RU2604101C1 - Способ контроля процесса обводнения газовых скважин - Google Patents

Способ контроля процесса обводнения газовых скважин Download PDF

Info

Publication number
RU2604101C1
RU2604101C1 RU2015145081/03A RU2015145081A RU2604101C1 RU 2604101 C1 RU2604101 C1 RU 2604101C1 RU 2015145081/03 A RU2015145081/03 A RU 2015145081/03A RU 2015145081 A RU2015145081 A RU 2015145081A RU 2604101 C1 RU2604101 C1 RU 2604101C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
temperature
well
wells
values
Prior art date
Application number
RU2015145081/03A
Other languages
English (en)
Inventor
Геннадий Юрьевич Коловертнов
Андрей Николаевич Краснов
Марина Юрьевна Прахова
Сергей Николаевич Федоров
Елена Александровна Хорошавина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority to RU2015145081/03A priority Critical patent/RU2604101C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2604101C1 publication Critical patent/RU2604101C1/ru

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10Locating fluid leaks, intrusions or movements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке и эксплуатации газовых месторождений. Техническим результатом является диагностирование начала обводнения газовых скважин в режиме реального времени и предотвращение их самозадавливания. Для контроля процесса обводнения используют данные стандартных замеров устьевых параметров (давления и температуры), определяют среднеквадратичные отклонения температуры и давления при разных режимах работы скважины и их сравнивают. Начало обводнения устанавливают по изменению во времени значений среднеквадратичного отклонения (СКО) температуры и давления
Figure 00000049
и
Figure 00000050
. По результатам ежедневного замера давления и температуры на устье нормально работающих скважин за определенный промежуток времени определяют значения среднеквадратичного отклонения (СКО) температуры и давления
Figure 00000049
и
Figure 00000050
, которые принимают за образцовые. Производят постоянный замер давления и температуры на устье наблюдаемых скважин, рассчитывают СКО температуры и давления
Figure 00000051
и
Figure 00000052
наблюдаемой скважины, сравнивают эти значения друг с другом и с образцовыми значениями СКО и при выполнении условий
Figure 00000053
,
Figure 00000054
,
Figure 00000055
диагностируют начало обводнения скважины. Анализируя динамику изменения СКО температуры и давления обводненной скважины, при выполнении условий
Figure 00000056
,
Figure 00000057
,

