Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Разработка нефтяных и газовых месторождений

Диссертационная работа:

Люгай Дмитрий Владимирович. Совершенствование научно-методических основ проектирования и анализа разработки месторождений сернистого газа : Дис. ... д-ра техн. наук : 05.15.06 : Ташкент, 1998 307 c. РГБ ОД, 71:04-5/157-9

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ОСНОВНЬЕ ПРОБЛЕМ] ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ РАЗРАБОТКИ И ДОБЫЧИ ПРИРОДНОГО ГАЗА 16

1.1 Общая характеристика современного этапа развития научных основ разработки месторождений природного газа 17

1.2 Основные принципы построения и исследования систем разработки и добычи природного газа 23

1.3 Методы решения задач исследования систем разработки месторождений природного газа 39

1.4 Постановка задач исследований 45

Выводы к главе 1 51

Глава 2. ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИХ С УЧЕТОМ ОСОБЕННОСТЕЙ ПАКЕРНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН 53

2.1 Исследование на стационарных режимах фильтрации газа 53

2.1.1 Математическая модель фильтрации газа 53

2.1.2 Композиционная модель стационарного притока газа к скважине 66

2.2 Исследование на нестационарных режимах

фильтрации газа S8

2.2.1 Модели нестационарного притока газа к скважине

2 Стабилизация и восстановление давления в газовой скважине 98

Исследование каперных скважин на стационарных режимах фильтрации 107

1 Особенности газодинамических исследований каперных скважин 107

2 Композиционная модель сложной динамической системы "пласт-скважина" 112

3 Математическая модель движения газа в системе "пласт-скважина" 120

4 Методика обработки и интерпретации результатов газодинамических исследований каперных скважин 140

Выводы к главе 2 149

Глава 3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ПАКЕРНЫХ СКВАЖИН НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ СЕРНИСТОГО ГАЗА 152

Общие принципы установления (выбора) технологического режима работы скважин на месторождениях природного газа 152

Факторы, определяющие выбор технологического режима работы скважин на месторождениях сернистого газа 156

Технологический режим работы каперных скважен месторождениях сернистого газа 162

1 Выбор технологического режима работы каперных скважин на месторождениях сернистого газа 162

2 Метод определения величины допустимой комплексной депрессии при установлении технологического режима 169

З Методика прогнозирования и контроля технологического режима работы каперных скважин на месторождениях сернистого газа 172

Изменение технологического режима в процессе эксплуатации месторождения ; 178

Выводы к главе 3

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИТОКА ГАЗА К СИСТЕМЕ ПАКЕРНЫХ СКВАЖИН 1S3

Математическая модель "средней" скважины 184

Методы определения параметров "средней" скважины 187

1 Графоаналитический метод определения параметров "средней" скважины 188

2 Аналитический метод определения параметров "средней" скважины 190

Практическое приложение модели "средней" скважины при проектировании разработки месторождений сернистого газа 201

Выводы к главе 4 204

Глава 5. НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И АНАЛИЗА РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СЕРНИСТОГО ГАЗА, ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ ПАКЕРНЫМИ СКВАЖИНАМИ

Методы расчета технологических показателей разработки месторождений сернистого газа 207

Метод расчета технологических показателей разработки месторождений с использованием

модели "средней" каперной скважины 207

Алгоритм расчета технологических показателей разработки методом "средней" каперной скважины 209

Методология использования и сочетания различных по сложности математических моделей при проектировании разработки месторождений сернистого газа 216

Методы и модели поиска оптимальных технологических решений при проектировании и анализе разработки месторождений сернистого газа 229

Общие замечания о постановке задачи 229

Исследование альтернативных вариантов технологического режима работы каперных скважин

на месторождениях сернистого газа 233

Экономико-математическая модель для определения оптимального технологического режима работы каперных скважин 240

Результаты аналитических исследований характера изменения технологических показателей разработки каперными скважинами месторождений сернистого газа при различных технологических режимах 245

Основные положения методологии проектирования и анализа разработки каперными скважинами месторождений сернистого газа 250

ВЫВОДЫК ГЛАВЕ 5 255

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ К ДИССЕРТАЦИИ 239

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.

Титулы официальных отраслевых документов (инструкций): "Методики обработки и интерпретации результатов газодинамических исследований каперных скважин"; "Методического руководства по составлению технологического режима эксплуатации каперных скважин на сероводородсодержащих газовых месторождениях". Приказы ГАО "Узнеф-тегаздобыча" о вводе их в действие .290

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Акты и справки о внедрении результатов диссертационной работы в газодобывающей промышленности 

Введение к работе:

В настоящее время в мировой практике добычи природного газа все большее значение приобретает добыча из месторождений сернистого газа (МСГ), эксплуатация которых осуществляется специально оборудованными скважинами, обеспечивающими экологически безопасные технологии освоения этих месторождений. Не является исключением и Республика Узбекистан, основу сырьевой базы которой составляют значительные потенциальные ресурсы и разведанные запасы сернистого газа (около 70 % от общих запасов).

