Розраховано і графічно представлено математичну модель процесу охоплення пласта витісненням водою і газом на базі експериментальних даних з нафтових покладів Коржівського нафтогазоконденсатного родовища. Наведено принципи керування коефіцієнтом охоплення пласта витісненням з врахуванням неоднорідності покладів нафти В-18н і В-19в, В-19н вказаного родовища і співвідношення в'язкостей флюїдів. Розроблену модель перевірено на адекватність, результати розрахунків порівняно з емпіричною залежністю, яка одержана в результаті проведених лабораторних досліджень низки родовищ. Оцінено ефективність водогазового діяння на пласт на основі практичного закордонного досвіду.

Історія експлуатації нафтових родовищ свідчить, що невірно прийняте технологічне рішення може призвести як до аварійних ситуацій під час розробки родовища, так і до економічних втрат. Це обумовило зацікавленість до створення систем, методик підтримки прийняття рішень фахівцями нафтогазової промисловості на етапах проектування і, власне, експлуатації родовищ. Запропоновано методику формування експертних систем для аналізу роботи нафтових родовищ на основі прийнятих технологічних рішень Прикарпатського нафтогазового регіону.

Розглянуто причини зниження продуктивних характеристик під час розкриття і освоєння пластів з аномально низьким пластовим тиском. Доведено, що системне вирішення проблем закінчення свердловин дозволяє якнайповніше реалізовувати ряд ефектів, безпосередньо пов'язаних з підвищенням якісних, економічних і екологічних показників робіт на свердловинах.

Запропоновано методику для визначення тривалості періоду фонтанування нафтової свердловини за ретроспективними даними фактичної її експлуатації із врахуванням початку розгазування нафти за межами свердловини, у свердловині чи в покладі. Фільтрація рідини в пласті описується двочленною, степеневою чи лінійною залежністю. Методика може застосовуватися для оцінювання тривалості періоду фонтанування свердловини на підставі використання даних проекту розробки нафтового родовища.

Запропоновано комплексний науково обгрунтований підхід до досліджень та розробки технології нанесення зміцнювальних покриттів і визначення їх ефективності стосовно деталей запірної арматури. Розроблено математичну модель локального зношення з урахуванням особливостей контактної взаємодії пари шибер - сідло. Одержано аналітичні залежності для оцінки товщини зміцнювальних покриттів і геометрії деталей після їх нанесення. Наведено розрахункові залежності для оцінки заповнення ствола установки детонаційно-газового зміцнення, що забезпечують якісне формування детонаційного покриття на поверхні зміцнювальних деталей.

Досліджено вторинні зміни порожнинного простору глибокозанурених порід-колекторів Внутрішньої зони Передкарпатського прогину (ВЗПКП). У результаті вивчення та аналізу кернового матеріалу з глибоких і надглибоких свердловин ВЗПКП встановлено, що формування зон постседиментаційного розущільнення порід та, відповідно, покращання фільтраційно-ємнісних властивостей піщано-алевритових колекторів з аномально високими значеннями їх пористості та проникності зумовлене розташуванням свердловин в районі активної тектонічної діяльності з широким розвитком диз'юнктивних порушень. А відповідне формування вторинного пустотного простору пов'язано з випереджуючим фронтом вуглекислоти, яка поступає в колектор по ослаблених (тріщинуватих) зонах. Доведено, що головними критеріями потенційного прогнозу вторинної пористості на великих глибинах є присутність у розрізі окремих зон з підвищеною пористістю, проникністю та розущільненістю порід на загальному тлі закономірного погіршення колекторських властивостей з глибиною. Прогнозування та картування зон постседиментаційного розущільнення порід як перспективних об'єктів пошуку скупчень нафти та газу на великих глибинах необхідно проводити шляхом комплексування всього наявного геолого-геофізичного матеріалу з залученням даних мінерало-петрографічних, петрофізичних і гідрохімічних досліджень. Під час буріння свердловин необхідно не допускати різкого зниження протитиску на пласт, щоб запобігти незворотному закриттю тріщин, що і є причиною короткотривалих фонтанувань (по декілька тонн на добу) з надглибоких свердловин прогину під час їх випробування.

На основі розділення загального потоку у свердловині на рідинний і газорідинний потоки розроблено методику поточної оптимізації роботи фонтанної свердловини за критерієм одержання найбільшого значення коефіцієнта корисної дії, що дозволяє повніше використати природну пластову енергію і продовжити термін її фонтанування.

Выполнена постановка задачи параметрической идентификации для водонефтяных пластов в случае, когда одна из жидкостей, что фильтруется, имеет аномальный характер. При этом задача идентификации сформулирована как задача оптимального управления, которое сводится к отысканию экстремума критерия качества (функционала). Получены условия существования и единства решения задачи идентификации по параметрам настройки математической модели, а также дифференцированности критерия качества, в связи с чем доказаны соответствующие теоремы.

