Том 335 № 6 (2024)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/6/4368
Прогнозирование безаварийной работы добывающих скважин с горизонтальным окончанием в условиях высокого выноса механических примесей на примере Северо-Комсомольского месторождения
Актуальность. По мере выработки запасов легкодоступной нефти и развития технологий добычи нефтегазодобывающие компании постепенно переходят к разработке ранее нерентабельных активов. За последние пять лет в Западной Сибири в эксплуатацию были введены несколько нефтегазоконденсатных месторождений с нефтяными оторочками, разработка которых дополнительно осложняется высокой вязкостью нефти и слабой сцементированностью пород продуктивного пласта. Низкие значения критической депрессии не позволяют добывать нефть без разрушения продуктивного пласта, а поступающие в скважину механические примеси приводят к пересыпанию интервалов перфорации и отказам внутрискважинного оборудования. Использование математического моделирования применительно к работе скважин в условиях выноса механических примесей позволит контролировать процесс добычи и выбирать оптимальный режим работы скважины. Цель: прогнозирование безаварийной работы добывающей скважины в условиях высокого выноса механических примесей. Объекты: добывающие нефтяные скважины; предметом исследования является движение твёрдых частиц в стволе добывающей скважины, связи и зависимости процесса образования песчаных пробок от режимных параметров работы скважины. Методы: теоретические методы исследования – анализ (анализ моделей расчёта критической скорости потока в горизонтальной трубе (расчёт критической скорости в однофазном потоке; расчёт критической скорости в многофазном потоке; расчёт критической скорости на основе баланса сил)) и моделирование (моделирование работы скважины с выносом механических примесей). Совокупность и сочетание данных методов адекватны цели и задачам, объекту и предмету исследования данной работы. Результаты. Проблема выноса песка характерна не только для месторождений, находящихся на поздних стадиях разработки, но и для месторождений, недавно введённых в эксплуатацию. Пескопроявления являются осложняющим фактором при эксплуатации скважин на Северо-Комсомольском месторождении высоковязкой нефти, расположенном в Западной Сибири. Основным объектом разработки изучаемого месторождения является слабосцементированный песчаный пласт. Добыча нефти на столь сложных участках требует тщательного подхода к выбору системы разработки, к подбору методов борьбы с осложнениями, в том числе и к выбору правильного способа для ограничения пескопроявлений. Тем не менее, независимо от подхода, применяемого для решения проблемы выноса песка, какая-то часть горной породы всё равно будет поступать в скважину. Для предотвращения образования песчаных пробок необходимо понимать характер движения твёрдых частиц вдоль ствола. Оценить, способна ли скважина обеспечивать вынос твёрдых частиц из горизонтального участка, можно с помощью моделирования в специализированных программных продуктах. Моделирование работы скважины с учётом влияния механических примесей позволило решить следующие задачи: 1) определить способность флюида выносить частицы породы из горизонтального участка; 2) определить зоны, в которых есть риск образования песчаных пробок; 3) представить зависимость для расчёта критической скорости для высоковязкой нефти с разной долей обводнённости; 4) оценить, как обводнённость и газовый фактор влияют на работу скважины в условиях высокого выноса механических примесей; 5) рассчитать время образования песчаных пробок.
Ключевые слова:
моделирование работы скважины с выносом механических примесей, модель флюида и модель скважины, поступление твёрдых частиц в скважину через фильтр, определение режима движения песка в скважине, влияние обводнённости продукции на работу скважины, влияние газа на работу скважины, влияние количества твёрдых частиц на перенос песка, определение критической скорости потока