Description

Изобретение относится к газодобывающей промышленности и может быть использовано при разработке и эксплуатации газовых месторождений.
Известен способ контроля обводнения газовых и газоконденсатных месторождений в период их разработки, в соответствии с которым бурят разведочные скважины для отбора проб газа по всему разрезу продуктивного пласта. Затем определяют положение газоводяного контакта (ГВК), концентрации микроэлементов в отобранных пробах газа, после чего строят зависимость этих концентраций от расстояния между зоной вскрытия пласта и ГВК. Далее периодически отбирают газовые пробы из эксплуатационных скважин и по изменению концентраций микроэлементов в них судят о продвижении ГВК и обводнении скважин [Патент РФ №2125150].
Недостатком данного способа является его большая трудоемкость и высокая стоимость, так как для получения базового графика зависимости содержания микроэлементов от положения ГВК требуется провести исследование всей залежи. Далее, отбор проб на устье газовой скважины сопровождается выпуском газа в атмосферу, а следовательно, безвозвратными потерями газа и загрязнением окружающей среды. Кроме того, проведение химических анализов для определения концентрации редких элементов, например йода и брома, требует значительных материальных затрат.
Известен также способ контроля над режимом эксплуатации газовой скважины, при котором осуществляют периодический отбор проб выносимой из скважины жидкости. Далее определяют содержание общей жесткости, гидрокарбонатных, карбонатных ионов и ионов хлора, а о наличии обводнения судят по отношению суммарного содержания гидрокарбонатных и карбонатных ионов к величине общей жесткости [Патент РФ №1830413].
Недостатком данного способа является то, что исследование проб проводится вручную, в аналитической лаборатории промысла, что снижает оперативность контроля. Кроме того, анализу подвергается проба отсепарированной из продукции скважин воды. Она отбирается с помощью специального каплеотделителя, который на время забора пробы устанавливается на буфере газовой скважины или в вентиль на шлейфе. В зависимости от степени обводненности продукции скважины отбор пробы занимает время от нескольких часов до нескольких суток. Периодичность такого гидрохимического контроля составляет не реже 1 раза в квартал (но и не чаще).
Наиболее близким по технической сути к предлагаемому изобретению является способ контроля над процессом обводнения газовых скважин по патенту №2202692, включающий проведение стандартных газодинамических исследований газовых скважин на стационарных режимах фильтрации и определение коэффициентов фильтрационного сопротивления а и b. При этом проводят анализ динамики этих коэффициентов во времени и строят соответствующий график, постоянно сравнивая полученные в результате исследований значение с предыдущими. Вывод о наличии пластовых вод в призабойной зоне пласта делают по скачкообразному увеличению значений коэффициентов фильтрационного сопротивления.
Недостатком данного способа является использование для построения динамики коэффициентов фильтрации результатов текущих стандартных газодинамических исследований на стационарных режимах фильтрации. Эти исследования проводятся, как правило, два раза в год [Правила разработки газовых и газоконденсатных месторождений. - М.: Недра, 1971, с. 57]. Таким образом, изменение состояния скважины внутри этого временного интервала никак не контролируется, что может привести к существенному уменьшению дебита скважин и ее самозадавливанию.
Задачей предлагаемого технического решения является создание способа контроля над процессом обводнения газовых скважин, позволяющего осуществлять мониторинг обводненности газовых скважин в режиме реального времени с минимальными эксплуатационными затратами.
Технический результат достигается путем диагностирования начала обводнения и предупреждения самозадавливания по значениям среднеквадратичных отклонений (СКО) температуры и давления, рассчитанных по результатам ежедневных замеров давления и температуры на устье скважины.
Цель изобретения - осуществление диагностирования начала обводнения газовых скважин в режиме реального времени и предотвращение их самозадавливания.
Поставленная цель достигается тем, что начало обводнения устанавливают по изменению во времени значений некоторых характеристических коэффициентов, рассчитанных по результатам скважинных измерений, а именно значений среднеквадратичного отклонения (СКО) температуры и давления
Figure 00000001
и
Figure 00000002
. Для этого осуществляют ежедневный замер давления и температуры на устье нормально работающих скважин и по результатам этих замеров за определенный промежуток времени определяют значения среднеквадратичного отклонения (СКО) температуры и давления
Figure 00000003
и
Figure 00000004
, которые принимают за образцовые. Производят постоянный замер давления и температуры на устье наблюдаемых скважин, рассчитывают СКО температуры и давления
Figure 00000005
и
Figure 00000006
наблюдаемой скважины, сравнивают эти значения друг с другом и с образцовыми значениями СКО и при выполнении условий
Figure 00000007
,
Figure 00000008
,
Figure 00000009
диагностируют начало обводнения скважины, а затем, анализируя динамику изменения СКО температуры и давления обводненной скважины, при выполнении условий
Figure 00000010
,
Figure 00000011
,
Figure 00000012
диагностируют самозадавливание скважины.
Обычно для контроля за процессом обводнения газовых скважин либо каким-либо способом отбирают пробы скважинной жидкости и проводят ее химический анализ, либо используют данные периодически проводимых газодинамических исследований (ГДИ). В предлагаемом способе используют данные стандартных замеров устьевых параметров (давления и температуры), определение среднеквадратичных отклонений температуры и давления - при разных режимах работы скважины и их сравнение.
Техническая целесообразность предлагаемого метода заключается в отсутствии необходимости установки на скважине каких-либо дополнительных устройств, а экономическая - в сокращении потерь за счет уменьшения дебита скважины и ее остановки вследствие самозадавливания, а также отсутствия капитальных вложений для реализации способа.
Технический результат предлагаемого изобретения:
- оперативное обнаружение начала обводнения скважины;
- повышение надежности эксплуатации газовых скважин за счет предотвращения самозадавливания.
Заявленный технический результат обеспечивается следующим образом.
Оперативное обнаружение начала обводнения скважины обеспечивается за счет того, что для расчета СКО температуры и давления используются данные уже установленной на скважине системы телеметрии, работающей в штатном режиме.
Повышение надежности эксплуатации газовых скважин достигается за счет того, что контроль процесса обводнения и, следовательно, предупреждения процесса самозадавливания скважины ведется в режиме реального времени и поэтому позволяет своевременно принять необходимые меры для предотвращения незапланированных простоев фонда скважин.