В связи с вводом в разработку все большего количества МСГ, проблемы их эксплуатации и проектирования вновь приобрели актуальное значение в связи с тем, что ранее при рассмотрении большинства их аспектов не учитывались технологе-технические особенности эксплуатации этих месторождений, обусловленные конструктивной спецификой применяемого в скважинах подземного (пакерного) оборудования - не позволяющего надежно контролировать забойные параметры работы этих скважин.. Поэтому, в рассматриваемых условиях, заметно снижается эффективность использования известных математических моделей движения газа в системе пласт-скважина и соответствующих методов газодинамических исследований пластов и скважин, известных концепций установления и методов регулирования технологического режима работы скважин, традиционных ПОДХОДОЕ К освоению месторождений природного газа и соответствующей методической основы проектирования и анализа их разработки.

Опыт эксплуатации и практика проектирования разработки МСГ Узбекистана выявили наличие еще целого ряда проблем, основными из кото - 8 рых являются следующие: неадекватность известных математических моделей движения газа в системе пласт-скважина (построенных с учетом неполноты получаемой в пакерных скважинах информации) реальному процессу, что, в свою очередь, ставит под вопрос качество получаемой газодинамической информации, используемой при эксплуатации и проектировании МОГ; несоответствие известной концепции установления технологического режима работы рассматриваемых скважин (регулирование только по устьевой скорости потока газа) современным требо-ваниям обеспечения надежности эксплуатации газовых скважин; несогласованность известных методических подходов к проектированию и анализу разработки рассматриваемых месторождений с реальными условиям их эксплуатации, что заметно снижает эффективность их освоения. Поэтому, исследование комплекса взаимосвязанных проблем эксплуатации .и проектирования разработки МОГ с целью получения необходимых знаний для создания и совершенствования научно-методических основ проектирования и анализа разработки рассматриваемых месторождений является крупной и актуальной научной проблемой, имеющей важное практическое значение.

Цель работы. Совершенствование научно-методических основ проектирования и анализа разработки МСГ на базе обобщения результатов проведенных автором аналитических, методических и промислово-экспериментальных исследований технолого-технических особенностей их эксплуатации, способствовавших решению важнейшей практической задачи ускоренного освоения рассматриваемых месторождений и повышения эффективности их разработки.

Основные аадачи исследований; 1. Исследование характера зависимости потерь пластовой энергии в системе пласт-скважина для различных конструкций скважин с целью уточнения математической модели движения газа в рассматриваемой системе и совершенствования газодинамических методов ее контроля.

2. Теоретическое и экспериментальное обоснование нового направления в области установления технологического режима работы газовых скважин, основанного на использовании принципов интегрального соб-людения технологических условий (ограничений) эксплуатации пакер-ных скважин на МСГ; создание и внедрение соответствующих методов регулирования работы этих скважин.

3. Создание и совершенствование методов прогнозирования технологических показателей разработки рассматриваемых месторождений с использованием различных по сложности математических моделей; апробация и внедрение этих методов.

4. Совершенствование методики проектирования и анализа разработ-ки МСГ с учетом технологе-технических особенностей их эксплуатации; практическая реализация методики при проектировании и анализе разработки конкретных месторождений.

Методы исследований и достоверность полученным результатов. Реализация цели и задач исследований осуществлялась на основе анализа и обобщения промысловых материалов, накопленных в процессе разработки МСГ Узбекистана, сопоставления результатов проведенных теоретических и промысловых исследований о результатами исследований других авторов.

Для проверки выдвигаемых положений» сходимости теоретических выводов с практикой, был проведен комплекс специальных промысловых исследований на крупных МСГ республики, включающий:

- газодинамические исследования СГДИ) скватош для установления

- 10 характера зависимости потерь пластовой энергии газа от дебита для различных конструкций скважин;

- экспериментальные исследования зависимости интенсивности коррозии металлов скважинного оборудования от устьевой скорости потока газа для определения ее допустимой (максимальной) величины;

- апробация в промысловых условиях предлагаемых методов контроля в пакерных скважинах системы пласт-скважина, методов установления и регулирования- технологического режима их работы;

- промышленные испытания новых технологий повышения производительности скважин Научная новизна. Результаты исследований комплекса взаимосвязанных проблем эксплуатации и проектирования разработки месторождений сернистого газа способствовали дальнейшему развитию научно-методических основ проектирования и анализа их разработки.

