Огляд досліджень явища конусоутворення підошовної води при розробці нафтових і газових покладів

Serhii Matkivskyi

Автор(и)

Serhii Matkivskyi АТ "Укргазвидобування"

Ключові слова:

підошовна вода, конусоутворення, гребеноутворення, обводнення, критичний безводний дебіт, коефіцієнт вуглеводневилучення

Анотація

Оглядові статті відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, узагальнюючи наявні знання з певної теми, оцінюючи їхню актуальність і визначаючи напрями подальших досліджень. У цій роботі проаналізовано результати теоретичних і експериментальних досліджень, присвячених впливу геолого-фізичних і технологічних чинників на процес обводнення видобувних свердловин під час розробки покладів із підошовною водою. Аналіз охоплює широкий спектр питань, зокрема прогнозування розвитку конуса підошовної води у вертикальних і горизонтальних свердловинах, оцінку критичних безводних дебітів нафти й газу, а також вплив анізотропії пласта на підняття та осідання водяного конуса. Окрему увагу приділено ефективності різних методів боротьби з обводненням, серед яких обмеження депресії тиску на пласт, застосування водоізоляційних екранів, спільний відбір нафти чи газу разом із водою, а також технології періодичної експлуатації свердловин для контролю процесу осідання конуса підошовної води. Розглянуто класичні моделі конусоутворення, результати математичних розрахунків та їхній порівняльний аналіз. Особливий акцент зроблено на тому, наскільки ґрунтовно автори досліджень охопили тему, наскільки критично підходили до оцінки результатів досліджень, та чи вдалося їм сформулювати об'єктивну та структуровану картину предмета дослідження. За результатами проведеного аналізу визначено сильні та слабкі сторони існуючих методів прогнозування й технологій боротьби з конусоутворенням підошовної води, а також їхнє практичне значення і перспективи подальших досліджень у сфері управління розробкою нафтових і газових родовищ, які підстилаються підошовною водою. Важливим аспектом роботи є акцент на необхідності проведення додаткових досліджень щодо закономірностей підняття й осідання конуса підошовної води під час розробки газових і газоконденсатних покладів. Представлені результати можуть бути корисними як для науковців, що займаються вивченням процесів конусоутворення, так і для інженерів, які працюють над оптимізацією розробки родовищ за водонапірного режиму.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Кондрат Р.М., Матіїшин Л.І. Аналіз методів боротьби з конусоутворенням у процесі розробки газових і нафтогазоконденсатних родовищ з підошовною водою. Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. 2014. № 2(51). C. 51–60.

Довідник з нафтогазової справи. За заг. ред. докторів технічних наук B.C. Бойка, Р.М. Кондрата, Р.С. Яремійчука. К.: Львів. 1996. 620 с.

Muskat, M. and Wyckoff, R. D. An Approximate Theory of Water-Coning in Oil Production. Transactions of the AIME. 1935. №114 (01). P.144–163

Muskat, M. The Flow of Homogeneous Fluids Through Porous Media. New York: McGraw Hill Book Company. 1937. 763 р.

Muskat, M. Physical Principles of Oil Production. New York: McGraw-Hill Book Company. 1949. 922 p.

Arthur MG. Fingering and coning of water and gas in homogeneous oil sand. Transactions of American Institute of Mining, Metallurgical and Petroleum Engineers. 1944. 155 (01). P.184-201. https://doi.org/10.2118/944184-G

Meyer, H. I. and Gardner, A. O. Mechanics of Two Immiscible Fluids in Porous Media. Journal of Applied Physics. 1954. 25 (11). P. 1400-1406. https://doi.org/10.1063/1.1721576

Chaney, P.E., Noble, M.D., Henson, W.L., and Rice, T.D. How to Perforate Your Well to Prevent Water and Gas Coning. Oil and Gas Journal. 1956. Vol. 55. P.108 – 114.

Elkins, L.F. Fosterton Field - An Unusual Problem of Bottom Water Coning and Volumetric Water Invasion Efficiency. Transactions of the AIME. 1959. Vol.216 (01). P.130–137. https://doi.org/10.2118/1121-G

Craft, B. C. and Hawkins, M. F. Applied Petroleum Reservoir Engineering. New Jersey: Prentice Hall, 1959. 437.

