RU2706283C2 - Method of optimal operation of gas and gas condensate wells with high liquid content - Google Patents
Method of optimal operation of gas and gas condensate wells with high liquid content Download PDFInfo
- Publication number
- RU2706283C2 RU2706283C2 RU2018108829A RU2018108829A RU2706283C2 RU 2706283 C2 RU2706283 C2 RU 2706283C2 RU 2018108829 A RU2018108829 A RU 2018108829A RU 2018108829 A RU2018108829 A RU 2018108829A RU 2706283 C2 RU2706283 C2 RU 2706283C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- well
- gas
- parameters
- formation
- flow rate
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/255—Methods for stimulating production including the injection of a gaseous medium as treatment fluid into the formation
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится газодобыче и может быть использовано для эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин (в том числе наклонных и горизонтальных) с высоким содержанием жидкости. Накопление жидкости на забое газовой или газоконденсатной скважины приводит к снижению ее дебита или к полной остановке скважины.The invention relates to gas production and can be used for the operation of gas and gas condensate wells (including inclined and horizontal) with a high liquid content. The accumulation of fluid at the bottom of a gas or gas condensate well leads to a decrease in its flow rate or to a complete shutdown of the well.
В качестве накапливающейся на забое скважины жидкости может выступать поступающая из пласта минерализованная вода природного происхождения или техническая вода; жидкий газоконденсат из пласта; газоконденсат, перешедший в жидкую фазу при движении природного газа в верхних участках ствола скважины, стекающий вниз по колонне насосно-компрессорных труб (далее НКТ) и накапливающийся на забое скважины; конденсационная (дистиллированная) вода, перешедшая в жидкую фазу из природного газа в верхних участках ствола скважины, стекающая вниз по колонне НКТ и накапливающаяся на забое скважины; водный или иной раствор ингибитора гидратообразования, подаваемый в скважину по трубному или затрубному пространству и стекающий на забой скважины. Все перечисленные жидкости могут поступать на забой скважины одновременно в различных количествах.Mineralized water of natural origin or process water coming from the formation may act as a fluid accumulating at the bottom of the well borehole; liquid gas condensate from the reservoir; gas condensate, which transferred to the liquid phase during the movement of natural gas in the upper sections of the wellbore, flowing down the tubing string (hereinafter tubing) and accumulating at the bottom of the well; condensation (distilled) water transferred to the liquid phase from natural gas in the upper sections of the wellbore, flowing down the tubing string and accumulating at the bottom of the well; an aqueous or other solution of a hydrate inhibitor supplied to the well through a pipe or annulus and flowing down to the bottom of the well. All of the listed fluids can be delivered to the bottom of the well simultaneously in different quantities.
Накопление жидкости происходит из-за недостаточной скорости потока газожидкостной смеси в эксплуатационной колонне (далее ЭК), в том числе в интервале перфорации или фильтра, а также в лифтовых (насосно-компрессорных) трубах, расположенных внутри ЭК. При высоких дебитах газа и большом газо-жидкостном соотношении скорость потока достаточна для выноса капельной жидкости (свыше 2-5 м/с, в зависимости от ряда параметров).The accumulation of liquid occurs due to the insufficient flow rate of the gas-liquid mixture in the production string (hereinafter referred to as EC), including in the interval of perforation or filter, as well as in elevator (tubing) pipes located inside the EC. With high gas flow rates and a large gas-liquid ratio, the flow velocity is sufficient to carry the dropping liquid (over 2-5 m / s, depending on a number of parameters).
Проблема, на решение которой направлено предлагаемое решение, возникает:The problem to which the proposed solution is directed, arises:
(а) при повышении доли жидкости (в основном, пластовой воды) в извлекаемом из пласта флюиде. Большие объемы поступающей на забой скважины жидкости не успевают выноситься на поверхность при прежних скоростях потока газа в стволе. Возникающее гидравлическое сопротивление приводит к уменьшению дебита скважины по газу, к накоплению жидкости на забое с постепенным полным глушением скважины гидростатическим давлением. Кроме этого, из-за обводнения пласта дебит газа и скорость потока газа падают вследствие уменьшения газонасыщенной толщины пласта и снижения фазовой проницаемости пласта по газу при росте доли жидкости в породе-коллекторе.(a) with an increase in the proportion of fluid (mainly produced water) in the fluid extracted from the formation. Large volumes of fluid entering the bottom of the well do not have time to be brought to the surface at the same gas flow rates in the wellbore. The resulting hydraulic resistance leads to a decrease in the gas flow rate of the well, to the accumulation of liquid at the bottom with a gradual complete killing of the well by hydrostatic pressure. In addition, due to watering the formation, the gas flow rate and gas flow rate decrease due to a decrease in the gas-saturated thickness of the formation and a decrease in the phase permeability of the formation through gas with an increase in the proportion of liquid in the reservoir rock.
(б) при постепенном снижении дебитов (скоростей) газа из-за невозможности дальнейшего снижения забойных давлений вслед за естественным понижением давления в пласте. Продолжать снижать устьевое и далее забойное давление, в основном, не позволяет компрессорное оборудование. В результате, даже при низком содержании жидкости в газе (например, только конденсационная вода), она не выносится из скважины и постепенно накапливается, что приводит к падению дебита газа и к остановке скважины.(b) with a gradual decrease in gas flow rates (speeds) due to the impossibility of a further decrease in bottomhole pressure following a natural decrease in pressure in the formation. To continue to reduce wellhead and downhole pressure, basically, does not allow compressor equipment. As a result, even with a low liquid content in the gas (for example, only condensation water), it is not removed from the well and gradually accumulates, which leads to a decrease in the gas flow rate and to a shutdown of the well.
Обе причины (а) и (б) могут иметь место, как по отдельности, так и вместе.Both reasons (a) and (b) can occur, either individually or together.
Известны следующие способы удаления жидкости из газовой скважины: переоснащение/дооснащение компрессорного оборудования для получения более низких давлений на устьях скважин; периодическая «продувка» скважин от жидкости на факельную линию; замена лифтовых труб на трубы меньшего диаметра; «продувка» скважин через затрубное пространство газом высокого давления из «скважин-доноров» без потерь газа; применение систем концентрического лифта (труба в трубе, либо «НКТ + затруб») для периодической очистки скважины от жидкости работой по внутренней трубе; использование забойных компоновок для откачки жидкости; применение систем «плунжерного лифта» (лифтовая колонна, оснащенная «летающим» сосудом, набирающим и транспортирующим жидкость на устье, выталкивается давлением газа); использование вспенивающих твердых и жидких веществ (в том числе растворов поверхностно-активных веществ, далее ПАВ) с их подачей на забой.The following methods are known for removing liquid from a gas well: re-equipment / retrofitting of compressor equipment to obtain lower pressures at the wellheads; periodic "purge" of wells from the fluid to the flare line; replacement of elevator pipes with pipes of smaller diameter; “Purging” of wells through the annulus with high-pressure gas from “donor wells” without gas loss; the use of concentric elevator systems (pipe in a pipe, or “tubing + pipe”) for periodic cleaning of a well from a liquid by working through an internal pipe; the use of downhole arrangements for pumping fluid; the use of “plunger elevator” systems (an elevator column equipped with a “flying” vessel, collecting and transporting liquid at the mouth, is pushed out by gas pressure); the use of foaming solid and liquid substances (including solutions of surfactants, hereinafter referred to as surfactants) with their supply to the face.