Научной новизной отличаются следующие полученные результаты:

- на основе применения системного подхода и системного анализа выделены специфические особенности функционирования системы разработки и добычи на МСГ, проведена декомпозиция и структуризация системы, выявлены основные проблемы проектирования и эксплуатации элементов, подсистем и самой системы в целом, определены соответствующие направления исследований и усовершенствована концепция формирования научных основ проектирования и анализа разработки МСГ;

- впервые установлено влияние конструктивных особенностей каперного оборудования (особенно клапана-отсекателя) на характер зависимости потерь пластовой энергии газа при движении его в системе пласт-скважина; изучен механизм этого влияния и усовершенствована математическая модель движения газа в системе пласт-скважина, бо - 11 лее высокая адекватность реальным процессам достигается за счет использования новых параметров - комплексных коэффициентов (a , b ), наиболее точно отражающих фильтрационно-гидравлическое состояние системы; исследована и определена структура комплексных коэффициентов; усовершенствованы газодинамические методы контроля в пакерных скважинах системы пласт-скважина;

- выработаны методические положения по управлению системой разработки при проектировании и эксплуатации МСГ, отличающиеся использованием области рабочих дєбитов для выбора рациональной величины и характера изменения дебита проектных и действующих скважин;

- впервые предложены принципы интегрального соблюдения технологических условий эксплуатации скважин на МСГ с использованием в ка-честве технологического ограничения их производительности комплексного параметра, обеспечивающего соблюдение ограничений как по устьевым, так и забойным параметрам (без контроля последних); созданы и усовершенствованы соответствующие методы регулирования работы скважин;

- разработана усовершенствованная математическая модель "средней" скважины - модель "средней" пакерной скважины, учитывающая технолого-технические особенности эксплуатации скважин на МСГ; сов-даны и усовершенствованы методы определения ее параметров, ПОЭЕО-ляющие учитывать, наряду с фильтрационно-гидравлической характеристикой скважин, технологический режим их работы;

- созданы и усовершенствованы методы расчета технологических показателей разработки МСГ с использованием различных по сложности математических моделей: простых, типа "средней" пакерной скважины и более сложных Счисленных) моделей; методы учитывают отличие це - 12 лей и задач различных этапов проектирования, а также объемы качественной геолого-промысловой информации об эксплуатационном объекте;

- на базе обобщения результатов выполненных аналитических, методических и промыслово-экспериментальных исследований технолого-технических особенностей эксплуатации МСГ созданы и усовершенствованы научно-методические основы проектирования и анализа их разработки.

На защиту выносятся следующие научные положения:

- усовершенствованная концепция формирования научных основ проектирования и анализа разработки МСГ, отличающаяся выделением задач исследований специфических условий освоения этих месторождений и разработкой методов их решения;

- установленное влияние конструктивных особенностей пакерных скважин на характер зависимости потерь пластовой энергии газа от дебита и усовершенствованная математическая модель движения газа в системе "пласт-скважина";

- новое направление в области установления и регулирования технологического режима работы газовых скважин, отличающееся принципами интегрального соблюдения технологических условий эксплуатации пакерных скважин на МСГ;

- методика проектирования и анализа разработки МСГ, отличающаяся методами контроля в каперных скважинах системы "пласт-скважина"; методами установления и регулирования технологического режима работы скважин; методами расчета технологических показателей разработки рассматриваемых месторождений.

Практическая ценность работы и реализация ее результатов в промышленности. Практическая ценность работы состоит в том, что уда - із лось выработать единый методический подход к решению проблем эксплуатации и проектирования разработки UCT, получить соответствующие расчетные формулы и реализовать цели исследований на конкретных месторождениях Узбекистана. Основные результаты диссертационной работы попользуются в нефтегазодобывающей промышленности в качестве официальных отраслевых документов - "Методика обработки и интерпретации результатов газоди-нзмических исследований пакерных скважин": Утв. ГАО "Узнефтегаздо-быча" 08.09.1993, "Методическое руководство по составлению технологического реэкима работы пакерных скважин на месторождениях серово-дородосодержащих газов": Утв. ГАО "Узнефтегаздобыча" 14.02.1995 (см. Приложение 1). 

На крупных газодобывающих объектах Узбекистана (газопромысловые управления "Шуртангаэ" и "Мубарекгаз", обеспечивающих более 90 % добычи газа в республике) апробирован и внедрен программный комплекс по автоматизированной обработке результатов газодинамических исследований пакерных скважин и составлению технологического режима их работы (1993-1995 гг.) (см. Приложение ).