На фиг. 1 представлен тренд температуры и давления для нормально работающей скважины; на фиг. 2 представлен тренд температуры и давления для начала обводнения скважины; на фиг. 3 представлен тренд остановки газовой скважины при самозадавливании; на фиг. 4 представлены результаты измерений температуры и давления на скважине №2 (нормально работающая); на фиг. 5 представлены результаты измерений температуры и давления на скважине №5 (начальная стадия обводнения); на фиг. 6 представлен процесс самозадавливания скважины №4.
Способ реализуется следующим образом.
Измерение давления и температуры на устье скважины производят посредством любого установленного на скважине преобразователя, например регистратора технологических параметров РТП-4 или многопараметрического интеллектуального датчика MVT 3808-30A.
Для определения образцовых характеристических значений среднеквадратичного отклонения (СКО) температуры и давления
Figure 00000013
и
Figure 00000014
используют результаты замеров нормально работающих скважин за определенный период времени, позволяющий однозначно утверждать, что скважина эксплуатируется в нормальном установившемся режиме, например, за месяц. Для таких скважин значения температуры и давления испытывают очень незначительные колебания, т.е. практически постоянны (фиг. 1). Поэтому рассчитанные по ним значения СКО температуры и давления с течением времени при промежуточном сравнении будут постоянны и приблизительно одинаковы
Figure 00000015
.
Затем по результатам ежедневных замеров температуры и давления наблюдаемых скважин также с некоторой периодичностью определяют значения СКО температуры и давления
Figure 00000016
и
Figure 00000017
и сравнивают их с характеристическими значениями и друг с другом. Периодичность замеров определяется режимом работы установленной на скважине системы телеметрии и может находиться в диапазоне, например, от 1 до 30 минут.
Обводнение сопровождается перепадами температуры и уменьшением давления (фиг. 2). Уменьшение давления объясняется тем, что происходит рост гидравлического сопротивления и газ не способен пробиваться сквозь накопленную жидкость с прежней силой. Значительные перепады температуры объясняются уменьшением расхода газа вследствие накопления жидкости в скважине. Это, в свою очередь, вызывает уменьшение тепловой инерции объекта и увеличение амплитуды колебаний температуры.
Следовательно, при вычислении СКО температуры и давления результаты в этом случае будут следующие:
1) СКО температуры
Figure 00000018
в процессе обводнения скважины увеличится из-за значительных колебаний температуры и будет существенно отличаться от характеристического значения
Figure 00000019
;
2) СКО давления
Figure 00000020
в процессе обводнения скважины также будет увеличиваться из-за его постепенного уменьшения, т.е.
Figure 00000021
;
3) СКО температуры будет больше СКО давления, так как при обводнении скважины перепад температуры более существенен, чем давления:
Figure 00000022
.
Таким образом, начало обводнения в наблюдаемой газовой скважине диагностируют в том случае, когда одновременно выполняются два условия: значения СКО по обоим параметрам становятся больше соответствующих характеристических значений
Figure 00000023
,
Figure 00000024
, а значение СКО по температуре становится больше значения СКО по давлению
Figure 00000025
.
Снижение пластового давления приводит к увеличению влагосодержания газа, при этом скорость движения газа и массовый расход со временем уменьшаются до критических значений, при которых поток газа не в состоянии выносить скапливающуюся в скважине жидкость. При этом происходит постепенное накопление жидкой фазы в соединительных трубопроводах и на забоях скважин. Это приводит к росту гидравлического сопротивления системы сбора газа в целом, снижению давления на устьях скважин и к возможности их самозадавливания. Оно происходит, когда давление резко понижается до минимального значения, при котором скважина полностью останавливается (фиг. 3). Перепады температуры при этом еще больше возрастают, т.к. расход в этом случае вообще стремится к нулю.
В этом случае вычисление СКО температуры и давления даст следующие результаты:
1) СКО температуры
Figure 00000026
в процессе обводнения скважины и остановки вследствие самозадавливания продолжит увеличиваться, т.е. станет больше значения, соответствующего началу обводнения,
Figure 00000027
;
2) СКО давления
Figure 00000028
в процессе обводнения скважины также будет увеличиваться, поскольку происходит постепенное его уменьшение до минимального значения, и при самозадавливании станет намного больше СКО при начале обводнения,
Figure 00000029
;
3) СКО температуры будет меньше СКО давления, т.к. при самозадавливании скважины перепад давления более существенен, чем температуры:
Figure 00000030
.
После диагностирования начала обводнения анализируют динамику изменений СКО по обоим параметрам и при их дальнейшем увеличении (
Figure 00000031
,
Figure 00000032
), сопровождающемся превышением значения СКО по давлению над значением СКО по температуре (
Figure 00000033
), диагностируют самозадавливание скважины.
Пример конкретной реализации способа.
Предложенный способ апробирован на скважинах №№1-5 куста 510 Уренгойского месторождения.
Для определения образцовых характеристических значений СКО температуры и давления были использованы замеры температуры и давления на устье трех скважин №№1, 2, 3 с нормальным режимом эксплуатации. Эти скважины оснащены регистраторами технологических параметров типа РТП-4. Полученные данные для скважины №2 представлены в графическом виде, на фиг. 4 - в качестве примера.
Результаты обработки экспериментальных данных по всем трем скважинам приведены в таблице 1.
Figure 00000034
Затем были проведены замеры устьевых параметров двух скважин (№№4, 5) в начальной стадии обводнения. Это состояние было создано искусственно закачкой в скважину водометанольной смеси. График изменения давления и температуры для одной из них приведен на фиг. 5, а результаты для обеих скважин - в таблице 2.
Figure 00000035
На фиг. 6 показаны графики изменения температуры и давления для случая самозадавливания скважины. Этот режим, как и в предыдущем случае, также был создан искусственно. Возникновение самозадавливания устанавливалось по показаниям диафрагменного измерителя критического течения (ДИКТ), который установлен на каждой скважине. Результаты расчета СКО для этого случая приведены в таблице 3.
Figure 00000036
Как видно, для диагностирования обводнения газовой скважины достаточно определить среднеквадратичное отклонение температуры и давления нормально работающей скважины. Как только эти значения увеличиваются и СКО температуры начинает превышать СКО давления (
Figure 00000037
), можно диагностировать начало обводнения скважины. Дальнейшее увеличение СКО обоих параметров и изменение соотношения СКО температуры и давления на обратное (
Figure 00000038
) позволяет диагностировать полное обводнение и самозадавливание скважины.
Таким образом, реализация предложенного способа не требует установки каких-либо дополнительных устройств на скважине, проведения дорогостоящих гидрохимических анализов и газодинамических испытаний. Мониторинг состояния скважины ведется в режиме реального времени, что позволяет диагностировать обводнение на самой ранней стадии. Это обеспечивает снижение затрат на эксплуатацию газовых скважин.