Henley, D. H., Owens, W.W., and Craig, F. F. A scale-model study of bottom-water drives. Journal of petroleum technology. 1961. 13 (01). Р.90–98. https://doi.org/10.2118/1539-G-PA

Fortunati, F., Water coning at the bottom of the well. SPE 544, Technical Note, 1 – 9, 1962.

Karp J.C., Lowe D.K., Marusov N. Horizontal barriers for controlling water coning. Journal of Petroleum Technology. 1962. 14(07). Р.783-790. https://doi.org/10.2118/153-PA

Smith, C. R., Pirson, S. J. Water Coning Control in Oil Wells by Fluid Injection. Society of Petroleum Engineers Journal. 1963. 3(04). Р.314–326. https://doi.org/10.2118/613-pa

Chierici, G. L., Ciucci, G. M., Pizzi, G. A Systematic Study of Gas and Water Coning By Potentiometric Models. Journal of Petroleum Technology. 1964. 16(08). Р.923–929. https://doi.org/10.2118/871-PA

Sobocinski, D. P., Cornelius, A. J. A Correlation for Predicting Water Coning Time. Journal of Petroleum Technology. 1965. 17(05). Р.594–600. https://doi.org/10.2118/894-PA

Khan, A. R. A Scaled Model Study of Water Coning. Journal of Petroleum Technology. 1970. 22(06). Р.771–776. https://doi.org/10.2118/2456-PA

Bournazel, C., Jeanson, B. Fast Water-Coning Evaluation Method. Fall Meeting of the Society of Petroleum Engineers of AIME. 1971. Р.1-14. https://doi.org/10.2118/3628-ms

Schools, R. S. An Empirical Formula for the Critical Oil Production Rates. Erdoel-Erdgas. 1972. Vol. 88(1). Р.6 – 11.

Miller, R. T., Rogers, W. L. Performance of Oil Wells in Bottom Water Drive Reservoirs. Fall Meeting of the Society of Petroleum Engineers of AIME. 1973. Р. 1-24. https://doi.org/10.2118/4633-MS

Aziz, K. and Flores, J. Influence of Production Rate and Oil Viscosity on Water Coning. 25th Annual Technical Meeting of the Petroleum Society of CIM. 1974. Р.1-12. https://doi.org/10.2118/374032

Blades, D. N., Stright, D. H. Predicting High Volume Lift Perfonnance In Wells Coning Water. Journal of Canadian Petroleum Technology. 1975. 14(04). Р.62-70. https://doi.org/10.2118/75-04-06

Trimble, A. E., DeRose, W. E. Field Application of Water-Coning Theory to Todhunters Lake Gas Field. Journal of Petroleum Technology. 1977. 29(05). Р.552–560. https://doi.org/10.2118/5873-PA

Mungan, N. Laboratory Study of Water Coning In a Layered Model. Journal of Canadian Petroleum Technology. 1979. 18(03). Р.66-70. https://doi.org/10.2118/79-03-06

Welge, H. J., Weber, A. G. Use of Two-Dimensional Methods for Calculating Well Coning Behavior. Society of Petroleum Engineers Journal. 1964. 4(04). Р.345–355. https://doi.org/10.2118/892-PA

Chappelear, J. E., Hirasaki, G. J. A Model of Oil-Water Coning for Two-Dimensional, Areal Reservoir Simulation. Society of Petroleum Engineers Journal. 1976. 16(02). Р.65–72. https://doi.org/10.2118/4980-PA

Woods, E. G., Khurana, A. K. Pseudofunctions for Water Coning in a Three-Dimensional Reservoir Simulator. Society of Petroleum Engineers Journal. 1977. 17(04). Р.251–262. https://doi.org/10.2118/5525-PA

Trimble, R. H., McDonald, A. E. A Strongly Coupled, Fully Implicit, Three-Dimensional, Three-Phase Well Coning Model. Society of Petroleum Engineers Journal. 1981. 21(04). Р.454–458. https://doi.org/10.2118/5738-PA

