Разработка методики расчета и прогнозирования основных свойств нефти с использованием экспериментальных данных при неполной исходной информации
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Глава 1. Обзор исходных данных для оценки свойств нефти и газа . . . 9
1.1 Важность оценки точности PVT-свойств углеводородов . . . . . . . 9
1.2 Краткая характеристика нефтяных месторождений Ирана . . . . . . 10
1.3 Приближенная взаимосвязь пластовой температуры с пластовым
давлением и газосодержанием нефти для некоторых
разрабатываемых нефтяных месторождений . . . . . . . . . . . . . 14
1.4 Анализ известных эмпирических корреляционных зависимостей
для прогноза свойств нефти и газа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.5 Основные подходы, используемые для создания регрессионных
зависимостей свойств нефти и газа . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
1.6 Выводы к главе 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Глава 2. Разработка методики расчета основных PVT-свойств нефти
и растворенного газа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.1 Использование экспериментальных данных по месторождениям
Ирана для разработки методики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2.2 Расчетная методика определения плотностей газонасыщенной
нефти . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
2.3 Корреляция вязкости насыщенной нефти . . . . . . . . . . . . . . . 71
Глава 3. Сравнительный анализ прогноза свойств нефти и газа с
использованием современных алгоритмов машинного
обучения и классических корреляционных зависимостей . . . 82
3.1 Методология создания алгоритма для расчета PVT-свойств нефти
и растворенного газа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
3.2 Разработка алгоритма для расчета давления насыщения . . . . . . . 89
3.3 Разработка алгоритма для расчета объёмного коэффициента нефти 91
3.4 Разработка алгоритма расчета газосодержания . . . . . . . . . . . 94
3.5 Разработка алгоритма для расчета плотности пластовой нефти . . . 95
3.6 Разработка алгоритма для расчета плотности растворенного газа . . 97
3.7 Разработка алгоритма для расчета вязкости насыщенной нефти . . 98
3.8 Разработка алгоритма для расчета вязкости недонасыщенной нефти 101
3.9 Разработка алгоритма для расчета вязкости дегазированной нефти . 103
3.10 Разработка методики для расчета вязкости дегазированной
тяжелой нефти . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
Глава 4. Расчет основных свойств пластовой нефти в функции
давления и температуры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
4.1 Краткая характеристика методов расчёта свойств нефти и газа . . . 111
4.2 Разработка методики расчета основных свойств нефти и газа
анализируемых месторождений Ирана . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
Приложение А. Характеристика существующих корреляций . . . . . . . 161
А.1 Перечень определяемых параметров по разным корреляциям . . . . 161
А.2 Характеристика существующих корреляций для определения
давления насыщения Pнас . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
А.3 Характеристика существующих корреляций для определения
обьемного коэффицента bн . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
А.4 Характеристика существующих корреляций для определения
вязкости дегазированной нефти µнд . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
А.5 Характеристика существующих корреляций для определения
вязкости насыщенной нефти µ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
А.6 Характеристика существующих корреляций для определения
вязкости недонасыщенной нефтиµне . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Приложение Б. Акт внедрения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулирована основная цель работы, поставлены задачи теоретических и экспериментальных исследований. Описаны научная новизна и практическая ценность диссертационной работы, определены основные защищаемые положения.
Первая глава. Проведен литературный обзор и представлены результаты анализа суще- ствующих методик определения PVT-свойств УВ. В главе проведен обзор основных корреля- ционных зависимостей PVT-свойств и их различных функциональных форм. Среди российских авторов выделяются работы Дунюшкина И.И., Мищенко И.Т. и Брусиловского А.И., а из зарубеж- ных – Видаля Дж. (Vidal J.), Ахмеда Т. (Ahmed T.), Данеша А. (Danesh A.), Витсона К. (Whitson C.H.), Фирузабади A. (Firoozabadi A.), Араблу М. (Arabloo M), Хьюрона М. (Huron M.J.), Робин- сона Д.Б. (Robinson D. B.), Дауберт Т.Е. (Daubert T.E.), Катца Д. (Katz D.L.), Коутса К. (Coats K.), Лэси В. (Lacey W.), Шервуда Т. (Sherwood T.), Мак-Кейна В.Д. (McCain W.D.), Редлиха О. (Redlich O.), Никита Д. (Nichita D.V.), Педерсена К. Ш. (Pedersen K. S.), Михельсена М. (Michelsen M.L.),Пенелу А. (Peneloux A.), Эдмистера У. (Edmister W.C.), Питцера К. (Pitzer K.), Прауснитца Дж. (Prausnitz J. H.), Рида Р. (Reid R.C.), Cейджа Б. (Sage B.H.), Соаве Г. (Soave G.S.), Старлинга К. (Starling K.E.), Стэндинга М. (Standing M.B.), Хеммати Х. (Hemmati H.) и других. Разработана схема алгоритма расчета PVT-свойств, показанная на рисунке 1.
Рис. 1 –– Схема анализа и алгоритма расчета работы для разработки методики определения PVT- свойств нефти
Вторая глава. Проведен анализ и обработка данных, использованных для разработки методики определения PVT-свойств. Анализ существующих корреляционных зависимостей на
7
примере месторождений Ирана показывает, что опубликованные корреляции дают погрешности 12–22% для иранских месторождений, что не позволяет рекомендовать их для практического использования. Еще один недостаток этих опубликованных корреляционных зависимостей заключается в том, что они не могут быть использованы при неполной исходной информации. В таблице1 приведены минимальные и максимальные значения по каждому рассматриваемому параметру.
