Технологические особенности строительства скважин для разработки месторождений с высоковязкими углеводородами

1.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
РГУ НЕФТИ И ГАЗА (НИУ) ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА
Факультет разработки нефтяных и газовых месторождений
Кафедра бурения нефтяных и газовых скважин
Магистерская диссертация
на тему:
«Технологические особенности строительства скважин для разработки
месторождений с высоковязкими углеводородами»
ВКР выполнил:
Студент группы РНМ-21-01
Мамуткин Д.В.
Научный руководитель:
д.т.н.
Подгорнов В. М.
Москва, 2023
1

2.

Актуальность работы
Мировая проблема уменьшения запасов традиционных легкий нефтей по всему миру
требует большого внимания и смещения внимания на альтернативные источники
углеводородов, такие как высоковязкие нефти.
Технологические процессы по добыче, переработке и транспортировке тяжелых
нефтей в значительной мере сложнее и затратнее аналогичных расходов необходимых для
работы с легкой нефтью.
Для эффективной и безопасной добычи высоковязких нефтей необходимо
исследовать и применять новые технологические решения, что позволит повысить
рентабельность месторождения с залежями тяжелой нефти.
2

3.

Цель и задачи работы
Цель работы: исследование наиболее эффективных технологий при
строительстве скважин в месторождениях высоковязкой нефти.
Задачи работы:
1. Изучить особенности и проблемы добычи ВВН;
2. Рассмотреть возможные методы решения проблем;
3. Спроектировать профиль и конструкцию скважины для выбранного
метода воздействия на пласт;
4. На основе отечественного и зарубежного опыта, и геологических
особенностях предложить эффективный способ заканчивания скважины;
5. Проанализировать надежность скважины при термических воздействиях.
3

4.

Проблемы при строительстве скважин для добычи ВВН.
1. Повышенные затраты на строительство
2. Необходимость учета выбранного метода воздействия на пласт при
строительстве скважины
3. Проблема выноса песка
4. Конструкция скважины постоянно находить в условиях перепада
температур
4

5.

Выбор метода воздействия
Способы воздействия на пласт с ВВН:
1) Паротепловое воздействие
2) Внутрипластовое горение
Преимущества пароциклического метода:
3) Термозаводнение
1) Экономическая эффективность
4) Пароциклические обработки призабойной
зоны пласта
2) Контроль над процессом
3) Эффективные показатели КИН
5) Химическое воздействие на пласт
6) Комбинированные методы
5

6.

Обоснование конструкции скважины
⌀340мм
⌀245мм
⌀168мм
⌀89мм
0
444,5
311,2
50 м
350 м
0,5
1
1,5
2
2,5
0
500
1000
215,9
1500
2000
2230 м
2500
2600 м
127
3000
Коэффициент гидроразрыва
Рис. 1. Конструкция скважины
Коэффициент анамальности
Рис. 2. Совмещенный график давления
6

7.

Обоснование профиля ствола скважины
Глубина по
стволу, м
Зенитный угол,
град
Вертикальный
1300
0
Набор угла
1580
Стабилизация
Набор угла
Глубина по
вертикали, м
-200
Отклонение от
устья, м
Интенсивность
искривления,
град/10 м
0
1300
0
0
500
0-30
1570
69
1
1000
2396
30
2288
449
0
2810
30-90
2490
785
1,5
0
200
400
600
800
1000
1200
1500
2000
2500
Горизонтальн
ый
3310
90
2490
1285
0
3000
Таблица 1. Данные расчета профиля скважины
Рис. 3. Профиль скважины
7
1400

8.

Конструкция забоя скважины
а)
б)
клапан
перфорация
перфорация
клапан
перфорация
Рис. 3. Конструкция забоя скважины (а –классический вариант; б –
предложенный вариант )
8

9.

Накопленное соотношение пар/нефть
Конструкция забоя скважины
обычная
предложенная
Преимущества:
1) Уменьшение накопленного
паронефтяного коэффициента
2) Уменьшение экономических затрат
3) Сокращение времени выдержки пара
4) Лучшее распределение тепла в пласте
Время, год
Рис. 4. Накопленное отношение закаченного пара к извлеченной нефти
9

10.

Цементирование с вращением эксплуатационной колонны
ЦТ Active II-160
KM
Кв. песок
30%
NaCl
3%
ВР-08
3%
Пента – 463
1%
Cemloss Multi-S
1%
Таблица 2. Компонентный состав цементного раствора
Рис. 5. Показатели качества цементирования с вращением колонны
10

11.

Расчет обсадных колонн на температурное воздействие
800
Осевое усилие на сжатие:
700
600
где E – модуль упрости стали, S – площадь сечения трубы.
F, P, кH
500
Суммарная сила сопротивления сдвигу:
400
300
200
Суммарное усилие
сопротивления
Где