Моделирование оптимальных параметров, обеспечивающих эффективное глушение скважин в условиях аномально низких пластовых давлений

Abstract

Актуальность работы. Повышение эффективности капитального ремонта скважин в условиях снижения добычи углеводородов представляет собой актуальную задачу. Объектом исследования является процесс глушения газовых скважин в условиях аномально низких пластовых давлений. Для контроля технологических параметров при проведении ремонтных работ в скважине целесообразно разработать математические модели, количественно описывающие процесс глушения скважины, позволяющие проводить расчет и подбор оптимальных параметров жидкости глушения. Это позволит снизить фильтрацию в пласт технологических жидкостей и загрязнение призабойной зоны пласта, что способствует восстановлению продуктивности на доремонтном уровне и осуществлению быстрого ввода скважины в эксплуатацию. Разработка программы, совмещающей гидродинамическую и фильтрационную модели процессов блокировки призабойной зоны пласта, позволит подбирать оптимальные технико-технологические параметры и обеспечивать эффективное выполнение капитального ремонта скважин в условиях аномально низких пластовых давлений. Цель исследования. Повышение эффективности эксплуатации газовых и газоконденсатных месторождений и капитального ремонта скважин в условиях значительного падения пластовых давлений за счет разработки методов управления гидродинамическими процессами в призабойной зонt пласта. Методы исследования.Для достижения целей исследования нами проанализированы и систематизированы данные научно-технической и патентной литературы, проведены лабораторные и вычислительные эксперименты, которые позволили подробно изучить модели гидродинамических процессов фильтрации жидкостей в пласт. Разработанные математические модели, описывающие процесс глушения скважины, реализованы как комплекс программ для ЭВМ методом компьютерного моделирования. Результаты работы. Разработана и описана математическая модель процесса глушения для газовых скважин с пакером и без пакера. Приведены аналитические зависимости для расчета коэффициента аэрации, учитывающие диаметр штуцера для образования пены, пластовое давление и глубину скважины. На основе математической модели разработан и протестирован комплекс программ по выбору оптимальных технико-технологических параметров, обеспечивающих эффективное глушение скважины в условиях аномально низких пластовых давлений. Разработанная математическая модель является инструментом для расчета и подбора оптимальных технико-технологических параметров, обеспечивающих эффективное проведение ремонтных работ, исключающих работу на избыточных репрессиях и поглощение технологических жидкостей Relevance. Improving the efficiency of well-workover operations under conditions of hydrocarbon production is an urgent task. The object of the study is the process of killing gas wells in conditions of abnormally low formation pressure. In order to control technological parameters during well workover operations it is advisable to develop mathematical models that quantitatively describe the process of killing the well, allowing the calculation and selection of optimal parameters of killing fluid. This will reduce filtration of process fluids into the formation and contamination of the bottom-hole formation zone, which contributes to the restoration of productivity at the pre-repair level and rapid well commissioning. Development of a program combining hydrodynamic and filtration models of bottomhole formation zone blocking processes will allow selecting optimal technical and technological parameters and ensuring efficient workover operations under abnormally low formation pressure conditions. The aim is to improve the efficiency of gas and gas condensate field operations and the effectiveness of well maintenance in conditions of a significant decrease in reservoir pressure due to the development of methods for managing hydrodynamic processes in bottom-hole formation zone. Methods. To achieve the objectives of the study were analyzed and systematized data of scientific, technical and patent literature, conducted laboratory and computational experiments that allowed to study in detail the models of hydrodynamic processes of filtration of liquids into the formation. The developed mathematical models describing the process of well killing were implemented as a set of programs for computers by computer simulation method. Results. The mathematical model of killing process for gas wells with and without packer is developed and described. Analytical dependencies for calculation of aeration coefficient, taking into account the diameter of the nozzle for foam formation, formation pressure and well depth are given. A set of programs for selecting optimal technical and technological parameters ensuring effective killing of a well under abnormally low formation pressure conditions was developed on the basis of a mathematical model and tested. The developed mathematical model is a tool for calculation and selection of optimal technical and technological parameters, providing effective repair works, excluding work on excessive repressions and absorption of process fluids