Известен способ удаления жидкости из скважины /RU 2248443 С1, МПК7 Е21В 43/00, опубл. 2005/, включающий введение в скважину состава пенообразующего и газообразующего веществ, растворение их в пластовой воде, образование пены и газа и замещение жидкости в скважине на пену. В скважину вводят водорастворимое пенообразующее вещество со стабилизатором пены и инициатором реакции, а также газообразующее вещество. С целью повышения эффективности удаления жидкости из газовых скважин, необходимое количество поверхностно-активного вещества подается через затрубное пространство скважины. Количество необходимого вещества для подачи определяется за счет замера множества параметров скважины, по замеренным параметрам определяется объем скопившейся жидкости и производится идентификация момента подачи поверхностно-активного вещества.A known method of removing fluid from a well / RU 2248443 C1, MPK7 EV 43/00, publ. 2005 /, including the introduction into the well of the composition of foaming and gas-forming substances, their dissolution in formation water, the formation of foam and gas and the replacement of fluid in the well with foam. A water-soluble foaming agent with a foam stabilizer and a reaction initiator, as well as a gas-forming substance, are introduced into the well. In order to increase the efficiency of liquid removal from gas wells, the required amount of surfactant is supplied through the annulus of the well. The amount of the necessary substance for supply is determined by measuring many parameters of the well, the volume of accumulated fluid is determined by the measured parameters and the moment of surfactant supply is identified.
Известные способы имеют недостатки, связанные с тем, что в используемом оборудовании или в расчетных алгоритмах либо не учитываются, либо не обозначены параметры, влияющие на эффективность и работоспособность способа. Этими параметрами являются: наклон скважины; тип удаляемой пластовой жидкости; тип и концентрация пенообразующего вещества, подаваемого на забой скважины, и скорость разрушения пены; способ подачи пенообразующего вещества на забой или в ствол скважины; интенсивность поступления жидкости из пласта и/или обратная фильтрация конденсационной воды в пласт; наличие на забое скважины песчано-глинистых отложений, начинающих движение на устье при вспенивании потока; режим регулирования дебита скважины для наиболее эффективного удаления жидкости с забоя; необходимость подачи в скважину ингибитора гидратообразования и его влияние на эффективность вспенивания; варианты оборудования скважины на устье, связанные их размещением на суше или на морском шельфе и т.д.Known methods have disadvantages due to the fact that the equipment used or in the calculation algorithms either do not take into account or do not indicate parameters that affect the efficiency and efficiency of the method. These parameters are: well slope; type of formation fluid to be removed; the type and concentration of the foaming agent supplied to the bottom of the well, and the rate of destruction of the foam; a method of supplying a foaming substance to the bottom or into the wellbore; the rate of fluid flow from the formation and / or reverse filtration of condensation water into the formation; the presence at the bottom of the well of sandy clay deposits that begin to move at the mouth when foaming the flow; well flow control mode for the most efficient removal of fluid from the bottom; the need for a hydrate inhibitor to be fed into the well and its effect on foaming efficiency; options for well equipment at the wellhead associated with their placement on land or on the sea shelf, etc.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение является разработка способа для эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин с высоким содержанием жидкости, предусматривающей эффективное удаление жидкости, скапливающейся в газовой или газоконденсатной скважине, и позволяющей повысить извлечение газа и газоконденсата из пласта.The problem to which the claimed technical solution is directed is to develop a method for operating gas and gas condensate wells with a high fluid content, which provides for the effective removal of fluid accumulating in a gas or gas condensate well, and which allows to increase the extraction of gas and gas condensate from the formation.
При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в снижении либо отсутствии безвозвратных потерь газа для «продувки» скважин на факельную линию; уменьшении количества подаваемых пенообразующих агентов; повышении результирующего дебита скважины по газу либо накопленного отбора газа за определенный период времени; сокращении времени, затрачиваемого на достижение целевого режима работы скважины; уменьшении количества подаваемого на забой ингибитора гидратообразования; уменьшении межремонтного периода скважины.In the implementation of the invention, the task is solved by achieving a technical result, which consists in reducing or eliminating the irrevocable loss of gas for “purging” wells to the flare line; reducing the amount of foaming agents; increasing the resulting gas production rate of the well or the accumulated gas production over a certain period of time; reducing the time spent on reaching the target well operation mode; reducing the amount of hydrate inhibitor supplied to the slaughter; reduction of the well overhaul period.
Указанный технический результат достигается тем, что способ оптимальной эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин с высоким содержанием жидкости предусматривает использование расчетной модели, математически описывающей движение газожидкостного потока в скважине, в том числе в условиях его вспенивания поверхностно активными веществами (ПАВ), программно реализованной в вычислительном модуле автономного промышленного контроллера, позволяющей в непрерывном режиме определять полностью неизвестные параметры работы скважины, такие как количество конденсационной (дистиллированной) воды, перешедшей в жидкую фазу из природного газа в верхних участках ствола скважины, стекающей вниз по колонне НКТ и накапливающейся на забое скважины, количество жидкого газоконденсата, перешедшего в жидкую фазу из природного газа в верхних участках ствола скважины, стекающего вниз по колонне НКТ и накапливающегося на забое скважины, количество поступающей из пласта (или в пласт) воды, количество поступающего из пласта (или в пласт) жидкого газоконденсата, глубину раздела газ / газированная жидкость в стволе скважины, глубину раздела газированная жидкость / жидкость в стволе скважины, толщину обводненной части интервала перфорации (фильтра), определяющую текущую продуктивность скважины по газу и продуктивность скважины по воде, а также использовать для самонастройки измеряемые соответствующим оборудованием или в непрерывном режиме рассчитывать температуру на забое скважины, давление на забое скважины, дебит газа, конденсатогазовый фактор потока на устье, водогазовый фактор потока на устье, расход ингибитора гидратообразования на основе заданных пользователем неизменных параметров скважины, таких как пластовая температура, пластовое давление в районе скважины, глубина скважины до забоя, глубина низа НКТ, глубина верхней и нижней отметок интервала перфорации или фильтра в продуктивном пласте, внутренний диаметр НКТ, внутренний диаметр эксплуатационной колонны или фильтра, углы отклонения траектории от вертикали, тип перфорации скважины, работающая газом эффективная толщина пласта, коэффициенты фильтрационного сопротивления в уравнении притока газа к скважине, минерализация пластовой воды, а также измеряемых соответствующим телеметрическим оборудованием в непрерывном режиме и поступающих в контроллер параметров, таких как температура на устье скважины, давление на устье скважины, давление в затрубном пространстве скважины, давление на забое скважины в случае пакерной эксплуатации, температура после регулятора дебита газа, давление после регулятора дебита газа, идентификатор диаметра проходного сечения регулятора дебита газа, а также позволяющей в непрерывном режиме прогнозировать режим работы скважины на заданный период времени, включая динамику всех перечисленных параметров, в том числе в условиях подачи ПАВ соответствующим оборудованием, в зависимости от расписания управляющих параметров, таких как установленное давление в газосборном коллекторе и тип используемого ПАВ, и в зависимости от расписания регулирующих параметров, таких как установленный диаметр проходного сечения регулятора дебита газа, установленный расход раствора ПАВ, установленная концентрация ПАВ, а также в непрерывном режиме взаимодействующей с оптимизатором, позволяющим выполнять настройку параметров модели по динамике известных параметров работы скважины и позволяющим осуществлять подбор оптимального расписания регулирующих параметров для их передачи в контроллер в качестве уставок для управления регулирующим оборудованием.The specified technical result is achieved by the fact that the method of optimal operation of gas and gas condensate wells with a high fluid content involves the use of a computational model that mathematically describes the movement of a gas-liquid stream in a well, including under conditions of its foaming by surface-active substances (SAW), programmatically implemented in a computational module autonomous industrial controller that allows to continuously determine completely unknown parameters of the well, as the amount of condensation (distilled) water transferred to the liquid phase from natural gas in the upper sections of the wellbore flowing down the tubing string and accumulating at the bottom of the well, the amount of liquid gas condensate transferred to the liquid phase from natural gas in the upper sections of the wellbore, flowing down the tubing string and accumulating at the bottom of the well, the amount of water coming from the formation (or into the formation), the amount of liquid gas condensate coming from the formation (or into the formation), the gas / gas bath fluid in the borehole, the depth of the soda / liquid section in the borehole, the thickness of the watered part of the perforation interval (filter), which determines the current gas productivity of the well and the productivity of the well in water, as well as use the parameters measured by the corresponding equipment for self-tuning, or continuously calculate temperature at the bottom of the well, pressure at the bottom of the well, gas flow rate, condensate-gas flow factor at the wellhead, water-gas flow factor at the wellhead, flow rate of the hydra inhibitor formation based on user-defined constant parameters of the well, such as reservoir temperature, reservoir pressure in the well area, well depth to bottom, tubing bottom depth, depth of the upper and lower marks of the perforation or filter interval in the reservoir, tubing inner diameter, production casing inner diameter or filter, the angles of deviation of the trajectory from the vertical, the type of perforation of the well, the gas working effective thickness of the reservoir, the coefficients of filtration resistance in the flow equation and gas to the well, the mineralization of produced water, as well as continuously measured by the corresponding telemetry equipment and entering the controller parameters, such as temperature at the wellhead, pressure at the wellhead, pressure in the annulus of the well, pressure on the bottom of the well in case of packer operation , the temperature after the gas flow rate regulator, the pressure after the gas flow rate regulator, the identifier of the diameter of the flow area of the gas flow rate regulator, as well as allowing continuous to determine the mode of operation of the well for a given period of time, including the dynamics of all of the above parameters, including when surfactant is supplied with appropriate equipment, depending on the schedule of control parameters, such as the set pressure in the gas collection manifold and the type of surfactant used, and depending on the schedule of regulating parameters, such as the set diameter of the flow area of the gas flow rate regulator, the set flow rate of the surfactant solution, the set concentration of the surfactant, and also in continuous operation -interacting with the optimizer allows to perform the setting of model parameters to the dynamics of the known parameters of the well operation and to allow for the selection of optimal schedules regulating parameters for transmission to the controller as setpoint for controlling the control equipment.
