ÓÄÊ 622.276 ИССЛЕДОВАНИЕПОКАЗАТЕЛЕЙРАБОТЫСИСТЕМЫ СКВАЖИНА-ПЛАСТ STUDYPERFORMANCESYSTEM-SEAMWELLS Ìîäåëèðîâàíèå äîáû÷è ãàçà ïðè ïîñòîÿííîé äåïðåññèè. Ìû èçó÷èëè èçìåíåíèÿ â òå÷åíèå âðåìåíè âëèÿíèÿ ñðåäíåãî äàâëåíèå ïëàñòà, åæåãîäíîãî îòáîðà ãàçà, ïîâåäåíèå ãàçîâîãî ïîòîêà, ÷èñëà ñêâàæèí, äëÿ îáåñïå÷åíèÿ çàäàííîãî óðîâíÿ îòáîðà ãàçà îò ïëàñòà. Ïðåäñòàâëåííûé èçìåíåíèÿ äåïðåññèè ãàðàíòèðóþò íåïðåðûâíûé ïîòîê ãàçà â ñêâàæèíàõ, êàê íàêîïëåííûå îòáîðû, ïðè ðàçëè÷íûõ ïðîíèöàåìîñòÿõ è ìîùíîñòÿõ ïëàñòà. A simulation of the gas production at a constant depression at the seams. We study changes over time average reservoir pressure, the annual selections, and the lessons of gas flow and the number of wells to provide a given level of the annual selection of gas from the reservoir. Submitted according depression changes to ensure continuous flow wells, as the accumulated selections, in different pronitsaemostyah and seam thickness. Êëþ÷åâûå ñëîâà: äîáû÷à ãàçà, äåïðåññèÿ ïëàñòà, ìîäåëèðîâàíèå, ñêâàæèíà-ïëàñò, äåáåò ñêâàæèí. Keywords: gas production, depression onn reservion, modeling, well-reservion, well debit. Р.Я. Кучумов, А.А. Сорокин Тюменский государственный нефтегазовый университет, ОАО Ноябрьскгаздобыча, г. Ноябрьск, ЯНАО R.Ya. Kuchumov, A. Sorokin Tumen State Oil and Gas University, Gasprom Dobycha Noyabrsk êðåïêèõ êîëëåêòîðîâ äî òåõ ïîð, ïîêà ãðàäèåíò äàâëåíèÿ íà çàáîå ñêâàæèíû íå äîñòèãíåò îïàñíîé âåëè÷èíû. Ðàñ÷åòû ïðîâåäåì ïðè íà÷àëüíîì ïëàñòîâîì äàâëåíèè 30 ÌÏà è ïîðîâîì îáúåìå çàëåæè 5 ìëðä. ì3. Ïðèìåì, ÷òî ñêâàæèíû ðàáîòàþò ñ ïîñòîÿííîé äåïðåññèåé íà ïëàñò ðàâíîé 3 ÌÏà (äëÿ ðåæèìà ïîñòîÿííîé äåïðåññèè) èëè ïîñòîÿííûì äåáèòîì 200 òûñ. ì3/ñóò (äëÿ ðåæèìà ïîñòîÿííîãî äåáèòà) . Êîëè÷åñòâî îòîáðàí- Ïîñòðîåííàÿ ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü è ðàçðàáîòàííûé íà åå îñíîâå ïðîãðàììíûé ïðîäóêò ïîçâîëÿþò îïðåäåëèòü ñîñòîÿíèå ìîäåëèðóåìîãî ïðîöåññà â ëþáîé ìîìåíò âðåìåíè ïî èçâåñòíîìó åãî íà÷àëüíîìó ñîñòîÿíèþ. Çàäàâàÿ èçìåíåíèå òîãî èëè èíîãî ïàðàìåòðà, âîçìîæíî ñäåëàòü âûâîäû î åãî âëèÿíèè íà ïðîöåññ â öåëîì [1,2]. Ðàññìîòðèì ïðîöåññû äîáû÷è ãàçà èç ïëàñòà ïðè ðàáîòå ñêâàæèí â ðåæèìå ïîñòîÿííîé äåïðåññèè íà ïëàñò è ðåæèìå ïîñòîÿííîãî äåáèòà. Ðåæèì ïîñòîÿííîé äåïðåññèè íà ïëàñò õàðàêòåðåí äëÿ óñëîâèé ýêñïëóàòàöèè çàëåæè, ïðèóðî÷åííîé ê îòíîñèòåëüíî íåïëîòíûì