Kuo, M. C. T. A Simplified Method for Water Coning Predictions. SPE Annual Technical Conference and Exhibition. 1983. Р.1-14. https://doi.org/10.2118/12067-MS

Kabir, C. S. Predicting Gas Well Performance Coning Water in Bottom-Water-Drive Reservoirs. SPE Annual Technical Conference and Exhibition. 1983. Р.1-15 https://doi.org/10.2118/12068-MS

Chaperon, I. Theoretical Study of Coning Toward Horizontal and Vertical Wells in Anisotropic Formations: Subcritical and Critical Rates. SPE Annual Technical Conference and Exhibition. 1986. Р.1-12. https://doi.org/10.2118/15377-MS

Kossack, C. A., Kleppe, J., Aasen, T. Oil Production From the Troll Field: A Comparison of Horizontal and Vertical Wells. SPE Annual Technical Conference and Exhibition. 1987. Р. 629-641. https://doi.org/10.2118/16869-MS

Abass, H. H., Bass, D. M. The Critical Production Rate in Water-Coning System. Permian Basin Oil and Gas Recovery Conference. 1988. Р.351-360. https://doi.org/10.2118/17311-MS

Hoyland, L. A., Papatzacos, P., Skjaeveland, S. M. Critical Rate for Water Coning: Correlation and Analytical Solution. SPE Reservoir Engineering. 1989. 4(04). Р.495–502. https://doi.org/10.2118/15855-pa

Giger, F. M. Analytic Two-Dimensional Models of Water Cresting Before Breakthrough for Horizontal Wells. SPE Reservoir Engineering. 1989. 4(04). Р.409–416. https://doi.org/10.2118/15378-PA

Uebel, T. A Computer Simulation Study of Water Coning in Gas Wells. MS Thesis. Louisiana State University (1990).

Lee, S. H., Tung, W. B. General Coning Correlations Based on Mechanistic Studies. SPE Annual Technical Conference and Exhibition. 1990. Р.269-282. https://doi.org/10.2118/20742-MS

Ozkan, E., Raghavan, R. A Breakthrough Time Correlation for Coning Toward Horizontal Wells. European Petroleum Conference. 1990. Р. 209-218. https://doi.org/10.2118/20964-MS

Yang, W., Wattenbarger, R. A. Water Coning Calculations for Vertical and Horizontal Wells. SPE Annual Technical Conference and Exhibition. 1991. Р.459-470. https://doi.org/10.2118/22931-MS

Papatzacos, P., Herring, T. R., Martinsen, R., Skjaeveland, S. M. Cone Breakthrough Time for Horizontal Wells. SPE Reservoir Engineering. 1991. 6(03). Р.311–318. https://doi.org/10.2118/19822-PA

Guo, B., Lee, R. A Simple Approach to Optimization of Completion Interval in Oil/Water Coning Systems. SPE Reservoir Engineering. 1993. 8(04). Р. 249–255. https://doi.org/10.2118/23994-PA

Смоловик Л.Р. Застосування не поршневої схеми для отримання аналітичного розв’язку задачі двофазного витіснення нафти водою. Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. 1994. №.31. С.47-52.

Смоловик Л.Р. Про динаміку переміщення вершини конуса підошовної води в нафтових покладах. Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. 1994. №.31. С.35-40.

Hatzignatiou, D. G., Mohamed, F. Water And Gas Coning In Horizontal And Vertical Wells. Annual Technical Meeting. 1994. Р.1-15. https://doi.org/10.2118/94-26

Menouar, H. K., Hakim, A. A. Water Coning And Critical Rates In Vertical And Horizontal Wells. Middle East Oil Show. 1995. Р.367-379. https://doi.org/10.2118/29877-MS

McMullan, J. H., Bassiouni, Z. Optimization of Gas-Well Completion and Production Practices. SPE International Petroleum Conference and Exhibition in Mexico. 2000. Р.1-13. https://doi.org/10.2118/58983-MS

Osisanya, S. O., Recham, R., Touami, M. Effects of Water Coning on the Performance of Vertical and Horizontal Wells-A Reservoir Simulation Study of Hassi R'Mel Field, Algeria. Canadian International Petroleum Conference. 2000. Р.1-13. https://doi.org/10.2118/2000-039.