Способ оптимальной эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин с высоким содержанием жидкости может использоваться на газовой или газоконденсатной скважине, которая может быть оборудована устьевой обвязкой, предназначенной для ее эксплуатации как на суше, так и на морском шельфе, может иметь наклонную или горизонтальную траекторию в любой точке.The method of optimal operation of gas and gas condensate wells with a high liquid content can be used on a gas or gas condensate well, which can be equipped with wellhead piping designed for its operation both on land and offshore, can have an inclined or horizontal trajectory at any point.
Источник электроэнергии для функционирования измерительного и регулирующего оборудования может быть автономным.The source of electricity for the operation of measuring and control equipment can be autonomous.
Автоматическая подача ПАВ в скважину может предусматривать его принудительную закачку в затрубное пространство, в трубное пространство НКТ с устья, а также его подачу на забой по капиллярной трубке, размещенной как в трубном, так и в затрубном пространстве скважины (между ЭК и НКТ).Automatic surfactant supply into the well may include its forced injection into the annulus, into the tubing space from the wellhead, as well as its supply to the bottom via a capillary tube located both in the tube and in the annulus of the well (between EC and tubing).
Капиллярная трубка может быть оборудована забойным датчиком давления/температуры или системой распределенных датчиков давления/температуры в интервале забоя скважины.The capillary tube may be equipped with a downhole pressure / temperature sensor or a system of distributed pressure / temperature sensors in the interval of the borehole bottom.
Наличие линии подачи ингибитора позволяет осуществить, при необходимости, автоматическую подачу ПАВ в скважину совместно с подачей ингибитора гидратообразования путем добавления ПАВ после регулятора расхода ингибитора гидратообразования.The presence of the inhibitor supply line allows, if necessary, the automatic supply of surfactants to the well together with the supply of a hydrate inhibitor by adding a surfactant after the flow regulator of the hydrate inhibitor.
Подача ПАВ в скважину может осуществляться по отдельной линии, проложенной от централизованного пункта хранения ПАВ или от пункта сбора и подготовки газа.Surfactant can be supplied to the well via a separate line laid from a centralized storage facility for surfactants or from a gas collection and treatment point.
Подача ПАВ в скважину может осуществляться по бездействующей линии подачи ингибитора гидратообразования, а также с использованием регулирующего оборудования для подачи ингибитора гидратообразования.Surfactant can be supplied to the well via an inactive hydrate formation inhibitor supply line, as well as using regulatory equipment to supply a hydrate formation inhibitor.
Емкость с раствором ПАВ, оборудование и линии для его подачи могут предусматривать систему обогрева для защиты от замерзания.A container with a surfactant solution, equipment and lines for its supply may include a heating system to protect against freezing.
Емкость с раствором ПАВ может быть соединена с системой подготовки раствора ПАВ необходимой концентрации.A container with a surfactant solution can be connected to a system for preparing a surfactant solution of the required concentration.
Оборудование для автоматической подачи ПАВ, ингибитора гидратообразования и для регулирования дебита газа может иметь пневматические приводы, использующие газ из скважины для придания энергии регуляторам и насосам за счет давления газа из скважины с целью снижения энергопотребления системы.Equipment for the automatic supply of a surfactant, an inhibitor of hydrate formation and for regulating the gas flow rate can have pneumatic drives that use gas from the well to provide energy to the regulators and pumps due to the gas pressure from the well in order to reduce the energy consumption of the system.
Способ предусматривает проведение дополнительных измерений параметров работы скважины с использованием следующего оборудования: эхолот в затрубном пространстве (для беспакерной схемы), датчик количества мехпримесей в потоке газа, однофазный/многофазный расходомер (либо сепарационную установку), систему распределенного замера забойного давления и температуры в нескольких точках. Это оборудование и измерения необходимы для более точной настройки расчетной модели вычислительного модуля промышленного контроллера с целью более эффективной эксплуатации скважины и достижения указанного технического результата. Перечисленное оборудование может использоваться периодически и не быть подключенным к скважине постоянно.The method provides for additional measurements of the parameters of the well using the following equipment: an echo sounder in the annulus (for a bagless circuit), a sensor for the amount of impurities in the gas stream, a single-phase / multiphase flow meter (or separation unit), a system for distributed measurement of bottomhole pressure and temperature at several points . This equipment and measurements are necessary for more precise adjustment of the calculation model of the computing module of the industrial controller in order to more efficiently operate the well and achieve the specified technical result. The listed equipment may be used periodically and not be permanently connected to the well.
Способ предусматривает использование расчетной модели, включающей сегментную структуру траектории скважины: различную длину, диаметр и угол наклона (отклонение от вертикали) каждого сегмента скважины. Расчетная модель может предусматривать поинтервальную характеристику фильтрационных свойств продуктивного пласта и неравномерный приток газа и жидкости из интервала вскрытия пласта скважиной.The method involves the use of a computational model that includes the segment structure of the well path: different lengths, diameters and tilt angles (deviation from the vertical) of each well segment. The calculation model may include an interval characteristic of the filtration properties of the productive formation and uneven flow of gas and liquid from the interval of opening the formation by the well.
В способе учитывают (или рассчитывают) интенсивность поступления жидкости из пласта (в пласт) на каждый момент времени, различный тип удаляемой из скважины жидкости, в том числе смесь пластовой воды, конденсационной воды, ингибитора гидратообразования, газоконденсата (различного компонентного состава и плотности) в любых соотношениях. Соотношение пластовой воды, конденсационной воды, ингибитора гидратообразования и газоконденсата также может быть расчетным для каждого сегмента и интервала вскрытия скважины на каждый момент времени.The method takes into account (or calculates) the rate of fluid flow from the reservoir (into the reservoir) at each time point, the different type of fluid removed from the well, including a mixture of produced water, condensation water, a hydrate inhibitor, gas condensate (of different component composition and density) in any ratios. The ratio of produced water, condensation water, a hydrate inhibitor and gas condensate can also be calculated for each segment and the interval of drilling at each time point.
Расчетная модель может предусматривать различный тип подаваемого в скважину пенообразующего вещества.The calculation model may provide for a different type of foaming agent supplied to the well.
Способом предусматривается расчет необходимого количества ингибитора гидратообразования для безгидратной эксплуатации скважины, соответственно функции управления подачей ингибитора гидратообразования могут быть переданы контроллеру системы, либо система может включать в себя оборудование для подачи ингибитора гидратообразования;The method provides for calculating the required amount of a hydrate inhibitor for hydrate-free well operation, respectively, the functions of controlling the flow of a hydrate inhibitor can be transferred to the system controller, or the system may include equipment for supplying a hydrate inhibitor;
Расчетная модель может использовать общеизвестные расчетные методы и экспериментальные функции.The calculation model can use well-known calculation methods and experimental functions.
