работы скважины и снижает на порядок величину газодинамических потерь в процессе эксплуатации скважины в рабочем режиме.

Личный вклад автора в изобретения: Коллектор "НАДЫМ-2" • идея совмещения вихревого сепаратора с замерным устройством расхода газа, расчет оптимальных геометрических размеров фильтропакета и величины проницаемости для обеспечения требуемой производительности устройства с учето" механической прочности фторопластового фильтра; "забойный клапан-отсекатель" - расчет минимального рабочего перепада давления и оптимального интервала времени срабатывания устройства для аварийного закрытия скважины.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Выявлено влияние особенностей сеноманских продуктивных пластов и конструкций скважин газовых месторождений Крайнего Севера на стандартную технологию газодинамических исследований добывающих скважин, интерпретацию их результатов и определены основные задачи по ее усовершенствованию.

2. Выявлены в результате стандартных промысловых газодинамических исследований добывающих скважин Медвежьего, Ямбургского, Уренгойского месторождений многочисленные (более 50% всех исследований) индикаторные кривые, имеющие излом при дебите яо, превышение которого приводит к нарушению линейности фильтрации газа.

3. Разработана и внедрена технология промыслового газодинамического исследования и методика обработки результатов для индикаторных кривых с ■ изломом, по которой определяется значение яо . фильтрационные коэффициенты а и Ь, а также другие ФЕС ПЗП.

4. Разработана методика оценки степени герметичности цементного кольца в добывающих газовых скважинах по результатам газодинамических исследований.

5. Разработана методика, позволяющая определить фактические значения коэффициента теплопередачи шлейфов в течение года и в зависимости от

схемы изоляции для систем внутрилромыслового сбора газа сложных конфигураций в условиях ограниченности исходной промысловой информации.

6. Разработан коллектор "НАДЫМ-2" для проведения промысловых газодинамических исследований добывающих скважин, позволяющий без выпуска газа в атмосферу определить непосредственно на скважине расход газообразной, твердой и жидкой фаз в продукции скважин, а также устройство для повышения надежности работы скважин в условиях высокопродуктивных, но слабосцементированных пластов.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Наличие излома на индикаторных диаграммах ряда скважин Медвежьего, Уренгойского и Ямбургского меторождений.

2. Технология промысловых газодинамических исследований и методика обработки результатов для индикаторных кривых с изломом.

3. Методика оценки степени герметичности цементного кольца.

4. Методика определения фактических значений коэффициента теплопередачи элементов системы сбора газа сложной конфигурации.

5. Устройство для проведения газодинамических исследований скважин и устройство для повышения надежности их работы.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ:

1. Способ восстановления продуктивности газовых скважин /Баранов А.В, Каримов М.Ф., Одегов А И., Немировский И.С. //Геология, бурение и разработка газовых месторождений: Экспресс-информ. /ВНИИЭГазпром. -1977. -Вып. 22. -С. 9-13.

2. Оценка промышленной газоотдачи Медвежьего месторождения и мероприятия по .ее увеличению /Ермилов О.М., Карачинский В.Е., Немировский И.С. и др. - M., 1S8'». - 47 с. - (Разраб. и эксплуатация газ. и газоконденсат, месторождений: Обзор, информ. //ВНИИЭГазпром; Вып. 9).

3. Нелепченко В.М., Середа М.Н., Немировский И.С. Инструкция по освоению газовых скважин Ям")ургского месторождения //Изд. Тюменская правда - РД 9610-56-85. - Тюмень, 1988. - 25 с.

4.Береэняков А.И., Середа М.Н., Немировский И.С. Инструкция по исследованию кустовых скважин, эксплуатирующих сеноманскую газовую залежь Ямбургского месторождения //Изд. Тюменская правда. - РД 951055-85. - Тюмень, 1986. - 25 С.

5.Инструкция по проведению специальных газодинамических исследований пластов и скважин Ямбургского месторождения /Иелепченко В.М., Середа М.Н., Немировский И.С. и др. //Изд. Тюменская правда. - РД 015900-101-87. - Тюмень, 1987. - 31 с.

6.Березняков А.И., Михайлов Н.В., Немировский И.С. Исследования кустовых скважин методом гидропрослушивания //Т«рмогазодинамические процессы и системы их контроля при разведке, транспортировке .и добыче нефти и газа: Доклад на всесоюзной научно-технической конференции. • Термогаз-89. - Харьков, 1989. - С. 143-146.

7.Совершенствование разработки и эксплуатации месторождения Медвежье в условиях проявления активного водонапорного режима /Ермилов О.М., Немировский И.С., Стрижов В.В. и др. - М., 1986. - 40 с. -(Разработка и эксплуатация газ. и газоконденсат, месторождений: Обзор, информ. /ВНИИЭГазпром). - Вып. 7.. - 40 с.

0. Метод повышения производительности газового промысла /Ермилов О.М., Немировский И.С., Стрижов В.В. и др. //Газ. пром. -1986. - N 7. - С. 1617. . .

Э.Методы анализа, контроля и управления разработкой Медвежьего месторождения с целью повышения эффективности его эксплуатации /Ермилов О.М., Немировский И.С., Середа М.Н. и др. М., 1987. - 40 с. -(Разраб. и эксплуатация газ. и газоконденсатных месторождений: Обзор, информ. /ВНИИЭГазпром).