Методика проектирования и анализа разработки МСГ используется головным отраслевым институтом "УабекНЙПИнефтегаэ" (1993-1998 гг.) при составлении проектов и анализе разработки уникального по запасал сернистого газа месторождения Шуртан, обеспечивающего Оолее 40 всей добычи газа Узбекистана. Годовой экономический эффект от внедрения на данном месторождении проектных решений, основу которых составляют методические разработки автора и согласно которым месторождение разрабатывается в настоящее время, составляет (в ценах 1993 г.) 4460 млн. рублей» при долевом участии автора 1338 млн. - 14 рублей.

Результаты исследований автора послужили научной основой для выбора и реализации систем разработки целого ряда месторождений Западного Узбекистана (Адамташ, Джаркудук, Гумбулак, Южная Тандырча, Бузахур, Восточный Бузахур) и Устюртского региона (Урга, Акчалак, Шахпахты и др.).

Апробация работы. Основные результаты работы доложены на международных, республиканских и отраслевых конференциях, совещаниях и г-р семинарах: всесоюзной научно-практической конференции "Рациональная разработка газовых, газоконденсатних месторождений, пути повышения коэффициента конечной гаэоотдачи" (Ашхабад, 1989 г.); международной научно-практической конференции "Информатизация республики и новые информационные технологии" (Ташкент, 1994 г.); республиканской научной конференции "Математическое моделирование и вычислительный эксперимент" (Ташкент, 1994, 1997 гг.); республиканской научно-технической конференции Теология и разработка нефтяных и газовых месторождений Узбекистана" (Ташкент, 1998 г.); республиканской научной конференции "Проблемы информатики и управления, перспективы их решения" (Ташкент, 1996 г.); республиканской научной конференции "Современные проблемы алгоритмизации" (Ташкент, 1996 г.); заседаниях Ученых советов институтов "УзбекНИПИнефтегаз" п "ВНИИГАЗ", научных коллоквиумах и семинарах ГКНТ РУэ, Гооцентра НТИ ГКНТ РУз, лаборатории "Моделирование сложных систем" НПО "Кибернетика" Ан РУэ, кафедры "Разработка нефтяных и газовых месторождений" ТашГТУ им.А.Беруни, производственно-технических советах TAD "Уэнефтегаздобыча", ГПУ "Шуртангаз" и ГПУ "Мубарекгаэ" (Ташкент, Москва, Карши, Мубарек, 1991-1998 гг.)« - 15 Публикации. Основные положения диссертационной работы отражены fa, в 22 научных отчетах, опубликованы в 57 печатных работах, в том числе в 5 научно-технических обзорах, 2 отраслевых инструкциях.и 1 свидетельстве на изобретение.

Структура и обьем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глаЕ, выводов, списка литературы из 183 наименований, приложений. Диссертация содержит 252 страницы машинописного текста, 9 таблиц, 27 рисунков и 12 страниц приложений.

Автор выражает искреннюю признательность академику Российской горной академии, доктору технических наук, профессору Зотову Г.А. за обсуждение направлений исследований, ценные советы и замечания при выполнении диссертационной работы,Хаджимухамедову С.Д. - своему первому наставнику и старшему коллеге за оказанную помощь в про-фессиональном становлении. Автор благодарит работников газопромыс-ловых управлений "Шуртангаз" и "МуОарекгаз", ГАО "УзнефтегаэдоСыча" и института "УзбекНИШнефтегаз" за помощь в организации и проведении промысловых исследований. 

Подобные работы
Журов Юрий Андреевич
Создание и использование газоаналитических методов контроля разработки и эксплуатации месторождений природных газов
Гужов Николай Александрович
Термогидродинамические основы добычи углеводородов при разработке газоконденсатных месторождений с воздействием на пласт
Алиев Акмал
Оптимизация показателей разработки многопластовых газовых месторождений
Сатыев Фанус Каюмович
Разработка методов оперативного контроля и регулирования эксплуатации нефтяных месторождений
Ханларов ага Мехти Гаджи оглы
Прогнозирование работоспособности насосно-компрессорных труб и штанг и разработка средств повышения надежности их эксплуатации в скважинах длительно разрабатываемых месторождений
Козлов Николай Федорович
Разработка технологии эксплуатации скважин, дренирующих нефтяные оторочки (на примере Оренбургского и Олейниковского месторождений)
Калинин Вячеслав Федорович
Разработка и внедрение оптимальных технологических режимов вызова притока газа из пласта при освоении глубоких скважин (на примере месторождений Саратовского Поволжья)
Власов Андрей Викторович
Разработка метода функционального проектирования кузнечно-штамповочного оборудования на основе анализа его рабоспособности по динамическим нагрузкам технологического цикла
Мазин Алексей Витальевич
Разработка систем автоматизированного проектирования многослойных оболочечных конструкций на основе численного анализа напряженно-деформированного состояния
Шмидт Михаил Викторович
Снижение эмиссии парниковых газов при метанобезопасной разработке углегазовых месторождений с энергетическим использованием метана

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net