Методика оперативного контроля за обводнением газовых и газоконденсатных скважин по непрерывному измерению электрического сопротивления попутной жидкости (на примере отложений верхнего и нижнего мела Западной Сибири)

Пермяков Виктор Сергеевич
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Введение……………………………………………………………………………….4
Глава 1. Аналитический обзор известных способов контроля за обводнением
газовых и газоконденсатных скважин. Их достоинства и недостатки …11
1.1. Типы попутной воды газовых и газоконденсатных месторождений ….16
1.2. Способы отбора пробы попутной воды …………………………………………….18
1.3. Определение типов попутной воды по её физико-химическим
параметрам……………………………………………………………………………………..22
1.4. Способы диагностики попутной воды ………………………………………………29
Глава 2. Разработка методики оперативного контроля за обводнением газовых и
газоконденсатных скважин по онлайн измерению электрического
сопротивления попутной жидкости …………………………………………………..37
2.1. Анализ результатов инструментальных измерений электрофизических
параметров попутной воды для её диагностики ……………………………….37
2.2. Разработка и экспериментальное исследование способа непрерывного
отбора проб жидкости из газожидкостного потока и измерения её
электрического сопротивления ……………………………………………………….58
2.3. Уточнение ионного состава конденсационной и пластовой воды
по результатам переобработки материалов гидрохимического анализа
проб попутной воды из скважин на отложения нижнего и верхнего мела
Западной Сибири ……………………………………………………………………………82
2.4. Разработка способов диагностики попутной воды (по минерализации и
априорным данным о проведении геолого-технических мероприятий,
графоаналитическим способом по ионному составу, с использованием
формулы А. Р. Ахундова)………………………………………………………………..97
Глава 3. Опробование методики оперативного контроля за обводнением газовых
и газоконденсатных скважин по непрерывному измерению
электрического сопротивления попутной жидкости в полевых
условиях …………………………………………………………………………………………125
3.1. Описание технологии обработки полевых данных ………………………….125
3.2. Результаты полевых испытаний ……………………………………………………..129
3.3. Оптимизация контроля за обводнением газовых и газоконденсатных
скважин ………………………………………………………………………………………..133
Заключение…………………………………………………………………………….139
Список сокращений и условных обозначений ………………………………………………..142
Список терминов …………………………………………………………………………………………..143
Библиографический список использованных источников ………………………………144
Приложение А. Физико-химические свойства проб попутной воды из скважин
Медвежьего, Юбилейного и Ямсовейского месторождений …………….161
Приложение Б. Блок-схема методики оперативного контроля за обводнением
газовых и газоконденсатных скважин с применением поточного
резистивного датчика ……………………………………………………………………..162
Приложение В. Алгоритм диагностики генезиса попутной воды по минерализации
пробы и априорным данным об использовании технической
жидкости ………………………………………………………………………………………..163
Приложение Г. Расчетные формулы для диагностики генезиса попутной воды
Медвежьего, Юбилейного и Ямсовейского НГКМ по методике
ИПНГ РАН ……………………………………………………………………………………..164
Приложение Д. Расчетные формулы для диагностики попутной воды
Бованенковского НГКМ по методике ИПНГ РАН ……………………………168
Приложение E. Акт внедрения результатов диссертационной работы …………….170