10.Метод анализа ' техноло ических режимов работы скважин /Ермилов О.М., Немировский И.С., Ремизов В.В. и др. //Газ. пром. - 1987. - N 12.- С. 32-33.

11.Совершенствование методов контроля за разработкой Ямбургского месторождения /березняков А.И., Ермилов О.М., Маргулсв А .Р., Немировский И.С. - М., 1988. - 33 с. - (Передовой производственный опыт и организация соцсоревнования: Обзор, информ. /ВНИИЭГазггпм).

12.Метод першения эффективности работ по ревизиям забойных

клапанов-отсекателей /Ермилов О.М., Каприелов К.Л., Немировский И.С. и др. //Газ. пром. -1988. - N 3. - С. 38-40.

13.Режимы работы скважин: технология регулирования /Ермилов О.М., Немировский И.С., Ремизов В.В. и др. //Газ. пром. - 1988. - N 6.- С. 2627.

14.Ьлыт и проблемы разработки месторождения Медвежье в период постоянной добычи /Ермилов О.М., Тер-Сааклн Ю.Г., Немировский И.С.и др. - М.,1989. - 37 с. - (Разраб. и эксплуатация газ, и газоконденсат, месторождений: Обзор, информ. //ВНИИЭГазпром., Вып.2).

15.Уренгойское месторождение: оптимизация сроков ревизий ЗКО /Ермилов О.М., Каприелов К.Л., Немировский И.С. и ДР- //Газ. пром. - 1989. -N8.-С. 52-53.

I о.Экспресс-метод исследования кустовых скважин Ямбургского месторождения /Ермилов О.Ь., Немировский И.С., Сулейманов P.C. и др. UГаз. пром., 1989. - N 9. - С. 56-57.

17.Технология диагностики и эксплуатации скважин в слабосцементированных коллекторах на стадии активного проявления водонапорного режима /Ермилов О.М., Немировский И.С., Середа М.Н. и др. //Газ. пром., 1989. - N 11. - С. 28-29.

18.Проблемы исследования скважин и разработки Ямбургского месторождения /Немировский И.С., Ермилов О.М., Березняков А.И. и др. М., 1990. - 40 с. (Разраб. и эксплуатация газ. и газоконденсат, месторождений: Обзор, информ. /ВНИИЭГазпром).

19.Технология исследования кустовых скважин на нестационарных режимах фильтрации /Ермилов О.М., Немировский И.С,, Сулейманов P.C. и др. //Газ. пром., -1990. - N6. - С. 43-45.

20.Регулирование разработки газовых месторождений Западной Сибири /Гриценко А.И., Нанивский Е.М., Ермилов О.М., Немировский И.С. -М.: Недра, 1991.-304 с.

21 .Немировский И.С. Анализ результатов газодинамических исследований добывающих скважин сеноманской залежи Ямбургского месторождения //Науч.-техн. достижения и перед, опыт, рек. для внедрения в газ. пром-сти: Инфор. сб. /ВНИИЭГазпром. -1990. - Вып. 4. - С. 22-25.

22.Немировский И.С. Особенности подготовки исходных данных для проектирования разработки северных месторождений //Науч.-техн. достижения и перед, опыт, рек. для внедрения в газ. пром-сти: Информ. сб. /ВНИИЭГазпром.-1990.-Вып.7.-С.10-12.

23.Немировский И.С. Метод повышения информативности результатов исследования газовых скважин при стационарных режимах фильтрации /Науч.-техн. достижения и перед, опыт, рек. для внедрения в газ. пром-сти: Информ. сб. /ВНИИЭГазпром. -1990. - Вып.9- С. 12-16.

24.Немировский И.С. Использование результатов теоретических и экспериментальных исследований с целью оценки технического состояния прискважинной зоны сеноманской скважины Медвежьего месторождения //Экспресс-Информ. РАО Газпром/ВНИИЭГазпром,- 1993. - Вып. 6-7. - С. 69.

25.0ценка негерметичности цементного кольца в газовых скважинах. /Ермилов О.М., Ремизов В.В., Немировский И.С., Чугунов Л.С. //Газ. пром. -1994. - N2.-С. 24-25. .

26.A.c. N 1486595 СССР Клапан-отсекатель для газовой скважины /Гайфуллин Р.Ш., Тимашев Г.В., Немировский И.С. //БИ. - 1989. - N 22. -116 с.

27.Совершенствование технологии исследования газовых скважин месторождений севера Тюменской области в период активного проявления водонапорного режима/Ермилов О.М., Ремизов В.В., Немировский И.С. и др. - М., 1994. - 60 с. - (Разраб. и эксплуатация газ. и газоконденсат, месторождений: Обзор, исформ. /ИРЦ Газпром).

28.Расчет содержания капельной жидкости в потоке газа /Ермилов О.М., Ремизов В.В., Немировский И.С., Чугунов Л.С. //Газ. пром. - 1994. - N 6.-С. 28-29.

Соискатель Немировский И.С.

Подписано к печати 23.01.95. Заказ 6(>, Тираж 10П экз. Ротапринт Уф^м' кого государственного не<£?гяного техняч<зсчого ун*в.рс.ит«та г 450.'?;, ул. Космонавтов, i