Подбор оптимального режима работы скважины для выноса жидкости может осуществляться с учетом накладываемых ограничений на интенсивность выноса механических примесей из скважины при достижении определенной скорости потока газа на устье по данным мониторинга количества механических примесей в потоке газа.The selection of the optimal operating mode of the well for fluid removal can be carried out taking into account the imposed restrictions on the intensity of removal of mechanical impurities from the well when a certain gas flow rate at the wellhead is reached according to monitoring the amount of mechanical impurities in the gas stream.
Промышленный контроллер может быть связан с системами дистанционной передачи информации.The industrial controller can be connected to remote information transmission systems.
Способ может использоваться в системах управления добычей газа, при этом расчетная модель и контроллер могут получать необходимые целевые уставки от систем верхнего уровня.The method can be used in gas production control systems, while the calculation model and the controller can receive the necessary target settings from the upper level systems.
Программное обеспечение, включающее расчетную модель, может функционировать удаленно (в том числе на базе отдельной вычислительной инфраструктуры), получая информацию от системы (контроллера) и управляя системой (контроллером) по каналам связи.The software, including the calculation model, can function remotely (including on the basis of a separate computing infrastructure), receiving information from the system (controller) and controlling the system (controller) via communication channels.
В качестве оптимизатора в расчетной модели может использоваться стороннее программное обеспечение.Third party software can be used as an optimizer in the calculation model.
Способ предусматривает, что настройка расчетной модели, оптимизационные расчеты и управление скважиной производятся параллельно, в том числе с использованием технологий параллельных вычислений.The method provides that the adjustment of the calculation model, optimization calculations and well control are performed in parallel, including using parallel computing technologies.
Между заявляемым техническим результатом и существенными признаками изобретения существует следующая причинно-следственная связь. Подаваемый в скважину раствор поверхностно-активного вещества позволяет вспенивать скапливающуюся в скважине жидкость и удалять ее потоком газа при высоком давлении в газосборном коллекторе, либо постоянно эксплуатировать скважину в условиях поступления жидкости, что позволяет повысить извлечение газа и газоконденсата из пласта, минимизировать, либо исключить безвозвратные потери газа для «продувки» скважин на факельную линию, максимизировать межремонтный период работы скважины. Программное обеспечение и расчетная модель вычислительного модуля позволяет определять неизвестные параметры работы скважины и прогнозировать режим работы скважины в условиях подачи ПАВ, что позволяет установить связь между количеством подаваемого ПАВ и дебитом газа. Оптимизатор, входящий в расчетную модель, позволяет минимизировать количество подаваемых пенообразующих агентов, максимизировать результирующий дебит скважины по газу, либо накопленный отбор газа за определенный период времени, минимизировать время, затрачиваемое на достижение целевого режима работы скважины, минимизировать количество подаваемого на забой ингибитора гидратообразования.Between the claimed technical result and the essential features of the invention there is the following causal relationship. The surfactant solution supplied to the well allows the foam to accumulate in the well and to remove it with a gas stream at high pressure in the gas collector, or to continuously operate the well in the presence of fluid, which can increase the extraction of gas and gas condensate from the formation, minimize or eliminate irretrievable gas losses for flushing wells to the flare line, to maximize the overhaul period of the well. The software and calculation model of the computational module allows determining unknown parameters of the well’s operation and predicting the well’s operating mode under surfactant supply conditions, which makes it possible to establish a relationship between the amount of surfactant supplied and gas production rate. The optimizer included in the calculation model allows minimizing the amount of foaming agents supplied, maximizing the resulting gas production rate of the well, or accumulated gas production over a certain period of time, minimizing the time taken to reach the target well operation mode, and minimizing the amount of hydrate inhibitor supplied to the bottom.
Способ оптимальной эксплуатации газовых и газоконденсатных скважин с высоким содержанием жидкости поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично представлено минимально необходимое оборудование для применения способа. Показан случай, когда ПАВ подается в затрубное пространство скважины, что возможно в случае беспакерной эксплуатации скважины, когда пространство между ЭК и НКТ (затрубное пространство) сообщается с внутренним пространством НКТ на уровне забоя и к затрубному пространству имеется доступ с устья скважины.The method of optimal operation of gas and gas condensate wells with a high fluid content is illustrated by the drawings, where in FIG. 1 schematically shows the minimum necessary equipment for applying the method. The case is shown when surfactant is supplied to the annulus of the well, which is possible in the case of tankless operation of the well, when the space between the EC and tubing (annulus) communicates with the inner space of the tubing at the bottomhole level and there is access to the annulus from the wellhead.
На фиг. 2 схематично представлен максимальный набор оборудования для применения способа, а также для случая, когда в скважину подается раствор ингибитора гидратообразования для предотвращения образования гидратов.In FIG. 2 schematically shows the maximum set of equipment for applying the method, as well as for the case when a solution of a hydrate inhibitor is supplied to the well to prevent the formation of hydrates.
На фиг. 3 схематично показаны параметры скважины, используемые в расчетной модели.In FIG. 3 schematically shows the well parameters used in the calculation model.
На фиг. 4 показана схема совместного функционирования расчетной модели (модуля прогнозирования) и модуля оптимизации для выработки управляющих воздействий на регулятор дебита газа и регулятор подачи ПАВ.In FIG. Figure 4 shows a diagram of the joint functioning of the calculation model (forecasting module) and the optimization module for generating control actions on the gas flow rate regulator and the surfactant supply regulator.
На фиг. 1 показана фонтанная арматура 1 скважины, оборудованная датчиком давления в затрубном пространстве 2, датчиком давления и температуры 3 на устье скважины, датчиками давления и температуры (либо перепада давления) 4 после дистанционного регулятора дебита газа 5. Источник электроэнергии 6 питает промышленный контроллер 7 и остальные измерительные и регулирующие устройства. Контроллер 7 осуществляет сбор информации от датчиков, его программируемый вычислительный модуль вырабатывает управляющие воздействия на регулятор дебита газа 5 и на насос 9, использующийся для подачи жидкого раствора ПАВ из емкости 8 в затрубное пространство скважины через линию 11, получая информацию о расходе ПАВ от расходомера 10. Контроллер 7 может быть связан с системами дистанционной передачи информации (на фиг. 1 не показаны) и управляться удаленно.In FIG. 1 shows the
На фиг. 2 показан максимальный набор оборудования для применения способа, который дополнительно включает: эхолот 16, датчик количества мехпримесей в потоке газа 17, однофазный/многофазный расходомер (либо сепарационную установку) 18, забойный датчик давления и температуры (на фиг. 2 не показан). Это оборудование и измерения необходимы для более точной настройки расчетной модели вычислительного модуля промышленного контроллера с целью более эффективной эксплуатации скважины и достижения указанного технического результата. Перечисленное оборудование может использоваться периодически и не быть подключенным к скважине постоянно. Контроллер 7 может управлять регулятором подачи ингибитора гидратообразования 14, получая информацию о расходе ингибитора гидратообразования от расходомера 15. Подача ПАВ в скважину может осуществляться по отдельной линии, проложенной от централизованного пункта хранения ПАВ или от пункта сбора и подготовки газа, а также по бездействующей линии подачи ингибитора гидратообразования (на фиг. 2 не показано), а также с использованием регулирующего оборудования для подачи ингибитора гидратообразования. Емкости 8 с раствором ПАВ, оборудование и линии для его подачи могут предусматривать систему обогрева для защиты от замерзания (на фиг. 2 не показана). Емкость 8 с раствором ПАВ может быть соединена с системой подготовки раствора ПАВ необходимой концентрации (на фиг. 2 не показана). Максимальный набор оборудования может также включать дополнительную линию 12 для подачи ПАВ в трубное пространство или непосредственно на забой скважины посредством капиллярной трубки (на фиг. 2 не показана), в том числе оснащенной распределенными датчиками давления в случае пакерной эксплуатации. Максимальный набор оборудования может также включать пневматическую линию 13 для придания энергии регуляторам 5, 14 и насосу 9 за счет давления газа из скважины с целью снижения энергопотребления системы. В качестве регулирующих, измерительных, запорных устройств применяются стандартные средства, применяемые в нефтегазодобыче.In FIG. 2 shows the maximum set of equipment for applying the method, which further includes: an
На фиг. 3 схематично показан процесс эксплуатации газовой скважины в условиях накопления жидкости на забое и некоторые параметры скважины, используемые в расчетной модели (подача ПАВ и вспенивание потока не показаны).In FIG. Figure 3 schematically shows the process of operating a gas well under conditions of accumulation of liquid at the bottom and some well parameters used in the calculation model (surfactant supply and foaming flow are not shown).