Во введении обоснована актуальность темы исследования,
сформулированы цели и задачи работы, показана научная новизна и
практическая значимость результатов, изложен выносимый на
защиту результат исследования, приведены сведения о личном
вкладе автора и апробации работы.
Глава 1 содержит аналитический обзор известных способов
контроля за обводнением газовых и газоконденсатных скважин, их
достоинства и недостатки (4D сейсмика [Waal, Calvert, 2003],
ретроспективный анализ КВД [Чепкасова, 2016], ГИС [Хмелевской,
2010; Сковородников, 2014], датчики-сигнализаторы наличия воды
и песка в потоке газа [Телеметрический…, 2017]). Показано, что
гидрохимический контроль [Kinnell, 1958; Инструкция по
методам…, 1984; Гончаров, 1995; Крайнов, 1992; Каналин, 1997;
Чоловский и др., 2002; Муляк, 2008; Кошелев и др., 2014; Абукова
и др., 2015] по сравнению с другими способами контроля
обводнения скважин более совершенен за счёт возможности охвата
регулярными исследованиями всего фонда скважин при
минимальных затратах материальных и трудовых ресурсов, однако
задача комплексной автоматизации контроля обводнения скважин,
включающего отбор, анализ и диагностику попутной воды, требует
решения.
Рассмотрены типы воды, встречаемой при разработке газовых и
газоконденсатных месторождений (конденсационная, пластовая,
техногенная), способы отбора проб попутной воды, применимость
различных физико-химических параметров попутной воды
(ионный, микроэлементный, газовый и изотопный состав,
плотность) для определения её типа и известные способы
диагностики долевого состава попутной воды.
Глава 2 посвящена разработке методики оперативного контроля
за выполнением газовых и газоконденсатных скважин по онлайн
измерению электрического сопротивления попутной жидкости.
Впервойчастивыполненанализрезультатов
экспериментальных измерений электрофизических параметров
попутной воды.
Определённые диэлькометрическим методом параметры
попутной воды (действительная и мнимая части комплексной
диэлектрической проницаемости, показатели преломления и
поглощения, коэффициент излучения) зависят только от УЭП и не
определяют пластовую и техногенную воду, а поскольку аппаратура
и методика измерения сложнее, чем кондуктометрические
измерения УЭП, то применять эти параметры для оперативного
контроля за обводнением скважин нецелесообразно.
По результатам определения спектров времени поперечной
релаксации методом ЯМР-релаксометрии установлено, что
незначительные примеси элементов, не являющихся индикаторами
пластовой и техногенной воды, но обладающих высокой магнитной
восприимчивостью (Mn, Fe), значительно искажают время
поперечной релаксации Т2, что не позволяет применять ЯМР-
релаксометрию для диагностики попутной воды.
Потенциометрическийметодреализованныйбез
пробоподготовки (выравнивания ионной силы и pH раствора,
разбавления высококонцентрированных растворов) не работает в
смесях воды различного генезиса ввиду взаимного влияния
концентрации основных диагностических ионов Na+ и Ca2+ на их
измеренные концентрации. Выполнение же пробоподготовки
исключает оперативность измерений и делает невозможным
полевые и поточные измерения.
Удельная электрическая проводимость (УЭП) точнее
коррелирует с долей пластовой и техногенной воды в смесях
конденсационной и пластовой, конденсационной и техногенной
воды соответственно (Рис. 1), поэтому кондуктометрические
измерения наиболее перспективны для автоматизации измерения
электрофизических параметров попутной воды.

Рисунок 1 – Пример зависимости доли пластовой и техногенной воды от
УЭП и минерализации
Во второй части для реализации непрерывного контроля за
обводнением газовых и газоконденсатных скважин теоретически
обоснована и экспериментально подтверждена работоспособность
поточного резистивного датчика, устанавливаемого в углублении
(пробоуловитель) на нижней образующей горизонтального участка
трубопровода, что позволяет в непрерывном режиме накапливать,
обновлять пробы попутной жидкости; измерять её электрическое
сопротивление и температуру; рассчитывать электрическое
сопротивление при 25 0С, УЭП, минерализацию и долю пластовой
воды (Рис. 2).
Электрическое
Замер R и tсопротивление при 25 °С:
25 = ∙ ሺ1 + ∙ ሺ − 25))

Удельная электрическая
проводимость:
УЭП=f(R25)
Минерализация:
M=f(УЭП)

Генетический профиль
Рисунок 2 – Схематический вид и принцип работы пробоуловителя и и
поточного резистивного датчика
Поточный резистивный датчик выполнен в виде контактной
кондуктометрической ячейки: два нержавеющих электрода
диаметром 3 мм, высотой 2 мм и расположенные друг от друга на
расстоянии 9 мм на поверхности изолятора, в который также
установлен термодатчик (Рис. 3).

