ИНТЕГРИРОВАННАЯ МОДЕЛЬ «ПЛАСТ - СКВАЖИНА - НАСОС» ДЛЯ РАСЧЕТА НЕСТАЦИОНАРНЫХ РЕЖИМОВ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ

А. А. Пашали, Р. С. Халфин, Д. В. Сильнов, А. С. Топольников, Б. М. Латыпов, К. Р. Уразаков

Аннотация


Статья посвящена описанию связанной модели нестационарного течения пластовой жидкости в пласте, элементах скважины и установки электроцентробежного насоса (УЭЦН). Такая модель используется при описании работы нефтяной скважины в случае неустановившегося режима, например во время вывода на режим или при периодической эксплуатации. Для моделирования течения жидкости в пласте решается задача нестационарной фильтрации в приближении однофазной жидкости. При этом используется метод источников, который позволяет моделировать различные схемы заканчивания скважины, такие как вертикальная, горизонтальная скважина или скважина с одно- и многостадийным гидроразрывом пласта, и обеспечивает высокую скорость расчетов, что чрезвычайно важно в случае интегрированной модели. Элементы скважины (обсадная колонна, колонна насосно-компрессорных труб и затрубное пространство) моделируются с помощью одномерной нестационарной системы дифференциальных уравнений в частных производных, выражающих законы сохранения массы компонентов газожидкостной смеси и количества движения смеси и энергии в целом. Математическая модель многофазного потока в скважине учитывает тепло- и массообмен, а также относительную скорость движения нефти, попутно-добываемой воды и газа. Глубинно-насосное оборудование (электроцентробежный насос, погружной электродвигатель, газосепаратор) встраивается в интегрированную модель с помощью своих паспортных характеристик, позволяющих вместе с другими корреляциями рассчитывать перепад давлений, температур и объемного содержания газа после прохождения потоком его элементов. Разработанная модель была апробирована на одном из месторождений Западной Сибири для описания периодических режимов работы скважин, оборудованных УЭЦН. Получено удовлетворительное согласование расчетных параметров и промысловых данных, показавшее возможность использования интегрированной модели «пласт - скважина - насос» не только для описания текущего периодического режима работы скважин, но и для оптимизации его параметров.

Ключевые слова


многофазное течение;массообмен;нефтедобыча;нестационарная модель;установка электроцентробежного насоса;многофазное течение;

Полный текст:

PDF

Литература


Волков М.Г. Оптимизация периодического режима эксплуатации малодебитных скважин // Нефтегазовое дело. 2017. Т. 15. № 1. С. 70-74.

Щелкачев В.Н., Лапук Б.В. Подземная гидравлика. М.-Л.: Гостоптехиздат, 1949. 525 с.

Джоши С.Д. Основы теории горизонтальной скважины. Краснодар: Сов. Кубань, 2003. 155 c.

Wallis G.B. One-Dimensional Two-Phase Flow. New York: McGraw-Hill Book Co. Inc., 1969. 408 p.

Топольников А.С., Болотнова Р.Х., Бузина В.А., Агишева У.О. Математическое моделирование динамических процессов в нефтедобывающей скважине // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2014. № 4 (54). С. 112-118.

Брилл Дж.П., Мукерджи Х. Многофазный поток в скважинах. Ижевск: Институт компьютерных технологий, 2006. 384 с.

Язьков А.В. Повышение эффективности эксплуатации скважин с электроцентробежными насосами в условиях многофазного флюида за счет регулирования теплового режима: дис. … канд. техн. наук. Тюмень: ТГУ, 2017. 106 с.

Волков М.Г. Моделирование процесса переноса тепла от погружного электродвигателя к обтекающему потоку скважинной продукции в условиях интенсивного отложения солей // Нефтяное хозяйство. 2018. № 7. С. 104-109. DOI: 10.24887/0028-2448-2018-7-104-109.

Marquez M. Modeling Downhole Natural Separation: Doct. Philosophy Sci. Diss. Tulsa: The University of Tulsa, 2004.

Волков М.Г. Методика расчёта коэффициента естественной сепарации в процессе освоения нефтедобывающей скважины // Нефтегазовое дело. 2016. Т. 14. № 4. С. 45-49.

Duran J., Prado M.G. ESP Stages Air-Water TwoPhase Performance - Modelling and Experimental Data // Society of Petroleum Engineers. 2004. SPE-87627-MS.

Stepanoff A.J. Centrifugal and Axial Flow Pumps: Theory, Design and Application. New York: John Wiley and Sons, 1957. 462 p.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ngdelo-2021-1-33-41

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2021 А. А. Пашали, Р. С. Халфин, Д. В. Сильнов, А. С. Топольников, Б. М. Латыпов, К. Р. Уразаков

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

УФА, УГНТУ, 2020