Claims (1)

  1. Способ контроля процесса обводнения газовых скважин, при котором начало обводнения устанавливают по изменению во времени значений некоторых характеристических коэффициентов, рассчитанных по результатам скважинных измерений, отличающийся тем, что осуществляют ежедневный замер давления и температуры на устье нормально работающих скважин, по результатам этих замеров за определенный промежуток времени определяют значения среднеквадратичного отклонения (СКО) температуры и давления
    Figure 00000039
    и
    Figure 00000040
    , которые используют в качестве характеристических коэффициентов, принимают эти значения за образцовые, производят постоянный замер давления и температуры на устье наблюдаемых скважин, рассчитывают СКО температуры и давления
    Figure 00000041
    и
    Figure 00000042
    наблюдаемой скважины, сравнивают эти значения друг с другом и с образцовыми значениями СКО и при выполнении условий
    Figure 00000043
    ,
    Figure 00000044
    ,
    Figure 00000045
    диагностируют начало обводнения скважины, а затем анализируют динамику изменения СКО температуры и давления обводненной скважины и при выполнении условий
    Figure 00000046
    ,
    Figure 00000047
    ,
    Figure 00000048
    диагностируют самозадавливание скважины.
RU2015145081/03A 2015-10-20 2015-10-20 Способ контроля процесса обводнения газовых скважин RU2604101C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145081/03A RU2604101C1 (ru) 2015-10-20 2015-10-20 Способ контроля процесса обводнения газовых скважин

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015145081/03A RU2604101C1 (ru) 2015-10-20 2015-10-20 Способ контроля процесса обводнения газовых скважин

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2604101C1 true RU2604101C1 (ru) 2016-12-10

Family

ID=57776875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015145081/03A RU2604101C1 (ru) 2015-10-20 2015-10-20 Способ контроля процесса обводнения газовых скважин

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2604101C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2754656C1 (ru) * 2020-04-30 2021-09-06 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Способ и система измерения расходов многофазного и/или многокомпонентного флюида, добываемого из нефтегазовой скважины
RU2789259C1 (ru) * 2021-12-27 2023-01-31 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Добыча Надым" Способ контроля за обводнением скважин и установка для его осуществления