Постоянными (задаваемыми пользователем) параметрами являются: Тпл - пластовая температура; Рпл - пластовое давление в районе скважины; Нскв - глубина скважины до забоя; Ннкт - глубина низа НКТ; Н1 перф и Н2 перф - глубина верхней и нижней отметок интервала перфорации или фильтра в продуктивном пласте; dнкт - внутренний диаметр НКТ (на фиг. 3 не показан); dэк - внутренний диаметр эксплуатационной колонны или фильтра (на фиг. 3 не показан); αугол - отклонение траектории от вертикали (на фиг. 3 не показан); ТИПперф - тип перфорации скважины (или тип фильтра) (на фиг. 3 не показан); hг - работающая газом эффективная толщина пласта, определяющая текущую продуктивность скважины по газу (на фиг. 3 не показана); а0 скв и b0 скв - коэффициенты фильтрационного сопротивления в уравнении притока газа к скважине, полученные по результатам газодинамических исследований скважины при максимальной очистке ствола от жидкости (на фиг. 3 не показаны); Мв.пл - минерализация пластовой воды (на фиг. 3 не показана).The constant (user-defined) parameters are: T pl - reservoir temperature; P PL - reservoir pressure in the area of the well; N SLE - well depth to the bottom; N tubing - the depth of the bottom of the tubing; H 1 perf and H 2 perf - the depth of the upper and lower marks of the interval of perforation or filter in the reservoir; d tubing - the inner diameter of the tubing (not shown in Fig. 3); d ek - the inner diameter of the production string or filter (not shown in Fig. 3); α angle - deviation of the trajectory from the vertical (not shown in Fig. 3); TIPperf — type of well perforation (or type of filter) (not shown in FIG. 3); h g is the effective gas thickness working with gas, which determines the current gas productivity of the well (not shown in Fig. 3); a 0 well and b 0 well — filtration resistance coefficients in the equation of gas inflow to the well, obtained from the results of gas-dynamic studies of the well with maximum cleaning of the well from the fluid (not shown in Fig. 3); M vpl - mineralization of produced water (not shown in Fig. 3).
Обязательно измеряемыми во времени параметрами являются: Тбуф - температура на устье скважины; Рбуф - давление на устье скважины; Рзатр - давление в затрубном пространстве скважины; Рзаб - давление на забое скважины (в случае пакерной эксплуатации); Тшл - температура после регулятора дебита газа (в газосборном шлейфе); Ршл - давление после регулятора дебита газа (в газосборном шлейфе); dрегул - диаметр проходного сечения регулятора дебита газа.The parameters that are necessarily measured in time are: T buffer — temperature at the wellhead; P buffer - pressure at the wellhead; P shut - pressure in the annulus of the well; P zab - pressure at the bottom of the well (in the case of packer operation); T SHL - temperature after the gas flow rate regulator (in the gas collection loop); R sl - pressure after the gas flow rate regulator (in the gas collection loop); d regul - the diameter of the flow area of the gas flow controller.
Дополнительно измеряемыми во времени параметрами являются: Тзаб - температура на забое скважины; Рзаб - давление на забое скважины, в том числе набор значений давления в различных точках по глубине; Нэхо - определяемая эхолотом глубина раздела газ / жидкость (либо газ / газированная жидкость) в стволе скважины; qг - измеряемый однофазным/многофазным расходомером дебит газа; КГФ(жф) - измеряемый многофазным расходомером или мобильным сепаратором конденсатогазовый фактор потока (конденсат в жидкой фазе); ВГФ(жф) - измеряемый многофазным расходомером или мобильным сепаратором водогазовый фактор потока (вода в жидкой фазе); qингб - измеряемый расход ингибитора гидратообразования. Все перечисленные (дополнительно измеряемые) параметры могут быть расчетными. Они необходимы для более точной и быстрой настройки расчетной модели. Кроме того, все они имеют высокую погрешность измерений либо техническую сложность измерения (кроме qингб).Additionally measured in time parameters are: T zab - temperature at the bottom of the well; P zab - pressure at the bottom of the well, including a set of pressure values at various points in depth; Н echo - the depth of the gas / liquid (or gas / carbonated liquid) section determined by the echo sounder in the wellbore; q g is the gas flow rate measured by a single-phase / multiphase flow meter; KGF (zhf ) - condensate-gas flow factor (condensate in the liquid phase) measured by a multiphase flow meter or a mobile separator; VGF ( zhf ) - measured by a multiphase flow meter or a mobile separator, the gas-water flow factor (water in the liquid phase); q ingb is the measured flow rate of the hydrate inhibitor. All listed (additionally measured) parameters can be calculated. They are necessary for more accurate and quick setup of the calculation model. In addition, they all have a high measurement error or the technical complexity of the measurement (except q ingb ).
Полностью расчетными во времени параметрами являются: qв.кап - количество конденсационной (дистиллированной) воды, перешедшей в жидкую фазу из природного газа в верхних участках ствола скважины, стекающей вниз по колонне НКТ и накапливающейся на забое скважины; qк.кап - количество жидкого газоконденсата, перешедшего в жидкую фазу из природного газа в верхних участках ствола скважины, стекающего вниз по колонне НКТ и накапливающегося на забое скважины; qв.пл - количество поступающей из пласта (или в пласт) воды; qк.пл - количество поступающего из пласта (или в пласт) жидкого газоконденсата; Нг - глубина раздела газ / газированная жидкость в стволе скважины; Нж - глубина раздела газированная жидкость / жидкость в стволе скважины; hв - толщина обводненной части интервала перфорации (фильтра), определяющая текущую продуктивность скважины по газу и продуктивность скважины по воде.The parameters that are fully calculated over time are: q cc - the amount of condensation (distilled) water transferred to the liquid phase from natural gas in the upper sections of the wellbore flowing down the tubing string and accumulating at the bottom of the well; q q.cap - the amount of liquid gas condensate transferred to the liquid phase from natural gas in the upper sections of the wellbore flowing down the tubing string and accumulating at the bottom of the well; q vpl - the amount of water coming from the reservoir (or into the reservoir); q k.pl - the amount of liquid gas condensate coming from the formation (or into the formation); N g - the depth of the gas / carbonated liquid in the wellbore; N W - the depth of the carbonated liquid / liquid in the wellbore; h in - the thickness of the flooded part of the perforation interval (filter), which determines the current well productivity in gas and well productivity in water.
Дополнительно измеряемые и полностью расчетные параметры, в общем случае, являются неизвестными параметрами работы скважины. При этом их значения в каждый момент времени t необходимы для определения оптимального режима скважины (в т.ч. режима подачи ПАВ) для удаления скапливающейся жидкости потоком газа и достижения указанного технического результата, начиная с момента времени tAdditionally measured and fully calculated parameters, in the general case, are unknown parameters of the well operation. Moreover, their values at each time moment t are necessary to determine the optimal well mode (including surfactant supply mode) to remove accumulated fluid by a gas stream and achieve the specified technical result, starting from time t
На фиг. 4 показана схема совместного функционирования расчетной модели (модуля прогнозирования) и модуля оптимизации для выработки управляющих воздействий на регулятор дебита газа и регулятор подачи ПАВ. Внутренние алгоритмы работы этих модулей не зависят друг от друга, взаимодействие модулей происходит на уровне обмена данными, при этом оптимизатор может изменять входные данные для модуля прогнозирования и управлять его запусками, в том числе в режиме параллельных вычислений. Функции оптимизатора может выполнять стороннее универсальное приложение. Для достижения указанного технического результата модули прогнозирования и оптимизации могут совместно использоваться в трех режимах.In FIG. Figure 4 shows a diagram of the joint functioning of the calculation model (forecasting module) and the optimization module for generating control actions on the gas flow rate regulator and the surfactant supply regulator. The internal algorithms for the operation of these modules are independent of each other, the interaction of the modules occurs at the data exchange level, while the optimizer can change the input data for the forecasting module and manage its launches, including in parallel computing mode. The functions of the optimizer can be performed by a third-party universal application. To achieve the specified technical result, forecasting and optimization modules can be shared in three modes.
