Моделирование и расчет характеристик притока к горизонтальной газовой скважине с насосно-компрессорной трубой в интервале фильтра

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью изучения характеристик притока (режима фильтрации, профиля притока, скорости потока по стволу) к горизонтальным газовым и газоконденсатным скважинам при нахождении насосно-компрессорных труб на забое. Это позволяет назначать режимы работы скважинам, управлять процессом выноса воды и механических примесей с забоя, проводить освоение скважин и т. д. Цель: обосновать математическую модель работы перфорированной горизонтальной газовой скважины при нахождении башмака насосно-компрессорных труб в интервале перфорации, рассчитать характеристики притока газа к стволу, скорости потока в стволе и режимы фильтрации флюида в призабойной зоне скважины. Объекты: горизонтальные газовые и газоконденсатные скважины в анизотропных пластах, методика расчета притока газа к перфорированным стволам горизонтальных скважин, режимы притока газа и его потока по стволу при нахождении башмака насоснокомпрессорных труб в интервале перфорации. Методы: моделирование притока газа к горизонтальным стволам с использованием функции точечного стока и функции Лейбензона; использование теории местных и гидравлических сопротивлений при моделировании развивающегося потока газа по стволу; определение режима притока газа к горизонтальному стволу с использованием значения числа Рейнольдса. Результаты. С использованием модели притока газа к перфорированному стволу горизонтальной (пологой) скважины произведен расчет для Бованенковского нефтегазоконденсатного месторождения и исследованы характеристики притока (скорость и режим фильтрации в призабойной зоне, скорость развивающегося потока по стволу) при различном положении башмака насосно-компрессорных труб в интервале перфорации скважины. Отмечено, что при перемещении насосно-компрессорных труб по интервалу перфорации режим притока газа к стволу скважины может меняться с линейного на нелинейный. Сделан вывод о том, что при длительном расположении насосно-компрессорных труб в интервале перфорации необходимо выбирать депрессию, обеспечивающую линейный режим притока газа к стволу горизонтальной газовой скважины.

Relevance. The need to study the parameters of inflow (permeability rates, production inflow profile, flow rate along the horizontal wellbore) into horizontal gas and gas condensate wellbores, when tubing is at a downhole zone. This allows scheduling well production rates, managing removal of water and mechanical impurities from the bottom-hole, carrying out well stimulation and completion activities, etc. Aim. To substantiate a mathematical model of the perforated horizontal gas borehole when the tubing shoe is within the perforation interval, as well as to calculate gas inflow parameters, flow rate along the wellbore and fluid permeability rates at the bottomhole zone of the wellbore. Object. Horizontal gas and gas condensate boreholes in anisotropic formations, methods for calculating gas inflow into perforated strings of horizontal boreholes, gas inflow rates and flow rates along the wellbore when a tubing shoe is within the perforation interval. Methods. Modeling gas inflows into horizontal wellbores using a point source function, as well as the Leibenzon function; the use of the local and hydraulic resistances theory in simulation of developing gas flow along the wellbore; determining gas inflow rates into the horizontal wellbore using the Reynolds number value. Results. The authors have carried out design calculation for the Bovanenkovskoe oil and gas condensate field using the model of gas inflow into a perforated horizontal (sloping) wellbore and analyzed the inflow parameters (flow velocity and permeability rates at the bottomhole zone, developing flow velocity along the wellbore) at various tubing shoe positions within the wellbore perforation interval. It was observed that when the tubing moves along the perforation interval the gas inflow to the wellbore can change from linear to non-linear. The authors made a conclusion that whenever extended periods of tubing positioning within the perforation interval is required, it is essential to select a low-pressure area which ensures a linear rate of gas inflow into the wellbore of a horizontal gas well.