Вивчено спільну узгоджену роботу фонтанної свердловини і нафтового покладу в часі у режимі розчиненого газу, що надає можливість розраховувати зміни в часі мінімального вибійного тиску фонтанування. Запропоновано методику розрахунку умови спільної роботи нафтового покладу і видобувної свердловини у всіх режимах газліфтного фонтанування, виділено області неузгодженої та узгодженої роботи, причому узгоджена робота може бути стійкою і нестійкою, а тривалість газліфтного фонтанування можливе тільки за певного вибійного тиску, що й необхідно враховувати у ході проектування і запускання свердловини в експлуатацію.

Вирішено актуальне науково-технічне завдання розробки методу та засобів контролю технічного стану відцентрових насосних агрегатів (ВНА) системи підтримання пластового тиску для підвищення надійності їх експлуатації та забезпечення більш повного використання ресурсу. Розглянуто особливості роботи насосних агрегатів у системі підтримання пластового тиску, причини і фактори, що зумовлюють виникнення їх дефектів та відмов. Проведено аналіз відцентрового насосного агрегату як об'єкта вібродіагностики та розроблено його діагностичну модель. Наведено аналіз результатів експериментальних досліджень зв'язку зміни вібрації робочих органів ВНА зі зміною їх технічного стану, визначено діагностичну ознаку і суму добутків значень амплітуди віброшвидкості експериментально визначених найбільш інформативних частотних складових на відповідні вагові коефіцієнти та розроблено на їх основі новий метод контролю. Розроблено методичне, технічне і програмне забезпечення для реалізації запропонованого методу контролю стану ВНА.

Запропоновано методику оптимізації режимів роботи фонтанних свердловин без виконання промислових досліджень на підставі побудови кривих розподілу тиску вздовж ліфтових труб і характеристичних кривих. За критерій оптимізації взято максимальний дебіт свердловини, який відповідає максимальному відбору з об'єкта розробки.

Фонтанний спосіб експлуатації нафтових свердловин базується на використанні природної пластової енергії, тож як природний спосіб є найраціональнішим. Тому продовження періоду фонтанування залишається актуальним завданням на кожному нафтовому родовищі. Одним із найбільш доступним напрямків продовження тривалості є узгодження роботи свердловини і покладу в часі протягом усього "життя" цих двох послідовних ланок єдиної системи видобування нафти. Досліджено спільну взаємодію фонтанної свердловини і нафтового покладу під час режиму розчиненого газу, що уможливлює розрахунок зміни в часі мінімального вибійного тиску фонтанування.

Запропоновано нові методи та засоби безсепараційного контролю структури та визначення фазового складу газорідинних потоків нафтогазових і газоконденсатних свердловин. Розроблено методи ідентифікації структури потоку на основі вейвлет декомпозиції і символізації його сигналів, алгоритмів штучних нейронних мереж та аналітичних двофлюїдних моделей потоку. Запропоновано комплексний метод поточного визначення фазового складу потоку шляхом поєднання гідростатичного, взаємно кореляційного акустичного й імпедансного методів контролю. Вдосконалено метод контролю водовмісту потоку застосовуючи розроблену конструкцію імпедансного давача та частотні годографи його сигналів як образи водовмісту потоку. Розроблено метод визначення фазових швидкостей потоку на основі вейвлет декомпозиції та взаємо кореляційного аналізу сигналів генерованих потоком. Розроблено інформаційно-вимірювальну систему поточного контролю фазового складу потоку свердловини за умов нафтогазових промислів та виконано її метрологічний аналіз.

Теоретично обгрунтовано та розроблено науково-методичні підходи та практичні рекомендації щодо оцінювання економічної ефективності експлуатації свердловин нафтогазовидобувних підприємств. Розроблено науково-методичний підхід щодо оцінювання економічної ефективності використання свердловин і прогнозування ризиків їх вибуття з експлуатаційного фонду, що дозволяє сформувати ефективні портфелі методів збільшення нафтовіддачі на основі економічного механізму управління ризиком вибуття свердловин. Запропоновано методичні підходи до відбору показників оцінювання економічної ефективності діяльності нафтогазовидобувних підприємств, що поєднують фінансові, техніко-технологічні, соціально-економічні аспекти за всіма функціональними підрозділами підприємств. Розроблено моделі економічної оцінки експлуатації свердловин з використанням методів імітаційного моделювання, що дозволяють побудувати області потенційних ризиків вибуття свердловин з врахуванням можливих економічних втрат та особливостей життєвих стадій розвитку.