Bahrami, H., Shadizadeh, S. R., Goodarzniya, I. Numerical Simulation of Coning Phenomena in Naturally Fractured Reservoirs. Iranian Chemical of Engineering Congress, Iran University of Science and Technology. 2004. Р.4844-4853.

Siddiqi, S. S., Wojtanowicz, A. K. A Study of Water Coning Control in Oil Wells by Injected or Natural FLow Barriers Using Scaled Physical Model and Numerical Simulator. SPE Annual Technical Conference and Exhibition. 2002. Р.1-15. https://doi.org/10.2118/77415-ms

Hernandez, J. C., Wojtanowicz, A. K., White, C. D. Effect of Anisotropy on Water Invasion in Edge-Water Drive Reservoirs. Canadian International Petroleum Conference. 2006. Р.1-12. https://doi.org/10.2118/2006-199

Кондрат Р.М., Кондрат О.Р., Смоловик Л.Р. Математичне моделювання процесів збільшення вуглеводневилучення із газових і газоконденсатних покладів з підошовною водою. Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ. 2010. №1(34). С.30-34.

Kalam, S., Alnuaim, S. A., Rammay, M. H. Application of Artificial Intelligence for Water Coning Problem in Hydraulically Fractured Tight Oil Reservoirs. Offshore Technology Conference Asia. 2016. Р.1-20. https://doi.org/10.4043/26450-MS

Phaiboonpalayoi, C., Johns, R. T. Solution to Coning Under Simultaneous Three-Phase Flows for Multiple Vertical Wells. International Petroleum Technology Conference. 2016. Р.1-25. https://doi.org/10.2523/IPTC-18815-MS

Algdamsi, H. A., Agnia, A., Amtereg, A. Productivity Assessment and Evaluation of Water Coning Tendency to Support Full Field Development Plan Using Single Well Numerical Model. SPE Kuwait Oil & Gas Show and Conference. 2017. Р.1-17. https://doi.org/10.2118/187557-MS

Jupriansyah, J. An Integrated Study of Water Coning Control with Downhole Water Sink Completion Approaches in Multilayered - Strong Water Drive Reservoir to Improve Oil Recovery. SPE Oil and Gas India Conference and Exhibition. 2019. Р.1-12. https://doi.org/10.2118/194565-MS

Al-Maqsseed, N. H., Anthony, E. P., Elaila, S. Z., Areekat, M., Fox, M. Inverted ESPs Actuating: Water Cone Control, Oil Production Increase, and Produced Water Subsurface Disposal - North Kuwait Case Study. Abu Dhabi International Petroleum Exhibition & Conference. 2017. Р.1-21. https://doi.org/10.2118/188764-MS

Anthony, E., Elaila, S., Al-Maqsseed, N., Areekat, M. Inverted ESP Changing the Game in Water Coning Control in Water Drive Reservoirs - North Kuwait Case Study. SPE Annual Technical Conference and Exhibition. 2017. Р.1-16. https://doi.org/10.2118/187292-MS

Carpenter, C. Optimized Design of Autonomous Inflow-Control Devices for Gas and Water Coning. Journal of Petroleum Technology. 2015. 67(12). Р.70–71. https://doi.org/10.2118/1215-0070-jpt

Terry W Stone; Terje Moen; David A. Edwards; Alexander Shadchnev; Kashif Rashid; Geir Frode Kvilaas; Kjell Christoffersen Optimized Design of Autonomous Inflow Control Devices for Gas and Water Coning. SPE Reservoir Simulation Symposium. 2015. Р.1-13.https://doi.org/10.2118/173203-MS

Masih, S., Bennett, B., Savage, M. The Measurement of Connate Water Chlorides Concentration and Its Effect on Bottom Water Coning Analysis in SAGD for Optimization. SPE Heavy Oil Conference-Canada. 2014. Р.1-9. https://doi.org/10.2118/170166-ms