ïîðîäàì, ñïîñîáíûì ðàçðóøàòüñÿ ïðè äîñòàòî÷íî áîëüøèõ îòáîðàõ ãàçà èç ñêâàæèíû. Âî èçáåæàíèå ýòîãî ñêâàæèíó ñëåäóåò ýêñïëóàòèðîâàòü ïðè ãðàäèåíòå äàâëåíèÿ íà çàáîå íèæå äîïóñòèìîãî. Ðåæèì ïîñòîÿííîãî äåáèòà ïðèìåíÿåòñÿ ÷àùå âñåãî, òàê Рисунок 1. Графики изменения во времени среднего пластово êàê îí óäîáåí ñ òî÷êè çðåíèÿ ïðàêòè÷åñго давления(а), годового(б) и накопленного(в) отбо êîé îñóùåñòâèìîñòè è ïðèìåíèì äëÿ ров газа для режима постоянной депрессии на пласт Разработка нефтегазовых месторождений 2009,том7,№1 53 íîãî ãàçà â êàæäûé ãîä íà âñåì èíòåðâàëå ðàñ÷åòà áóäåì ñ÷èòàòü èçâåñòíûì. Âåñü èíòåðâàë ðàñ÷åòà ïîäåëèì íà 2 îòðåçêà. Ïåðâûé îòðåçîê õàðàêòåðèçóåòñÿ óâåëè÷åíèåì òåìïà îòáîðà ãàçà è ñîîòâåòñòâóåò ïåðèîäó íàðàñòàþùåé äîáû÷è ãàçà. Âòîðîé îòðåçîê õàðàêòåðèçóåòñÿ ïîñòîÿííûì òåìïîì îòáîðà ãàçà è ñîîòâåòñòâóåò ïåðèîäó ïîñòîÿííîé äîáû÷è ãàçà. Íà ðèñóíêàõ 1 è 2 ïðåäñòàâëåíû ãðàôèêè èçìåíåíèÿ âî âðåìåíè ñðåäíåãî ïëàñòîâîãî äàâëåíèÿ, ãîäîâîãî è íàêîïëåííîãî îòáîðîâ ãàçà, äåáèòà ñêâàРисунок 2. Графики изменения во времени дебита газовой сква æèí è èõ ïîòðåáíîãî êîëè÷åñòâà äëÿ жины(а) и потребного числа скважин(б) для режима îáåñïå÷åíèÿ çàäàííîãî ãîäîâîãî îòáîпостоянной депрессии на пласт ðà ãàçà èç ïëàñòà, ïîëó÷åííûå â ðåçóëüòàòå ìîäåëèðîâàíèÿ ïðîöåññà äîáû÷è ãàçà ñêâàæèíàìè ïðè ïîñòîÿííîé äåïðåññèè íà ïëàñò. Èç ãðàôèêîâ âèäíî, ÷òî ðàññìàòðèâàåìûé ïðîöåññ õàðàêòåðèçóåòñÿ ñíèæåíèåì äåáèòîâ ñêâàæèí è ðîñòîì èõ ïîòðåáíîãî ÷èñëà äëÿ îáåñïå÷åíèÿ çàäàííîãî òåìïà îòáîðà ãàçà âî âðåìåíè. Ðàññìàòðèâàÿ îòäåëüíî ïåðèîäû íàðàñòàþùåé è ïîñòîÿííîé äîáû÷è ìîæíî îòìåòèòü, ÷òî òåìï ðîñòà ïîòðåáíîãî êîëè÷åñòâà ñêâàæèí â I ïåðèîä Рисунок 3. Графики изменения во времени накопленного отбора газа (а), потреб ного числа скважин(б) и удельного накопленного отбора газа, прихо îïèñûâàåòñÿ ëèíåéíîé дящегося на 1 пробуренную скважину(в) для режима постоянной ôóíêöèåé, â òî âðåìÿ êàê депрессии на пласт âî II ïåðèîä — ïîëèíîìîì ñòåïåíè n=3. Èçìåíåíèå äåáèòà ñêâàæèí è ïëàñòîâîãî äàâëåíèÿ â öåëîì èìååò ëèíåéíûé âèä. Îñîáûé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿþò ãðàôèêè, èçîáðàæåííûå íà ðèñ 3. Ìû âèäèì èçìåíåíèÿ âî âðåìåíè íàêîïëåííîãî îòáîðà ãàçà, ïîòðåáíîãî ÷èñëà ñêâàæèí è óäåëüíîãî íàêîïëåííîãî îòáîðà ãàçà, ïðèõîäÿùåãîñÿ íà 1 ïðîáóðåííóþ ñêâàæèíó. Âèä êðèâîé «â» ïîçâîëÿåò ñäåëàòü âûâîä Рисунок 4. Графики