Первый режим (I) реализуется после первого включения системы в режиме наблюдения параметров, в периоды накопления жидкости в стволе скважины без подачи ПАВ, а также может быть воспроизведен в виртуальном режиме с использованием исторической информации о параметрах работы скважины. Режим I не используется для управления скважиной. Режим учитывает период времени t0…t1 и необходим для определения неизвестных параметров работы скважины на момент времени t1 (момент получения последних данных). На каждый момент времени ti в зависимости от значений заданных пользователем постоянных параметров (Тпл, Рпл, Нскв, Ннкг, Н1 перф, Н2 перф, dнкт, dэк, αугол, ТИПперф, а0 скв, b0 скв, Мв.пл), обязательно измеряемых параметров (Тбуф, Рбуф, Рзатр, Тшл, Ршл, dрегул) и набора экспериментальных параметров и функций №1 модуль прогнозирования рассчитывает дополнительно измеряемые параметры (Тзаб, Рзаб, qг, КГФ(жф), ВГФ(жф), qингб) и полностью расчетные параметры (qв.кап, qк.кап, qв.пл, qк.пл, Нг, Нж) для их сравнения с наблюдаемыми значениями. Дополнительно измеряемый параметр Нэхо не рассчитывается, а используется для сравнения с расчетным значением Нг. Расчетные значения Нг и Нж могут сравниваться с показаниями системы распределенных датчиков давления на забое.The first mode (I) is implemented after the system is first turned on in the parameter monitoring mode, during periods of fluid accumulation in the wellbore without surfactant supply, and can also be reproduced in virtual mode using historical information about the well operation parameters. Mode I is not used to control the well. The mode takes into account the time period t 0 ... t 1 and is necessary to determine the unknown parameters of the well at the time t 1 (the moment of receipt of the latest data). For each moment of time t i depending on the values of the user-defined constant parameters (T pl , R pl , N SLE , N nkg , H 1 perf , H 2 perf , d nct , d ek , α angle , TYPE perf , and 0 SLE , b 0 DH, M v.pl), carefully measured parameters (T puff, puff P, P Difficult T SL, R SL, d regulator) and a set of experimental parameters and functions №1 prediction unit calculates further parameters to be measured (T Zab , R zab , q g , KGF (zhf) , VGF (zhf) , q ingb ) and fully calculated parameters (q v.kap , q k.kap , q v.pl , q q.pl , N g , N w ) to compare them with the observed values iyami. Additionally, the measured parameter H echo is not calculated, but is used for comparison with the calculated value of N g . The calculated values of N g and N f can be compared with the readings of a system of distributed downhole pressure sensors.
Для расчета могут использоваться как общеизвестные, так и уникальные, защищенные авторскими правами экспериментальные функции.For the calculation, both well-known and unique experimental functions protected by copyright can be used.
Давление на выходе i-го сегмента скважины может определяться по функции Pi=f(P0; qг.пл; qк.кап; qв.кап; PVT[Pcp, Tcp]г,к,в,; dнкт(эк); λнкт(эк); αугол), где Р0 - давление потока на входе в сегмент; qг.пл, qк.кап, qв.кап - расходы поступающих в сегмент флюидов (в данном случае пластового газа, жидкого неравновесного газу газоконденсата и смеси конденсационной и пластовой воды). Расходы поступающих в сегмент жидкостей (qк.кап, qв.кап) могут иметь отрицательный знак, что означает движение фаз в противоположном газу направлении и определяет накопление жидкости на забое; PVT[Pcp, Tcp]г,к,в - зависимости компонентного состава и соотношения жидкой и газообразной фаз поступающих в сегмент флюидов, а также сжимаемости, вязкости и плотности фаз от среднего давления и температуры в сегменте; λнкт(эк) - коэффициент гидравлического сопротивления труб.The pressure at the outlet of the ith segment of the well can be determined by the function P i = f (P 0 ; q gpl ; q q.cap ; q v.cap ; PVT [P cp , T cp ] g, k, in ; d tubing (eq) ; λ tubing (eq) ; α angle ), where P 0 is the flow pressure at the inlet to the segment; q gf , q q.kap , q v.kap - the costs of the fluids entering the segment (in this case, reservoir gas, liquid non-equilibrium gas condensate and a mixture of condensation and produced water). The costs of liquids entering the segment (q q.kap , q q.kap ) can have a negative sign, which means the movement of phases in the opposite direction to the gas and determines the accumulation of liquid at the bottom; PVT [P cp , T cp ] g, k, c — dependences of the component composition and the ratio of the liquid and gaseous phases of the fluids entering the segment, as well as the compressibility, viscosity and phase density of the average pressure and temperature in the segment; λ tubing (eq) - coefficient of hydraulic resistance of pipes.
Температура на выходе i-го сегмента скважины может определяться по функции Ti=f(T0; qг,к,в; PVT[Pcp, Tcp]г,к,в; dнкт(эк); Ср[Рср, Тср]; Di[PVT]; λп; Сп), где Т0 - температура потока на входе в сегмент; Cp[Рср, Tcp] - теплоемкость потока; Di[PVT] - дифференциальный коэффициент Джоуля-Томсона; λп - теплопроводность окружающего трубу пространства; Сп - теплоемкость окружающего трубу пространства.The temperature at the outlet of the ith segment of the well can be determined by the function T i = f (T 0 ; q g, k, c ; PVT [P cp , T cp ] g, k, c ; d tubing (ek) ; Cp [P cf , T cf ]; Di [PVT]; λp; Cn), where T 0 is the flow temperature at the inlet to the segment; Cp [P cf , T cp ] is the heat capacity of the stream; Di [PVT] - differential Joule-Thomson coefficient; λп - thermal conductivity of the space surrounding the pipe; Cn is the heat capacity of the space surrounding the pipe.
Дебит газа, проходящего через измеритель (регулятор), может определяться по функции qг=f(dрегул; Рбуф; Тбуф; Ршл; Тшл; ВГФ[Ршл, Тшл]жф; КГФ[Ршл, Тшл]жф).Flow rate of gas passing through the meter (controller) may be determined by the function q g = f (d regulator; R buf; T buf; P SHL; T SHL; VGF [P SL, T SHL] LF; FCT [P SL, T SHL] LF).
Дебит газа из пласта может определяться по функции qг.пл=f(a0 скв; b0 скв; hг; hв; ОФП; kпр; PVT[P, T]г; Рпл; Рзаб), где ОФП - функции относительной фазовой проницаемости пласта в системе газ-жидкость (газ-вода, газ-конденсат) в зависимости от коэффициентов водо-, газо- и конденсатонасыщенности; kпр - коэффициент абсолютной проницаемости пласта.The gas production rate from the reservoir can be determined by the function q mp = f (a 0 well ; b 0 well ; h g ; h c ; RPP; k ol ; PVT [P, T] g ; R pl ; R zab ), where RPP - functions of the relative phase permeability of the formation in the gas-liquid system (gas-water, gas-condensate) depending on the coefficients of water-, gas- and condensate saturation; k CR - absolute permeability coefficient of the reservoir.
Дебит воды может определяться по функции qв.пл=f(hв; ОФП; kпр; Рпл; Рзаб).Flow rate of water can be determined from the function v.pl q = f (h a, the RPT; k pr, pl P; P Zab).
Дебит жидкого газоконденсата может определяться по функции qк.пл=f(hг; ОФП; kпр; PVT[P, T]г,к; Рпл; Рзаб).Flow rate of liquid condensate can be determined by the function k.pl q = f (h g PCE; k pr; PVT [P, T] z, k; F mp; P Zab).