Воздуходувка
Форсунка для впрыска
образцов воды

Рисунок 3 – Схема экспериментального стенда и общий вид резистивного
датчика
Поляризационное электрическое сопротивление Rs учитывается
за счёт калибровки датчика по нескольким точкам с разной
минерализацией, это позволяет для широкого диапазона
минерализаций использовать ячейку одной конструкции и
исключить регулировку частоты тока [Справочник по
измерению…] (Рис. 4).
10y = 1,1292E-12×4 – 6,4092E-09×3 + 1,1422E-05×2 –
10/УЭП, 10/(мСм/см)

1,2918E-03x + 2,5164E-02
8R² = 9,9999E-010.5
25
50 20
0500100015002000
Электрическое сопротивление приведенное к
температуре 25° С R25, Ом
Рисунок 4 – Калибровочная зависимость удельной электрической
проводимости от электрического споротивления хлорид натрия при
уровене жидкости над датчиком 10 мм (элетроды из нержавеющей стали)

Известно,чтоприлюбыхрежимахтечения
газожидкостного потока, кроме дисперсно-кольцевого, на
нижнейобразующейгоризонтальноготрубопровода
накапливается жидкость. Для дисперсно-кольцевого режима
наличие жидкости на стенке горизонтальной трубы (равновесны
унос менее 50%) обеспечивается при значении безразмерной
скорости газа π2 менее 0,0007 [Wallis, 1969]:

π2 =σ
√ ,(1)

где vg – скорость газа, м/с; μg – динамическая вязкость газа, Па·с;
σ – поверхностное натяжение, Н/м; ρg, ρf – плотность газа и жидкости
соответственно, кг/м3.
С учётом этого критерия определены условия при которых
обеспечивается накопление жидкости (Рис. 5, закрашенная
область), при этом температурные условия влияют не значительно.
Увеличение температуры с 5 до 25 0С увеличивает π2 не более чем
на 11 %. При более высоких дебитах газа для увеличения количества
жидкости на стенке предлагается использовать осевой завихритель
[Пермяков, 2020].
20Дебит газа,
Температура 15 °С
скорость π2∙10-4
Безразмерная

тыс.м3/сут
15Унос 80 %
1000

10820
Унос 50 %500
5Область накопления жидкости395
Начало уноса
на внутренней стенке трубы100
024681050
Давление, МПа
Рисунок 5 – Доля уноса жидкости в бесконечно длинной трубе в
зависимости от безразмерной скорости газа при дисперсно-кольцевом
режиме течения газожидкостного потока
[Пермяков, 2020]
Очевидно, что измеряемое электрическое сопротивление будет
зависеть от уровня жидкости в пробоуловителе. По результатам
экспериментальныхизмеренийрезистивнымдатчиком
электрического сопротивления водных растворов хлорида натрия
минерализацией 1, 5 и 10 г/л при изменении толщины слоя
жидкости от 3 до 14 мм установлено, что уже при 3 мм абсолютная
разница расчётной и заданной минерализации составляет менее 0,3
г/л, а чувствительность кажущейся минерализации менее 0,2
г/(л*мм), а при толщине слоя жидкости 6 мм и более
чувствительностькажущейсяминерализациипрактически
постоянна (Рис. 6).
0,30
1 г/л
0,205 г/л
dM/dz, г/л

10 г/л
0,10

0,00
051015
-0,10
z, мм
Рисунок 6 – Чувствительность кажущейся минерализации в зависимост от
толщины слоя жидкости
По результатам динамических экспериментов на лабораторном
стенде показано, что скорость газожидкостного потока (5-15 м/с) не
влияет на наполняемость пробоуловителя, а следовательно, на
расчётную минерализацию при заглублении резистивного датчика
не менее чем на 8 мм.
По результатам экспериментальных данных наличие жидких
углеводородов в газожидкостном потоке увеличивает значение
электрического сопротивления жидкой фазы, но оно практически
постоянное и не зависит от доли жидких углеводородов при
соотношении водный раствор/керосин более 0,4 (Рис. 7).
100000004
R25, Ом
сопротивление, Ом