Таблица 1 –– Основные исходные промысловые данные PVT-исследований для 65
tпл, Параметр ◦C Мин 33
месторождений Ирана
Go, Pнас , ρнд, ρн, ρг,
ym% ya% 8,30 0,00 98,37 28,2
м3/м3 МПа кг/м3 кг/м3 10,70 2,94 654,80 558 380 40,7 999 927
кг/м3 API 0,68 10 1,654 55
Макс 162
В качестве исходной информации рассматриваются:
ρнд – плотность дегазированной нефти кг/м3, tпл – пластовая температура °C,
API -плотность в градусах,
Pнас – давление насыщения МПа,
ρн – плотность нефти (пластовой) кг/м3,
ρг – плотность газа кг/м3, Go – газосодержание м3/м3, ym%- содержание метана,
ya – содержание азота (не обязательное).
Разработана методика и получены регрессионные уравнения для проведения оперативного прогнозирования следующих свойств нефти и растворенного газа месторождений Ирана: Плотность нефти (ρнг):
” = 195,9 − 0,1184/ + 0,7587″ + 0,001669 G6 − 0,001309″нд ∗ / . (1) нг 0 нд 0 0
Плотность газа (ρг):
Давление насыщения (Pнас):
“г = ( ;нд − 0,962)/(0,002 × Го). (2) ;нпл
Dнас = 0,293 × /G,HI6 × JG,6KG × “LG,MNK. (3) 0 г.о.
Газосодержание (Gн):
/ = DG,KKG × ̅LG,GKP × JLG,MQM × RDSG,MKM . (4) н нас г
Актуальность темы исследования. Наличие достоверных данных о PVT-
свойствах пластовых флюидов играет ведущую роль при подсчете запасов неф-
тяных и газовых залежей, оценке коэффицента извлечения нефти, исследовании
скважин, численном моделировании коллекторов и для принятия обоснованных
Text
решений при проектировании разработки месторождений. На практике резуль-
таты промысловых, лабораторных и теоретических исследований используются
одновременно для обоснования свойств природных углеводородных смесей. На
каждом из отмеченных этапов специалисты стремятся повысить достоверность
получаемых данных и развить методы их интерпретации. Определение свойств
пластовых флюидов нефтяного месторождения является обязательным услови-
ем эффективноого применения различных методов воздействия на призабойную
зону скважин, подбора оборудования для эксплуатации скважин. Свойства пла-
стовых флюидов определяются различными термобарическими условиями и
меняются в зависимости от текущего состояния пласта и характеристики измене-
ния пластового давления. Все известные методы определения свойств пластовых
флюидов делятся на две группы: экспериментальные и расчётные. Каждая из
групп имеет как преимущества, так и определённые недостатки. Проведение
экспериментальных исследований требует сложного и дорогостоящего оборудо-
вания, а также высококвалифицированного персонала. Кроме того, сам отбор
глубинных проб является сложной операцией. К настоящему времени накоплен
значительный информационный банк данных по свойствам флюидов нефтяных
месторождений. В таких условиях расчётные методы могут оказаться предпочти-
тельными.
Разработанность темы диссертации. Проблемам анализа и моделиро-
вания PVT-свойств пластовых флюидов нефти и газа посвящено множество
научных работ как российских, так и зарубежных ученых. Современные методы
PVT-моделирования базируются на использовании расчётных методов, основы-
вающиеся на различных полуэмпирический или эмпирических соотношениях.
Несмотря на некоторое количество известных расчётных методов, не все они
получили одинаковое распространение в практике разработки нефтяных ме-
сторождений. В случае, когда надежные экспериментальные данные по PVT
свойствам нефтей недоступны или вообще отсутствует, для расчетов могут ис-
Основные результаты работы заключаются в следующем.
1. По результатом обработки материалов по PVT-свойствам более 60 ме-
сторождений Ирана разработана методика и алгоритм расчета основных
свойств нефти;
2. Разработан поэтапный алгоритм прогнозирования PVT-свойств неф-
ти на основе нейронных сетей и машинного обучения, описывающий
основные результаты лабораторных и промысловых исследований с точ-
ностью ± 1-6,7% ;
3. Предложен новый подход к расчету вязкости насыщенной, недонасы-
щенной, дегазированной нефти и алгоритм расчета вязкости нефти в
функции давления на примере месторождений Ирана без проведенеия
лабораторных исследования с точоностю не менее 95 % ;
4. Разработан программный продукт, реализующий разработанную ме-
тодику, являющийся новым инструментом для оценки достоверности
данных исследований PVT-свойств пластовых флюидов. Созданный про-
граммный продукт обеспечивает выполнение задач расчета PVT- свойств
нефти, таких как газосодержание, плотность пластовой нефти, давле-
ние насыщения, объемный коэффициент нефти, вязкость дегазированной
нефти, вязкость насыщенной нефти, вязкость недонасыщенной нефти.
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (145 отзывов)
4.9 (35 отзывов)
5 (9 отзывов)
4.6 (71 отзыв)
4.5 (80 отзывов)
4.6 (30 отзывов)
4.9 (343 отзыва)
4.8 (30 отзывов)
4.3 (248 отзывов)