На основі розроблених методів комплексного аналізу, створено підхід до розв'язання нелінійних крайових задач неізотермічної багатофазної фільтрації в елементах площового заводнення за умов збурення фільтраційної течії тріщинами гідравлічного розриву пласта. Побудовано числовий алгоритм для розрахунку гідродинамічної сітки, відшукання полів температури та насиченості, координат критичних точок, фільтраційних витрат як на нагнітальних, так і на експлуатаційних свердловинах, моментів часу прориву витісняючого реагенту та повного заводнення експлуатаційних свердловин, встановлення значень об'єму витісненого флюїду протягом визначеного часу та відповідного об'єму, що залишається у пласті в довільний момент часу, зокрема після припинення процесу витіснення, а також відшукання місцезнаходження ділянок "застою" нафти тощо. Проведено аналіз числових розрахунків перерозподілу відповідних фільтраційних характеристик та встановлено особливості протікання процесу витіснення нафти у випадках неізотермічної та ізотермічної фільтрації.

Подано вимоги чинних в Україні нормативних документів до обв'язки гирла експлуатаційних свердловин, типові схеми та основні параметри фонтанних арматур. Розглянуто фонтанні арматури, які експлуатуються в нафтогазовому комплексі України. Описано допоміжне та запобіжне обладнання для обв'язки таких арматур. Висвітлено нові вітчизняні технології виготовлення елементів фонтанних арматур. Наведено приклади про відкриті фонтани, пов'язані з розгерметизацією зазначених арматур.

Зазначено, що рівень забезпеченості потреб народного господарства України власною нафтою є досить низьким, і за різними сценаріями статистичного прогнозування немає підстав припускати, що ситуація зміниться в найближчому майбутньому. Значні перспективи пов'язують із нафтогазоносністю глибинних розрізів земної кори та кристалічного фундаменту. Природну енергію існуючих нововідкритих родовищ слід реалізувати якомога раціональніше, тобто необхідно оптимізувати роботу нафтових свердловин. Одним із найбільш ефективних способів видобування нафти є фонтанна експлуатація свердловин. Стосовно фонтанної свердловини з метою подовження періоду її природного фонтанування на основі раціонального використання пластової енергії взято як критерій коефіцієнт корисної дії (к.к.д.) процесу фонтанування. На відміну від розрахунку к.к.д. процесу піднімання однорідної рідини та к.к.д. газорідинного піднімача з використанням наближених залежностей і виконання натурних довготривалих досліджень, розроблено метод і, відповідно, практичну методику оптимізації роботи фонтанних свердловин на основі положень сучасної теорії висхідних потоків газоводонафтових сумішей. Суть методу полягає у виконанні числового експерименту з використанням фактичних промислових даних про свердловину і режим її роботи та про властивості флюїдів. В основу розрахунку покладено рівняння збереження маси (з узгодженням роботи пласта і свердловини через величину вибійного тиску) і рівняння руху газоводонафтової суміші за допомогою методу Поеттмана-Картнтера. Розрахунки виконуються "вручну" або з використанням ПК за розробленою програмою. Методика базується на використанні способу оптимізації функції, відомого як метод золотого перерізу. Змінюючи параметри впливу, одержуємо залежності к.к.д., що надає змогу оптимізувати роботу свердловини.

Індекс рубрикатора НБУВ: И361.1 + И361.21

Рубрики:

Фонтанна експлуатація нафтових свердловин

Газліфт

Шифр НБУВ: Ж23665 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто особливості оцінки початкових запасів пластових вуглеводневих систем, що розробляються як на виснаження пластової енергії, так і з підтриманням пластового тиску. Описано особливості використання різних формул матеріального балансу та методів оцінки початкових запасів газу, що на них грунтуються. Запропоновано нову методику та виведено формулу матеріального балансу з врахуванням покомпонентного видобутку пластових флюїдів, зміни їх фізичних властивостей в процесі розробки покладу, стисливості породи та поступлення в поклад води. Перевагою запропонованої методики є можливість її застосовування як для газового покладу, так і для нафтового без модифікації - незалежно проводиться розрахунок при тиску, вище або нижче тиску насичення, з нагнітанням води чи без нього.

На базі числових методів квазіконформних відображень проведено математичне моделювання нелінійних процесів витіснення нафтогазової суміші з низькопроникних (типу сланцевих) осадових порід в елементах площового заводнення з урахуванням впливу тріщин гідравлічного розриву. Розроблено алгоритм для проведення числових розрахунків перерозподілу відповідних характеристик: дебітів експлуатаційних свердловин, квазіпотенціалу швидкості фільтрації, координат критичних точок типу призупинки тощо.