10000003Минерализация
Электрическое

М расч., г/л
расчётная, г/л
1000002

100001

10000
68,2 26,39,82,20,4керосин
100Соотношение “водный раствор NaCl:керосин”-1
051015 2025303540
Время, мин.
Рисунок 7 – Электрическое сопротивление эмульсии (водный раствор
хлорида натрия с концентрацией 1 г/л и керосина) при разном
соотношении раствор NaCl/керосин
Это, при соответствующей калибровке резистивного датчика,
позволяет применять его в обвязке газоконденсатных скважин при
объёмной доле жидких углеводородов от общей жидкости до 72%.
Практически этот критерий определяется как отношение расчётных
значенийудельногоколичестваконденсационнойводы
(рассчитывается по формуле Р. Ф. Бюкачека [Бюкачек, 1959]) к
удельному количеству жидких углеводородов, выделившихся из
добываемого газа при изменении термобарических условий при
движении флюида от пласта до устья скважины (точки установки
поточного резистивного датчика).
Результаты статических (Рис. 8) и динамических (Рис. 9)
экспериментов с суспензиями показывают, что содержание
механических примесей в газовом потоке практически не влияет на
значенияэлектрическогосопротивленияирасчётной
минерализации при доле механических примесей в жидкой фазе
газожидкостного потока до 10% по объёму.
без песка
В:П 500
Минерализация, г/л

40В:П 100
В:П 50
30В:П 25
В:П 10
20В:П 10, через 10 мин
справочные даные
051015
Электрическая провдоимость (1/R), мСм

Рисунок 8 – Связь минерализации водного раствора хлорида натрия от
измеренной резистивным датчиком электрической проводимости
суспензии по результатам статического эксперимента
10 00050

