Гидродинамические исследования нефтяных вертикальных скважин с трещиной гидроразрыва тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.05, кандидат технических наук Салимьянов, Инис Тахирович

• Салимьянов, Инис Тахирович
• кандидат технических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат технических наук Салимьянов, Инис Тахирович

Список сокращений

Введение

Глава 1. Гидродинамические методы исследования скважин до и после проведения гидравлического разрыва пласта

1.1. Гидродинамические методы исследования вертикальных скважин

1.2. Влияние скин-эффекта на кривые изменения давления

1.3. Влияние объема ствола скважины на кривые изменения давления

1.4. Гидравлический разрыв пласта

1.5. Моделирование фильтрации флюида к скважине с трещиной гидравлического разрыва

1.5.1. Стационарная фильтрация

1.5.2. Нестационарная фильтрация

1.6. Гидродинамические методы исследования вертикальных скважин с трещиной гидроразрыва

Глава 2. Моделирование стационарной фильтрации флюида к скважине с трещиной гидравлического разрыва

2.1. Численное решение задачи фильтрации флюида к скважине с трещиной гидравлического разрыва в круговом пласте

2.2. Численное решение задачи фильтрации флюида к скважине с трещиной гидравлического разрыва в 49 квадратном пласте

2.2.1. Аппроксимация задачи на равномерной "грубой" сетке

2.2.2. Аппроксимация задачи на сгущающейся сетке

2.3. Результаты расчетов

2.4. Анализ влияния проводимости и длины трещины гидроразрыва на дебит скважины

Глава 3. Оценка фильтрационно-емкостных параметров пласта и трещины гидроразрыва по результатам гидродинамических исследований вертикальных скважин на нестационарных режимах фильтрации

3.1. Численное решение задачи нестационарной фильтрации флюида к скважине с трещиной гидравлического разрыва в круговом пласте

3.2. Анализ кривых изменения давления и производных давления

3.3. Численное решение задачи нестационарной фильтрации флюида к скважине с трещиной гидравлического разрыва в квадратном пласте

3.3.1. Аппроксимация задачи на равномерной "грубой" сетке

3.3.2. Аппроксимация задачи на сгущающейся сетке

3.3.3. Результаты расчетов

3.4. Интерпретация результатов гидродинамических исследований скважин методами регуляризации

3.5. Интерпретация результатов гидродинамических исследований скважин с трещиной гидравлического разрыва пласта

3.5.1. Постановка и решение обратной задачи

3.5.2. Тестирование вычислительного алгоритма интерпретации результатов гидродинамических исследований скважин с трещиной гидроразрыва

3.5.3. Интерпретация результатов гидродинамических исследований скважин №№6406,

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Гидродинамические исследования нефтяных вертикальных скважин с трещиной гидроразрыва»

Актуальность темы

В настоящее время одним из эффективных методов повышения производительности скважин является гидравлический разрыв пласта (ГРП). Гидроразрыв пласта активно применяется при разработке низкопроницаемых коллекторов, а также для интенсификации притока флюида к скважинам с загрязненной призабойной зоной.

Гидравлический разрыв пласта представляет собой процесс образования и распространения трещины в пласте под действием избыточного давления, которое оказывает на горные породы жидкость разрыва, закачиваемая в скважину. Для удержания трещины в раскрытом состоянии после снятия избыточного давления в нее закачивается твердый гранулярный материал - проппант. В результате в пласте образуется узкий канал для поступления флюида в скважину, проницаемость которого на несколько порядков больше проницаемости пласта.

Для оценки эффективности проведения ГРП используются гидродинамические методы исследования скважин. По результатам нестационарных гидродинамических исследований скважин (ГДИС) определяются как параметры трещины, так и параметры пласта. Основной сложностью при численном моделировании фильтрации флюида к скважине с трещиной ГРП является разномасштабность геометрических параметров пласта и трещины.

Актуальной задачей является создание и совершенствование численных моделей фильтрации флюида к вертикальной скважине (ВС) с трещиной ГРП, а также методов интерпретации результатов нестационарных гидродинамических исследований вертикальных скважин с трещиной ГРП.

Цель работы

Разработка вычислительных алгоритмов интерпретации результатов нестационарных гидродинамических исследований вертикальных скважин с трещиной гидравлического разрыва пласта.

Основные задачи исследования:

• Разработка и верификация численной модели, описывающей гидродинамическое взаимодействие пласта и трещины гидроразрыва.

• Разработка и программная реализация алгоритма интерпретации результатов нестационарных гидродинамических исследований вертикальных скважин с трещиной ГРП.

• Анализ эффективности гидравлического разрыва пласта по результатам гидродинамических исследований скважин.

Научная новизна диссертации состоит в следующем:

1. Предложена численная 2Б-модель фильтрации флюида к вертикальной скважине с трещиной ГРП.

2.Разработан вычислительный алгоритм оценки параметров нефтяного пласта и трещины гидроразрыва по результатам нестационарных гидродинамических исследований скважин.

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием апробированных математических моделей фильтрации, разработкой вычислительных алгоритмов на базе общетеоретических концепций, касающихся обратных задач, проведением тестовых расчетов и согласованием с известными аналитическими решениями.

Практическая ценность

1. На основе метода регуляризации разработан вычислительный алгоритм интерпретации результатов нестационарных гидродинамических исследований скважин с трещиной гидроразрыва. Он позволяет определять коэффициент проницаемости пласта, пластовое давление, длину и проводимость трещины. В отличие от графоаналитических методов такой подход не требует идентификации режимов течения к трещине ГРП.

2. Установлено, что в низкопроницаемых пластах существует предельное значение длины трещины ГРП, превышение которой не дает существенного увеличения дебита скважины.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Численная 2В-модель фильтрации флюида к вертикальной скважине с трещиной гидроразрыва.

2. Вычислительный алгоритм интерпретации результатов нестационарных гидродинамических исследований вертикальных скважин с трещиной ГРП.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на:

-г Научных семинарах кафедры общей химической технологии Казанского государственного технологического университета (Казань, 2008-2011 гг.), г Научных семинарах лаборатории подземной гидродинамики Института механики и машиностроения Казанского научного центра РАН (Казань, 2008-2011 гг.), г Итоговой научной конференции Казанского научного центра РАН, секция «Механика и машиностроение» (Казань, 2008 г.),

-г VIII молодежной научной школе-конференции «Лобачевские чтения

2009» (Казань, 2009 г.), -г VIII Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России», посвященной 80-летию РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина (Москва, 2010 г.), •г Международной научно-практической конференции «Новые технологии в нефтегазодобыче» (Баку, 2010 г.), v Научно-практической конференции, посвященной 60-летию образования ОАО «Татнефть» (Альметьевск, 2010 г.), -г IX молодежной научной школе-конференции «Лобачевские чтения

2010» (Казань, 2010 г.), чг VIII Всероссийской конференции «Сеточные методы для краевых задач и приложения» (Казань, 2010 г.), -г Всероссийской школе-конференции молодых исследователей и V Всероссийской конференции, посвященной памяти академика А.Ф.Сидорова, «Актуальные проблемы прикладной математики и механики» (Абрау-Дюрсо, 2010 г.), *г 1-м Российском нефтяном конгрессе (Москва, 2011 г.), * XII Всероссийском симпозиуме по прикладной и промышленной математике (Казань, 2011 г.).

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Объем работы, включая 11 таблиц, 65 рисунков, составляет 110 страниц машинописного текста. Список использованной литературы включает 104 наименования.