Количество подаваемого в скважину ингибитора гидратообразования может определяться по функции qингб=f(P; Т; qг.пл; qк.кап; qв.кап; Мв.пл; PVT[Рср, Тср]г,к,в).The amount of hydrate inhibitor supplied to the well can be determined by the function q ingb = f (P; T; q g.pl ; q q.cap ; q v.cap ; M v.pl ; PVT [R cf. , T cp ] g, k , c ).
Все перечисленные выше функции включают коэффициенты и экспериментальные константы, имеющие неопределенность и диапазоны возможного изменения. Модуль оптимизации, работающий в режиме адаптации параметров из набора функций №1, использует известные оптимизационные алгоритмы и управляет многократными запусками модуля прогнозирования, одновременно изменяя коэффициенты и экспериментальные константы функций №1 в заданных пользователем диапазонах, добиваясь минимизации расхождения расчетных и измеряемых (измеренных) параметров в каждый заданный момент времени U периода времени t0…t1. В результате многократных запусков модуля прогнозирования для периода времени t0…t1 выявляются наиболее достоверные коэффициенты и экспериментальные константы набора функций №1 и выявляются наиболее достоверные полностью расчетные параметры (qв.кап, qк.кап, qв.пл, qк.пл, Нг, Нж) на каждый момент времени ti, в том числе на момент времени t1.All of the above functions include coefficients and experimental constants having uncertainty and ranges of possible variation. The optimization module, operating in the adaptation mode of parameters from the set of functions No. 1, uses well-known optimization algorithms and manages multiple starts of the forecasting module, while changing the coefficients and experimental constants of functions No. 1 in the ranges specified by the user, minimizing the discrepancy between the calculated and measured (measured) parameters in each given point in time U of a time period t 0 ... t 1 . As a result of repeated launches of the forecasting module for a time period t 0 ... t 1, the most reliable coefficients and experimental constants of the set of functions No. 1 are revealed and the most reliable fully calculated parameters (q v.cap , q c.cap , q v.pl , q to .pl , N g , N g ) at each time t i , including at time t 1 .
Второй режим (II) учитывает данные, полученные в периоды работы скважины с подачей ПАВ, и также может быть воспроизведен в виртуальном режиме с использованием исторической информации о параметрах работы скважины с подачей ПАВ и известных (ранее определенных) значений параметров (qв.кап, qк.кап, qв.пл, qк.пл, Нг, Нж) на момент времени t1. Режим II также не используется для управления скважиной. Режим учитывает период времени t1…t2 (где t2 - момент получения последних данных) для определения неизвестных параметров работы скважины (qв.кап, qк.кап, qв.пл, qк.пл, Нг, Нж) в условиях подачи ПАВ на каждый момент времени t1…t2, а также для расчета некоторых из обязательно измеряемых параметров (Тбуф, Рбуф, Рзатр, Тшл) и дополнительно измеряемых параметров (Тзаб, Рзаб, qг, КГФ(жф), ВГФ(жф), qингб) на каждый момент времени t1…t2 для их сравнения с наблюдаемыми значениями. При этом, входными параметрами для расчета являются известные на каждый момент времени Ршл, dрегул, а также: ТИППАВ - тип используемого ПАВ, обладающего индивидуальными характеристиками вспенивания, стабильностью пены и другими параметрами, определяющими эффективность очистки скважины от жидкости; qПАВ(р-р) - расход раствора ПАВ; КПАВ - концентрация поверхностно-активного вещества в растворе ПАВ.The second mode (II) takes into account the data received during the periods of operation of the well with surfactant feed, and can also be played in the virtual mode using historical information about the parameters of the well operation to supply the surfactant and of known (previously defined) parameter values (q v.kap, q q.cap , q v.pl , q q.pl , N g , N g ) at time t 1 . Mode II is also not used to control the well. The mode takes into account the time period t 1 ... t 2 (where t 2 is the moment of receiving the latest data) to determine unknown parameters of the well operation (q v.kap , q k.kap , q v.pl , q k.pl , N g , N g ) under the conditions of surfactant supply for each moment of time t 1 ... t 2 , as well as for calculating some of the necessarily measured parameters (T buffer , P buffer , P shutter , T sl ) and additionally measured parameters (T sc , P zab , q g , KGF (zhf) , VGF (zhf) , q ingb ) at each point in time t 1 ... t 2 to compare them with the observed values. At the same time, the input parameters for the calculation are known at each instant of time: Ршл , d regul , as well as: TYPE surfactant - the type of surfactant used, which has individual foaming characteristics, foam stability, and other parameters that determine the efficiency of well cleaning from liquid; q surfactant (rr) - the flow rate of the surfactant solution; K surfactant - the concentration of surfactant in a surfactant solution.
Модуль оптимизации работает в режиме адаптации параметров и коэффициентов из набора функций №2, аналогичных №1 и включающих параметры подаваемого раствора ПАВ: Pi=f(P0; qг.пл; qк.кап; qв.кап; PVT[Pcp, Tcp]г,к,в; dнкт(эк); λнкт(эк), αугол; ТИПперф; ТИППАВ; qПАВ(р-р); КПАВ) и Ti=f(T0; qг,к,в; PVT[Pcp, Tcp]г,к,в; dнкт(эк); Ср[Рср, Тср]; Di[PVT]; λп; Сп; ТИПперф; ТИППАВ; qПАВ(р-р); КПАВ).The optimization module works in the adaptation mode of parameters and coefficients from a set of functions No. 2, similar to No. 1 and including parameters of the supplied surfactant solution: Pi = f (P 0 ; q gpl ; q q.cap ; q v.cap ; PVT [P cp , T cp ] g, k, c ; d nct (eq) ; λ nct (ek) , α angle ; TIPperf; TYPE of surfactant ; q surfactant ( solution ) ; K surfactant ) and T i = f (T 0 ; q g, k, c ; PVT [P cp , T cp ] g, k, c ; d tubing (ek) ; Cp [P cf , T cf ]; Di [PVT]; λp; Cn; TIPperf; TYPE SAW ; q surfactant (solution) ; K surfactant ).
Третий режим (III) является основным и может использоваться без предварительной работы системы в режимах I и/или II, если значения входных параметров (qв.кап, qк.кап, qв.пл, qк.пл, Нг, Нж) известны, а параметры и константы из наборов функций №1 и №2 являются надежно определенными. Режим III реализуется для периода времени t2…t3 (где t2 - текущий момент времени, t3 - заданный пользователем прогнозный момент времени) и необходим для поиска оптимального расписания (режима) управления скважиной (регулирования дебита газа) и режима подачи ПАВ (в том числе оптимальной концентрации ПАВ) для максимально эффективной эксплуатации скважины и достижения указанного технического результата в прогнозный период t2…t3.The third mode (III) is the main one and can be used without preliminary operation of the system in modes I and / or II, if the values of the input parameters (q in.cap , q in.cap , q in.pl , q.pl , N g , H w) are known, and the parameters and constants of the feature sets
В режиме III входными данными для модуля прогнозирования являются: заданные пользователем вышеуказанные постоянные параметры; значения расчетных параметров (qв.кап, qк.кап, qв.пл, qк.пл, Нг, Нж) на момент времени t2; заданные на весь период времени t2…t3 управляющие параметры Ршл и ТИППАВ; изменяемое оптимизатором расписание регулирующих параметров dрегул, qПАВ(р-р), KПАВ на период времени t2…t3. Все остальные параметры являются расчетными (qг, Тбуф, Рбуф, Рзатр, Тшл, Тзаб, Рзаб, КГФ(жф), ВГФ(жф), qингб).In mode III, the input data for the forecasting module are: user-specified above constant parameters; the values of the calculated parameters (q q.cap , q q.cap , q q.pl , q q.pl , N g , N g ) at time t 2 ; control parameters set for the entire period of time t 2 ... t 3 R SHL and TYPE SAW ; the schedule of regulating parameters of d regulators changed by the optimizer, q surfactant (rr) , K surfactant for a period of time t 2 ... t 3 . All other parameters are calculated (q g , T puff , P puff , P jam , T sl , T zab , P zab , KGF (zhf) , VGF (zhf) , q ingb ).