Минерализация, г/л
сопротивление, Ом
Электрическое
УЭП, мСм/см
1 000
1000
03 0006 0009 000
Время, с
Электрическое споротивление (датчик), Ом
Удельная электрическая проводимость (УЭП кондуктометр), мСм/см
Минерализация расчётная, г/л
Минерализация (через объем суспензии и массу добавленной соли), г/л
Рисунок 9 – Динамический эксперимент по изменению электрического
сопротивления суспензии, УЭП и минерализации при ступенчатом
добавлении хлорида натрия
В третьей части выполнено уточнение ионного состава и
минерализации конденсационной и пластовой воды сеноманских и
нижнемеловыхпластовЗападной-Сибиринапримере
месторождений ООО “Газпром добыча Надым”, что позволяет с
большей точностью диагностировать долю разных типов воды
(Рис. 10).
Применяемые технические жидкости разнообразны, поэтому для
повышения точности диагностики ионный состав их водной части
важно определять по результатам ГХА или в крайнем случае по
рецептуре при каждом геолого-техническом мероприятии.
По результатам статистического анализа результатов диагностики
попутной воды из скважин на отложения нижнего и верхнего мела
Западной Сибири за 2009-2019 гг. (по данным ООО “Газпром
добыча Надым”) показано, что соотношение частоты встречаемости
типов воды практически не изменяется: около 60% от общего
количества проб, представлены конденсационной водой, 15% проб
представлены конденсационно-пластовой водой и оставшиеся 25%
проб представлены двух- и трёхкомпонентными смесями
техногенной воды с другими типами.
Доля пластовой воды, %Доля пластовой воды
80увеличилась от 0% до 4 %
Доля пластовой воды
20уменьшилась со 100% до 82%
0510152025
Минерализация, г/л
Диагностика по методике ИПНГ РАН. Минерализация воды:
конденсационной – 1,0 г/л и пластовой – 17,0 г/л
Диагностика с учётом уточнённой минерализации воды:
конденсационной – 0.28 г/л и пластовой – 20,6 г/л
Рисунок 10 – Влияние уточненной минерализации конденсационной и
пластовой воды на диагностику генезиса
В четвёртой части рассмотрены методики диагностики генезиса
попутной воды: действующая (ИПНГ РАН); графоаналитическим
способом по ионному составу (Патенты РФ № 2710652, № 2711024);
по ионному составу с использованием формулы Ахундова и
предложена методика диагностики по минерализации, также с
применением формулы Ахундова, с использованием априорных
данных о применении техногенных жидкостей на скважинах.
Численным моделированием доказано, что точность диагностики
по любой методике напрямую зависит от точности определения
содержания индикаторных элементов в пробе. С этой точки зрения
предложенная диагностика по минерализации выгодно отличается
от других методик, так как точность определения минерализации
существенно выше в виду точности определения УЭП жидкости
(менее 5 % для портативных кондуктометров) и высокой
погрешности при определении концентрации ионов при
гидрохимическом анализе (до 18%).
С учётом статистических данных по распределению проб по типам
воды, диагностика по минерализации позволяет с высокой степенью
достоверности диагностировать 75% всех отбираемых проб на
рассматриваемых месторождениях ООО “Газпром добыча Надым”.
Для остальных 25% проб, представленных конденсационно-
пластово-техногенной водой необходим ручной отбор проб, при
этом единственным способом диагностики является диагностика по
ионномусоставу,определённомупристандартном
гидрохимическом анализе или потенциометрическим способом с
обязательной пробоподготовкой.
Итак, по результатам теоретических и экспериментальных
исследований разработана методика оперативного контроля за
обводнением газовых и газоконденсатных скважин, которая
включает следующий порядок действий:
I. Подготовительный этап:
1. Новые датчики подлежат обязательной калибровке,
заключающейся в измерении электрического сопротивления и
удельной электрической провдоимости растворов хлорида натрия
известной минерализации при 250 С и толщине слоя калибровочного
раствора над датчиком не менее 10 мм;
2. Резистивные датчики устанавливаются в углублении 10 мм
на нижней образующей горизонтального участка трубопровода
обвязки скважины;
3. По мере поступления данных в электронный блок
измерителя или в центральный сервер оператором заносится
информация о применении в скважине технических жидкостей
(дата, минерализация водной части технического раствора, тип соли
NaCl, CaCl2 или другие данные).
II. Измерения электрофизических параметров:
1. Вначале поточным резистивным датчиком измеряется
электрическое сопротивление и температура контролируемой
жидкости;
2. Затем с учётом температуры жидкости рассчитывается
электрическое сопротивление, приведённое к стандартной
температуре 250 С;
3. Далее с применением калибровочных данных (п. I.1)
рассчитывается удельная электрическая проводимость и
минерализация попутной воды;
III. Диагностика генезиса по значению минерализации и
априорным данным об отсутствии закачки технической жидкости
(п. I.2) выполняется по алгоритму:
1. Проба с минерализацией меньше или равной минерализации
конденсационной воды относиться к 100% конденсационной воде;
2. Если техническая жидкость не закачивалась в скважину, а
минерализация в интервале значений характерных для
конденсационной и пластовой воды, то рассчитывается доля
пластовой воды по формуле А. Р. Ахундова:
(М  М)
Sкон  100 %,(2)
пл(М  М)
плкон
где Sпл – доля пластовой воды в пробе; М, Мкон, Mпл –
минерализация пробы попутной воды, конденсационной (принята 1
г/л) и пластовой, г/л.
3. В остальных случаях проба может представлять собой
трёхкомпонентную смесь конденсационной, пластовой и
техногенной воды – диагностика по минерализации только
качественная: определяется возможна минимальная и максимальная
доля каждого типа воды. Более точная диагностика осуществляется
по одной из проанализированных методик [Способ диагностики
попутных…, 2019; Способ диагностики попутных…, 2020] по
результатам стандартного гидрохимического анализ (ГХА) пробы
попутной воды, отобранной вручную.
IV. Далееповторяютсяизмеренияэлектрофизических
параметров и диагностика генезиса.
Глава 3 содержит результаты длительных испытаний
поточного резистивного датчика на скважине № 814 Медвежьего
НГКМ и рекомендации по оптимизации гидрохимического
контроля с применением разработанной методики.
Для снижения коррозионных процессов при полевых испытаниях
электроды выполнены из платинированной проволоки (длинна
электродов 5 мм, диаметр 1 мм), кроме того использован
шунтирующий резистор 120 кОм подключённый параллельно
электродамдлясниженияэлектромагнитныхнаводок.
Дискретность измерений электрического сопротивления составляет
2 секунды, для дальнейших расчётов используется значение моды
за 3 минуты, что позволяет сгладить пульсацию электрического
сопротивления, обусловленного колебанием поверхности жидкости
в пробоуловителе.
По данным гидрохимического анализа попутная вода на скважине
№ 814 диагностируются как 100% конденсационная вода с
минерализацией 0,22 г/л. Поэтому для проверки работоспособности
поточного датчика выполнены эксперименты с подачей на устье
скважины водных растворов хлорида натрия разной минерализации.
Пробы жидкости для ГХА отбирались сразу после резистивного
датчика (в 20 см по направлению движения газожидкостного
потока), что позволило отбирать ту же жидкость, которая была в
резистивном датчике. В целом можно отметить, что минерализация
от 1 до 50 г/л включительно успешно диагностируется с
погрешностью менее 20%. При минерализациях менее 1 г/л
погрешность выше, однако это принципиально не вносит изменений
в результат диагностики попутной воды, т.к. абсолютная разница
ничтожна, а попутная вода однозначно диагностируется как
конденсационная (Рис. 11).