изменения во времени пластового давления(а), годового(б) и î òîì, ÷òî äàëüíåéøåå накопленного(в) отборов газа для режима постоянного дебита 54 Разработка нефтегазовых месторождений 2009,том7,№1 Рисунок 5. Графики изменения во времени потребного числа сква жин(а), годового(б) и накопленного(в) отборов газа для режима постоянного дебита Рисунок 6. Графики изменения во времени потребного числа сква жин(а), забойного давления(б) и депрессии на пласт(в) для режима постоянного дебита Рисунок 7. Графики изменения депрессии обеспечивающей посто янный дебит скважины по мере увеличения накоплен ных отборов газа при различных значениях коэффици ента проницаемости пласта ðàçáóðèâàíèå çàëåæè ïðè äàííûõ óñëîâèÿõ åå ðàáîòû ïîñëå 18 ãîäà îò íà÷àëà ðàçðàáîòêè áóäåò ýêîíîìè÷åñêè íåöåëåñîîáðàçíî, è íàñòóïàåò ïåðèîä ïàäàþùåé äîáû÷è ãàçà. Íà ðèñóíêàõ 4–5 ïîêàçàíû ãðàôèêè èçìåíåíèÿ ïîêàçàòåëåé ðàáîòû ñèñòåìû ñêâàæèíà-ïëàñò âî âðåìåíè ïðè ýêñïëóàòàöèè ñêâàæèí ñ ïîñòîÿííûì äåáèòîì. Èç äàííûõ ãðàôèêîâ âèäíî, ÷òî òåìï ïàäåíèÿ ïëàñòîâîãî äàâëåíèÿ äëÿ ðåæèìîâ ïîñòîÿííîãî äåáèòà è ïîñòîÿííîé äåïðåññèè îñòàåòñÿ íåèçìåííûì, è çàâèñèò òîëüêî îò íà÷àëüíîãî ñîñòîÿíèÿ ïëàñòà è çíà÷åíèÿ ãîäîâîãî îòáîðà ãàçà. Ñîãëàñíî ðèñóíêàì 5 è 6 ïðîöåññ äîáû÷è ãàçà ïðè ïîñòîÿííîì äåáèòå ñêâàæèí â ïåðèîä ïîñòîÿííîãî îòáîðà ãàçà õàðàêòåðèçóåòñÿ ïîñòîÿííûì çíà÷åíèåì ïîòðåáíîãî êîëè÷åñòâà ñêâàæèí äëÿ ïîääåðæàíèÿ òðåáóåìîãî òåìïà îòáîðà ãàçà.  òî æå âðåìÿ äëÿ äàííîãî ïðîöåññà õàðàêòåðíî ñíèæåíèå çàáîéíîãî äàâëåíèÿ è óâåëè÷åíèå âåëè÷èíû äåïðåññèè íà ïëàñò. Ïðè ðàññìîòðåíèè äàííîãî ïðîöåññà ñëåäóåò îáðàòèòü âíèìàíèå íà çíà÷åíèå çàáîéíîãî äàâëåíèÿ â ïîçäíèå ïåðèîäû âðåìåíè. Êàê âèäíî èç ðèñ 6, ïî ïðîøåñòâèè 13 ëåò ïîñòîÿííîãî îòáîðà ãàçà, çàáîéíîå äàâëåíèå ïðèîáðåòàåò òåíäåíöèþ ê íà÷àëó áîëåå ðåçêîãî ïàäåíèÿ. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî ãðàäèåíò äàâëåíèÿ íà çàáîå ñêâàæèíû îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëåí çàáîéíîìó äàâëåíèþ, ëîãè÷íî îæèäàòü ðåçêîå åãî óâåëè÷åíèå. Òàêèì îáðàçîì èç ãðàôèêà ìîæíî ñäåëàòü âûâîä î òîì, ÷òî ãðàäèåíò äàâëåíèÿ ïðåâûñèò êðèòè÷åñêîå çíà÷åíèå ïî èñòå÷åíèè 20 ëåò ñ íà÷àëà äîáû÷è, è äëÿ äàëüíåéøåé ðàáîòû ñêâàæèí ïîòðåáóåòñÿ óñòàíîâèòü íîâûé òåõíîëîãè÷åñêèé ðåæèì. Òàêèì îáðàçîì ìàòåìàòè÷åñêîå ìîäåëèðîâàíèå ðàññìàòðèâàåìûõ ïðîöåññîâ äîáû÷è ãàçà ïîçâîëèëî íàì