Задачей оптимизатора является поиск оптимального расписания регулирующих параметров dрегул, qПАВ(р-р), KПАВ, qингб на период времени t2…t3, удовлетворяющего заданным пользователем критериям оптимизации, которые могут быть объединены в единую целевую функцию. На фиг. 4 показаны следующие критерии оптимизации: минимизация времени, затрачиваемого на достижение целевого режима работы скважины; максимизация результирующего дебита скважины по газу, либо накопленного отбора газа за заданный период времени; минимизация количества подаваемых пенообразующих агентов; минимизация количества подаваемого ингибитора гидратообразования.The optimizer’s task is to find the optimal schedule of regulatory parameters d regula , q surfactant (rr) , K surfactant , q ingb for a period of time t 2 ... t 3 that meets user-specified optimization criteria that can be combined into a single objective function. In FIG. Figure 4 shows the following optimization criteria: minimizing the time taken to achieve the target well operation mode; maximization of the resulting gas production rate of the well, or accumulated gas production for a given period of time; minimizing the amount of foaming agents; minimizing the amount of hydrate inhibitor supplied.
Режим III используется для управления скважиной. Полученное расписание регулирующих параметров dрегул, qПАВ(р-р), KПАВ, qингб на период времени t2…t3 используется для их передачи в контроллер в качестве уставок для управления регулирующим оборудованием.Mode III is used to control the well. The obtained schedule of regulatory parameters d regula , q surfactant (rr) , K surfactant , q ingb for a period of time t 2 ... t 3 is used for their transmission to the controller as settings for controlling the regulating equipment.
Расчетный цикл режима III должен осуществляться непрерывно и уточнять управляющее скважиной расписание по мере его реализации и получения новых данных о параметрах работы скважины. В общем случае, уточнение модели в режиме II, оптимизационные расчеты и управление скважиной в режиме III должны производиться параллельно, в том числе с использованием технологий параллельных вычислений.The calculation cycle of mode III should be carried out continuously and clarify the schedule of the well that controls the well as it is implemented and new data on the parameters of the well are obtained. In general, model refinement in mode II, optimization calculations and well control in mode III should be carried out in parallel, including using parallel computing technologies.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018108829A RU2706283C2 (en) | 2018-03-13 | 2018-03-13 | Method of optimal operation of gas and gas condensate wells with high liquid content |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018108829A RU2706283C2 (en) | 2018-03-13 | 2018-03-13 | Method of optimal operation of gas and gas condensate wells with high liquid content |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018108829A RU2018108829A (en) | 2019-09-16 |
RU2018108829A3 RU2018108829A3 (en) | 2019-10-01 |
RU2706283C2 true RU2706283C2 (en) | 2019-11-15 |
Family
ID=67989443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018108829A RU2706283C2 (en) | 2018-03-13 | 2018-03-13 | Method of optimal operation of gas and gas condensate wells with high liquid content |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2706283C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2789257C1 (en) * | 2021-12-27 | 2023-01-31 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Добыча Надым" | Method for adjusting the operating modes of multiple gas and gas condensate boreholes |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2248443C1 (en) * | 2003-11-10 | 2005-03-20 | Открытое акционерное общество "Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа Восточной нефтяной компании ВНК" ОАО ТомскНИПИнефть ВНК | Method for extracting liquid from a well |
RU2317412C1 (en) * | 2006-07-10 | 2008-02-20 | Елена Александровна Румянцева | Method for liquid removal from well |
US20130029883A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-01-31 | Cesi Chemical, Inc. | Gas generating system for stimulation and deliquification |
RU2571473C1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Device for carrying out research of gas-liquid stream |
RU2620137C1 (en) * | 2016-03-11 | 2017-05-23 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Gas-condensate well operation method |
-
2018
- 2018-03-13 RU RU2018108829A patent/RU2706283C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2248443C1 (en) * | 2003-11-10 | 2005-03-20 | Открытое акционерное общество "Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа Восточной нефтяной компании ВНК" ОАО ТомскНИПИнефть ВНК | Method for extracting liquid from a well |
RU2317412C1 (en) * | 2006-07-10 | 2008-02-20 | Елена Александровна Румянцева | Method for liquid removal from well |
US20130029883A1 (en) * | 2011-07-29 | 2013-01-31 | Cesi Chemical, Inc. | Gas generating system for stimulation and deliquification |
RU2571473C1 (en) * | 2014-06-06 | 2015-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий - Газпром ВНИИГАЗ" | Device for carrying out research of gas-liquid stream |
RU2620137C1 (en) * | 2016-03-11 | 2017-05-23 | Общество с ограниченной ответственностью "ТюменНИИгипрогаз" | Gas-condensate well operation method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2789257C1 (en) * | 2021-12-27 | 2023-01-31 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Газпром Добыча Надым" | Method for adjusting the operating modes of multiple gas and gas condensate boreholes |
RU2836450C1 (en) * | 2024-06-07 | 2025-03-17 | Публичное акционерное общество "Газпром" | Method of operation of gas and gas condensate wells |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018108829A3 (en) | 2019-10-01 |
RU2018108829A (en) | 2019-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111512017B (en) | Low-pressure gas-lift type artificial lifting system and method | |
Brown | Overview of artificial lift systems | |
US8033336B2 (en) | Undersea well product transport | |
US8290632B2 (en) | Method for controlling production and downhole pressures of a well with multiple subsurface zones and/or branches | |
US20070144738A1 (en) | Method and system for development of hydrocarbon bearing formations including depressurization of gas hydrates | |
CA2989674C (en) | Gas compression system for wellbore injection, and method for optimizing intermittent gas lift | |
CN106570273B (en) | Establishment method and application of three-parameter gas well drainage gas production process optimization model | |
RU2706084C2 (en) | Automated system for optimum operation of gas and gas condensate wells with high liquid content | |
Volovetskyi et al. | Developing a complex of measures for liquid removal from gas condensate wells and flowlines using surfactants | |
RU2706283C2 (en) | Method of optimal operation of gas and gas condensate wells with high liquid content | |
Oyewole et al. | Artificial lift selection strategy for the life of a gas well with some liquid production | |
CN103835687A (en) | Method and device for controlling SAGD well steam injection flow | |
WO2018170004A1 (en) | Method of controlling a gas vent system for horizontal wells | |
RU2453689C1 (en) | Oil deposit development method | |
US12000245B2 (en) | Apparatus for preventing and controlling secondary generation of hydrates in wellbore during depressurization exploitation of offshore natural gas hydrates and prevention and control method | |
US7464762B2 (en) | System for neutralizing the formation of slugs in a riser | |
Setyadi et al. | Åsgard subsea compression and predictions of liquid surges | |
US11859469B2 (en) | Utilizing natural gas flaring byproducts for liquid unloading in gas wells | |
Rejepovich | GEOLOGICAL, COMMERCIAL AND TECHNOLOGICAL BASES FOR CHOOSING A METHOD OF DUAL COMPLETION EXPLOITATION TO INCREASE PRODUCTION AND ACCELERATED DEVELOPMENT OF MULTI-LAYER FIELDS | |
RU2808627C1 (en) | Method for developing fractured-cavernosic deposit with gas cap and underlying water | |
Erickson et al. | Integrated Model of an Oil Shale Network | |
RU2741173C1 (en) | Method and system for optimization of operation of water-flooded gas or gas condensate well | |
RU85187U1 (en) | SYSTEM FOR THE USE OF WATERFLOWING OIL PRODUCING WELLS WHEN ORGANIZING LAYER PRESSURE MAINTENANCE ON THE INTER-WELL TRANSFER TECHNOLOGY | |
Rejepovich | THE CHOICE OF THE OF DUAL COMPLETION OPERATION METHOD FOR INCREASING PRODUCTION AND ACCELERATED DEVELOPMENT OF MULTI-LAYER FIELDS | |
EA043017B1 (en) | SYSTEM FOR GAS-LIFT MECHANIZED OPERATION OF A LOW-PRESSURE WELL |