Рисунок 11 – Сравнение минерализации при закачке солевых растворов
на устье скважины
При исключении проб по которым разница минерализаций больше
±20%, коэффициент корреляции составляет 0,98 (Рис. 12), что в
соответствии с Программой испытания является положительным
результатом и позволяет на ранних этапах выявлять обводнение
скважин и решает поставленную задачу по оперативному контролю
за обводнением скважин.
Рисунок 12 – Сопоставление минирализации по ГХА и данным поточного
резистивного датчика
Очевидно, что внедрение резистивного датчика на каждой
скважине требует значительных дополнительных капитальных
затрат, поэтому предлагается оптимизировать предлагаемую
методику за счёт укрупнения объекта контроля – перенос
резистивного датчика со скважин на общую точку сбора продукции
группы скважин (куст скважин, установка комплексной подготовки
газа (УКПГ) [Пермяков, 2019]. Достаточно выявить момент
обводнения группы скважин, при этом источник обводнения
устанавливается за счёт разукрупнения объекта контроля до
меньших групп скважин или отдельных скважин. После
водоизоляционных работ и отработки скважины от техногенной
воды или после ликвидации обводнённой скважины, групповой
способ оперативного контроля за обводнением восстанавливает
свою информативность.
Допустимое количество скважин в группе оценивается по
величине минерализации пластовой воды и погрешности поточного
датчика. При снижении количества скважин в общей точке или при
большей минерализации пластовой воды увеличивается
чувствительность контроля за обводнением в целом.
По результатам анализа экономических расчётов показано, что
выбор оптимального варианта оперативного контроля зависит от
доли проб, которые могут быть диагностированы по
минерализации, а значит, в общем случае, от стадии разработки
месторождения (количества обводнённых скважин). Установка
резистивных датчиков на устье всех скважин целесообразна для
вводимого в разработку месторождения. На более поздних стадиях
разработки рекомендуется укрупнять точку контроля до кустов
скважин. Для мелких месторождений (до первых десятков скважин)
укрупнение возможно в точке входа в установку комплексной
подготовки газа. Кроме того, перед выполнением любых ГХА в
лаборатории рекомендуется измерять УЭП и минерализацию
кондуктометром, что позволит выявлять конденсационную воду,
выполнять полный анализ которой нецелесообразно.
Наибольший эффект от внедрения оперативного контроля за
обводнением скважин достигается не снижением затрат на
химреактивы, а своевременной постановкой скважин в капитальный
ремонт, сокращения времени простоя скважин, предотвращения
аварийных ситуаций, снижения сложности, длительности, а,
следовательно, и стоимости капитальных ремонтов. Оценочно
вариант непрерывного мониторинга с установкой резистивный
датчик на каждой скважине окупится за несколько месяцев работы
одной восстановленной скважины при среднем дебите газа около
500 тыс. м3/сут.
В обобщённом виде оптимизированная за счёт укрупнения
объекта контроля методика оперативного контроля за обводнением
газовых и газоконденсатных скважин состоит из трёх уровней
(Рис. 13).
На первом уровне осуществляется онлайн контроль
минерализации попутной воды поточным резистивным датчиком и
диагностикагенезиса поминерализации.Увеличение
минерализации по сравнению с предыдущими замерами указывает
на приток высокоминерализованной воды, следовательно,
необходимо разукрупнить объект контроля (до отдельных скважин)
для установления источника притока этой воды – переход на второй
уровень контроля.
На втором уровне контроля осуществляется отбор проб на устье
скважины при рабочем дебите. По аналогии с первым уровнем
контроля определяется общая минерализация проб, но при помощи
портативного кондуктометра, и осуществляется диагностика
попутной воды по минерализации и выявляется обводняющаяся
скважина. Пробы со скважин с закачанной технической жидкости
подлежат более детальному анализу на третьем уровне контроля, по
остальным скважинам усиление контроля не требуется.
Схема оперативного контроля за
обводнением скважин