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1562439A1 (ru) * 1987-06-19 1990-05-07 Ташкентский Политехнический Институт Им.А.Р.Бируни Способ определени обводнени газового пласта
US5058012A (en) * 1989-02-07 1991-10-15 Marathon Oil Company Method of extrapolating reservoir performance
RU2202692C2 (ru) * 2000-07-13 2003-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Надымгазпром" Способ контроля за процессом обводнения газовых скважин
RU2447281C2 (ru) * 2010-05-12 2012-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) Способ контроля за процессом обводнения газовых скважин

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1562439A1 (ru) * 1987-06-19 1990-05-07 Ташкентский Политехнический Институт Им.А.Р.Бируни Способ определени обводнени газового пласта
US5058012A (en) * 1989-02-07 1991-10-15 Marathon Oil Company Method of extrapolating reservoir performance
RU2202692C2 (ru) * 2000-07-13 2003-04-20 Общество с ограниченной ответственностью "Надымгазпром" Способ контроля за процессом обводнения газовых скважин
RU2447281C2 (ru) * 2010-05-12 2012-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева (НГТУ) Способ контроля за процессом обводнения газовых скважин

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2754656C1 (ru) * 2020-04-30 2021-09-06 Шлюмберже Текнолоджи Б.В. Способ и система измерения расходов многофазного и/или многокомпонентного флюида, добываемого из нефтегазовой скважины
US11808149B2 (en) 2020-04-30 2023-11-07 Schlumberger Technology Corporation Method and system for determining the flow rates of multiphase and/or multi-component fluid produced from an oil and gas well
RU2789259C1 (ru) * 2021-12-27 2023-01-31 Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Добыча Надым" Способ контроля за обводнением скважин и установка для его осуществления
RU2799672C1 (ru) * 2023-03-30 2023-07-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Способ мониторинга обводнения газовых скважин

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK179510B1 (en) MULTIFASE FLUID ANALYSIS
US8082780B2 (en) Methods and apparatus for decreasing a density of a downhole fluid
US20140110105A1 (en) Systems and Methods of Monitoring a Multiphase Fluid
US20100132449A1 (en) System and method for analysis of well fluid samples
EP3580623B1 (en) Method for detection and isolation of faulty sensors
Thomann et al. An efficient monitoring concept with control charts for on-line sensors
Halstensen et al. Online estimation of wax deposition thickness in single-phase sub-sea pipelines based on acoustic chemometrics: A feasibility study
CN110162851B (zh) 一种电缆地层测试泵抽数值模拟及其过程的数值校正方法
CN106918606A (zh) 一种降低基于射频法油井井***水监测误差的装置
US20200003044A1 (en) Tool for measuring corrosion in oil wells and method for measuring corrosion
CN111417970B (zh) 利用实时数据的湿井预测
GB2444276A (en) Qualitative and quantitative analysis of gaseous components of multiphase hydrocarbon mixtures
RU2604101C1 (ru) Способ контроля процесса обводнения газовых скважин
RU2476670C1 (ru) Способ определения фильтрационных свойств совместно работающих пластов (варианты)
US9791428B2 (en) Mercury sensor for detecting, differentiating, and measuring organic and inorganic mercury compounds
CN114047087B (zh) 基于参考井和实验数据的筛管冲蚀寿命预测方法
RU2474685C2 (ru) Способ оперативного контроля выноса воды и песка с добываемым продуктом из скважины в асу тп газопромысловых объектов нефтегазоконденсатных месторождений крайнего севера
Yang et al. Fault diagnosis of electric submersible pump tubing string leakage
CN108386182B (zh) 一种基于spc控制图和加权决策树的油井生产异常预警方法
RU2593287C1 (ru) Способ пошагового регулирования добычи газа
US20160041132A1 (en) Fingerprinting for gas lift diagnostics
RU2799672C1 (ru) Способ мониторинга обводнения газовых скважин
RU2685799C1 (ru) Измерение скорости коррозии многопараметрическим датчиком
RU2619602C1 (ru) Способ оперативного контроля выноса воды и песка с добываемым продуктом из скважины в асу тп газопромысловых объектов нефтегазоконденсатных месторождений крайнего севера
NO347308B1 (en) System and method for monitoring the content of a multiphase flow

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181021