îõàðàêòåðèçîâàòü èõ è ñïðîãíîçèðîâàòü èçìåíåíèå èõ îñíîâíûõ ïîêàçàòåëåé âî âðåìåíè. Ìàòåìàòè÷åñêèå ìîäåëè, ïîçâîëÿþò íå òîëüêî ðàññ÷èòûâàòü èçìåíåíèÿ ïîêàçàòåëåé ìîäåëèðó- Разработка нефтегазовых месторождений 2009,том7,№1 55 Рисунок 9. Графики зависимости дебита скважины от депрессии при различных значениях толщины пласта Рисунок 8. Графики зависимости дебита скважины от депрессии при различных значениях коэффициента проницаемости пласта ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ 1. Î íåêîòîðûõ àñïåêòàõ ïðèìåíåíèÿ ìàòåìàòè÷åñêèõ ìîäåëåé îáúåêòà ðàçðàáîòêè â ÀÑÓ. / Ëèñàãîð Ì.Ñ. // Àâòîìàòèçèðîâàííûå ñèñòåìû óïðàâëåíèÿ â íåôòÿíîé è ãàçîâîé ïðîìûøëåííîñòè. Ì. 1973. — Ñ. 66–68. 56 åìûõ ïðîöåññîâ. Íà îñíîâå àíàëèçà äàííûõ ìîäåëèðîâàíèÿ âîçìîæíî äåëàòü âûâîäû î âëèÿíèè òåõ èëè èíûõ ïàðàìåòðîâ ïðîöåññà, íà åãî ôóíêöèîíèðîâàíèå, à òàêæå âûâîäèòü âçàèìîñâÿçè ìåæäó åãî ðàçëè÷íûìè ñîñòàâëÿþùèìè. Íà ðèñóíêå 7 ïðåäñòàâëåíû ãðàôèêè èçìåíåíèÿ äåïðåññèè, îáåñïå÷èâàþùåé ïîñòîÿííûé äåáèò ñêâàæèíû, ïî ìåðå ðîñòà íàêîïëåííûõ îòáîðîâ èç ïëàñòà, ïðè ðàçëè÷íûõ ïðîíèöàåìîñòÿõ ïëàñòà. Èç ãðàôèêîâ âèäíî, ÷òî òåìï ðîñòà äåïðåññèè ïðè ðàçðàáîòêå íèçêîïðîíèöàåìûõ êîëëåêòîðîâ çíà÷èòåëüíî âûøå, ÷åì ïðè ðàçðàáîòêå âûñîêîïðîíèöàåìûõ è îòêëîíÿåòñÿ îò ïðÿìîé. Ðàññìîòðèì ãðàôèêè ïðåäñòàâëåííûå íà ðèñóíêàõ 8 è 9. Ãðàôèêè èçîáðàæàþò çàâèñèìîñòü äåáèòà ñêâàæèíû îò äåïðåññèè íà ïëàñò ïðè ðàçëè÷íûõ çíà÷åíèÿõ ïðîíèöàåìîñòè è òîëùèíû ïëàñòà. Ïðè èõ ðàññìîòðåíèè ìîæíî çàìåòèòü, ÷òî ïðè óâåëè÷åíèè äåïðåññèè êðèâàÿ äåáèòà ñêâàæèíû îïèñûâàåòñÿ ñòåïåííîé ôóíêöèåé, òî åñòü ñòðåìèòüñÿ ê îïðåäåëåííîìó ïðåäåëüíîìó çíà÷åíèþ. Òàêèì îáðàçîì, íà îñíîâàíèè àíàëèçà êðèâûõ çàâèñèìîñòè äåáèòà ñêâàæèíû îò äåïðåññèè ìîæíî ñäåëàòü âûâîä î òîì, ÷òî ïðîíèöàåìîñòü è òîëùèíà ïëàñòà ÿâëÿþòñÿ ôàêòîðàìè, îãðàíè÷èâàþùèìè ïðåäåëüíî äîïóñòèìûå äåáèòû. 2. Ââåäåíèå â òåîðèþ ðàçíîñòíûõ ñõåì. / Ãîäóíîâ Ñ.Ê., Ðÿáåíüêèé Â.Ñ. Ì., Ôèçìàòãèç, 1962. ñ. 243. «Modeling and managment of oil and gas production processes» e-mail appmath@tgngu.ru Ð.ß. Êó÷óìîâ, ä.ò.í., ïðîô., çàâ. êàôåäðû Ìîäåëèðîâàíèÿ è óïðàâëåíèÿ ïðîöåññàìè íåôòåãàçîäîáû÷è Òþì. ÍÃÓ ÐR.Ya. Kuchumov, PhD, prof, Head of Ñîðîêèí À.À. çàì. ãåí. äèðåêòîðà ÎÀÎ Íîÿáðüñêãàçäîáû÷à ã. Íîÿáðüñê, ßÍÀÎ Sorokin A.A. Deputy of Gasprom dobycha Noyabesk, Noyabrsk Разработка нефтегазовых месторождений 2009,том7,№1