1-й уровень
онлайн контроль минерализации
попутной воды по группе скважин

Нет
М > 1 г/лДа

2-й уровень
Отбор проб вручную и контроль
минерализации попутной воды
кондуктометром по всем скважинам
группы

НетДа
М > 1 г/л

НетБыло применение Да
техногенной воды?

3-й уровень
Стандартный ГХА

Диагностика генезисаДиагностика генезиса
по минерализациипо ионному составу

БД результатов
диагностики типа воды

Принятие решения по
скважине

Рисунок 13 – Укрупнённая схема оптимизированного гидрохимического
контроля за обводнением скважин
На третьем уровне контроля пробы подвергаются стандартному
гидрохимическому анализу и диагностике попутной воды по
ионному составу.
Результаты исходных замеров удельной электрической
проводимости, ионного состава и результатов диагностики
попутной воды с каждого уровня контроля аккумулируются в базе
данных для оперативного их использования при анализе
эксплуатации скважины, оценке эффективности геолого-
технических мероприятий и принятия решения по дальнейшей
эксплуатации, ремонту или ликвидации скважины.
В заключении подводятся итоги диссертационного исследования,
излагаются его основные результаты.
Разработанная методика оперативного контроля за обводнением
газовых и газоконденсатных скважин по непрерывному измерению
электрического сопротивления попутной воды выгодно отличается
от известных методик контроля за обводнением и имеет
технологический, управленческий и экономический эффект.
Технологический эффект заключается в переходе от дискретного
отбора проб к непрерывному мониторингу при минимальном
участии работника. Это достигается за счёт применения в качестве
диагностического признака типа воды её электрофизического
параметра – удельной электрической проводимости (УЭП) вместо
гидрохимических показателей, что значительно повышает
оперативность исследования пробы попутной воды и позволяет по
минерализации диагностировать генетический профиль попутной
воды не содержащей техногенных растворов (около 75% всех
отбираемых проб на месторождениях ООО “Газпром добыча
Надым”). Для измерения УЭП используется поточный резистивный
датчик, установленный в углублении на нижней образующей
трубопровода, в том числе при объёмной доле механических
примесей в попутной жидкости до 10% и жидких углеводородов до
72%.
Управленческий эффект заключается в возможности обнаружения
первых этапов обводнения скважин, что позволяет предпринимать
действия для предотвращения связанных с ним осложнений
эксплуатации (разрушение прискважинной зоны пласта-
коллектора, абразивный износ, накопление песчано-глинистой
пробки и др.). Это достигается за счёт непрерывного и
единовременного мониторинга типа попутной воды по всему фонду
скважин месторождения, в том числе с возможностью интеграции в
систему «интеллектуального месторождения».
Экономический эффект от использования методики заключается:
во-первых, в снижении простоев скважин и минимизации потерь в
добыче газа, за счёт их своевременного вывода в ремонт; во-вторых,
в снижении затрат на химические реагенты для лабораторий,
снижении трудовых затрат лаборантов химического анализа и
операторов по добыче нефти и газа за счёт сокращения ручного
отбора проб и их лабораторного анализа. Для сокращения
капитальных затрат на оборудование промыслов поточным
измерителем минерализации разработаны критерии позволяющие
обоснованно выбирать необходимую степень укрупнения объектов
контроля с учётом стадии разработки месторождения,
минерализации пластовой воды, количества объединяемых скважин
и стоимости гидрохимических анализов.
У разработанной методики оперативного контроля за
обводнением есть и недостаток. В случае, когда по априорным
данным попутная вода может содержать техногенную воду (по
статистике это 25 % всех проб) диагностика по минерализации лишь
качественная – оценивается содержание разных типов воды в
диапазоне возможной минимальной и максимальной их доли. Более
точная диагностика осуществляется по результатам стандартного
гидрохимического анализ (ГХА) пробы попутной воды, отобранной
вручную, но в этом случае снижается частота и оперативность
контроля.
Запланировано дальнейшее развитие методики контроля за
обводнением газовых и газоконденсатных скважин:
1. В ближайшей перспективе – оценить стабильность
показаний резистивного датчика при наличии в потоке
механических примесей, представленных глинистыми частицами,
способными консолидироваться в случае осаждения в
пробоуловителе и искажать показания резистивного датчика.
2. На будущее – разработка способов определения
индикаторов техногенной воды.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

Объект исследования – способы контроля обводнения газовых и
газоконденсатных скважин на предмет повышения оперативности и качества
диагностики попутной воды за счёт непрерывного измерения физико-химических
параметров попутной жидкости непосредственно в точке отбора проб
электрометрическими методами.
Актуальность исследования. Как известно, появление воды любого типа в
интервале перфорации газовых и газоконденсатных скважин способствует
разрушению прискважинной зоны пласта [Гасумов, Минликаев, 2013; Гадиров,
2018], снижению продуктивности скважин [Ли и др., 2008] и другим
нежелательным последствиям [Долгов, 1999; Эксплуатация газовых …, 2018].
Своевременное обнаружение обводнения скважин и диагностирование типа воды
позволяет подобрать необходимые геолого-технические мероприятия (ГТМ) для
восстановления продуктивности скважины, безопасной её эксплуатации и
определения эффективности проведённых ГТМ, но известные способы контроля
за обводнением скважин затратные и не позволяют охватить исследованиями весь
фонд скважин и одновременно организовать их онлайн мониторинг.
Геофизические полевые (4D сейсмика) и скважинные исследования (нейтронный
каротаж, дивергентный и др.) технически сложны, трудоёмки и экономически
затратные, что не позволяет их использовать как оперативные методы контроля.
Современный способ контроля за обводнением скважин – гидрохимический
контроль – значительно дешевле геофизических методов, но также не лишён
недостатков: низкая частота исследований, так как интенсификация контроля
возможна только за счёт увеличения количества отбираемых проб, а
следовательно, пропорционального увеличения трудовых и материальных затрат,
что невозможно по технико-экономическим причинам; длительная доставка проб
в лабораторию снижает достоверность диагностики из-за изменения их ионного
состава [СТО Газпром 6-2005, 2005; СТО Газпром добыча Надым 5.056-2019,
2019]; кроме того, контроль за обводнением скважин не автоматизирован –
используются устаревшие способы ручного отбора проб и определения физико-
химических параметров попутной воды.
Отсюда острая необходимость в разработке оперативных способов отбора
проб попутной воды, определения её физико-химических параметров за счёт
использования современных измерительных приборов, интегрированных в
систему телеметрии месторождения, и совершенствования способа диагностики
по результатам непрерывных измерений, в частности электрофизических
параметров, с минимизацией «человеческого фактора».
Цель исследования – повысить оперативность и качество контроля за
обводнением газовых и газоконденсатных скважин без потери информативности
за счёт существенного сокращения времени между отбором пробы попутной воды
и получением её генетического профиля по результатам онлайн измерения
электрофизических параметров попутной жидкости.
Научно-техническая задача – разработать методику оперативного онлайн
контроля обводнения газовых и газоконденсатных скважин с использованием
измерений электрофизических параметров попутной жидкости в газожидкостном

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать

    Публикации автора в научных журналах

    Оперативная диагностика генезиса воды, выносимой из скважин
    Тезисы докладов XII-ой всероссийскойконференции молодых учёных, специалистов и студентов. «Новыетехнологии в газовой промышленности». Секция Геология, поиски разведка нефтегазовых месторождений (Москва, 24-27 октября2017). – М.: РГУ НиГ им. И.М. Губкина, 2– С.

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Екатерина С. кандидат наук, доцент
    4.6 (522 отзыва)
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    Практически всегда онлайн, доработки делаю бесплатно. Дипломные работы и Магистерские диссертации сопровождаю до защиты.
    #Кандидатские #Магистерские
    1077 Выполненных работ
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ

    Последние выполненные заказы

    Другие учебные работы по предмету

    Выделение дифракционной компоненты поля на основе разделения волновых полей
    📅 2021год
    🏢 ФГАОУ ВО «Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина».