Wydatki krytyczne przy dopływie ropy lub gazu w odwiercie pionowym i poziomym

• Autorzy: Szpunar Tadeusz , Budak Paweł

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2022.08.03

Warianty tytułu

EN

The critical flow rates in vertical and horizontal gas/oil wells

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł poświęcony jest metodom określania wydatku krytycznego w odwiertach pionowych i poziomych eksploatujących ropę naftową i gaz ziemny w stanie pseudoustalonym i nieustalonym. Podano szereg zależności do ustalania wydatku krytycznego dla rozmaitych konfiguracji, tj. rodzaju odwiertu (poziomy/pionowy), charakteru dopływu medium złożowego (pseudoustalony/nieustalony) oraz rodzaju medium (gaz ziemny/ropa naftowa) opracowanych przez rozmaitych autorów, poświęcając szczególną uwagę metodzie Chaperon – jako jedynej mającej podstawy teoretyczne. Podano zaproponowane przez autorów bardzo proste wzory, które mogą służyć do orientacyjnej oceny wielkości wydatku krytycznego, i losowo porównano wyniki z otrzymanymi za pomocą metody Chaperon, stwierdzając dającą się zaakceptować rozbieżność wyników, pomimo że w modelu Chaperon w przypadku odwiertu poziomego przyjmowano inne założenia odnośnie do kształtu obszaru drenowanego przez odwiert i charakteru przepływu. Zależności te wykorzystywane są do interpretacji zachowania ciśnienia przy radialnym dopływie ropy naftowej i gazu ziemnego do odwiertu pionowego i poziomego. Podane zależności oparte są na powszechnie znanych wzorach wiążących ciśnienie denne ruchowe w odwiercie z natężeniem dopływu medium złożowego. W artykule zestawiono rozmaite korelacje służące do określania wydatku krytycznego proponowane przez rozmaitych autorów opracowane przy przyjęciu rozmaitych założeń. Rozbieżności wyników poszczególnych korelacji dla tego samego zestawu danych proponowanych przez różnych autorów mogą dochodzić do kilkuset procent, co uzmysławia złożoność zagadnienia zawadniania się odwiertów eksploatacyjnych i trudność realistycznego opisu tego zjawiska. Korelacje podane w tekście artykułu opracowano na podstawie modeli analogowych lub na podstawie badań laboratoryjnych.

EN

The article discusses the methods used for evaluation of the critical flow rate in vertical and horizontal wells in case of oil or natural gas flow. The transient and pseudo-steady flow is considered. Various relations used for evaluation of critical flow rate for vertical/horizontal wells proposed by several authors have been provided. Special attention has been paid to Chaperon model which is the only one having the theoretical foundation. Very simple equations which can be used for evaluation of critical flow rate, based on well-known and generally accepted equations relating the bottom hole pressure and flow rate have been proposed. Those equations relate the pressure behavior in oil and gas wells assuming the radial flow in the reservoir. Relations for vertical and horizontal wells have been provided. They can be used for approximate evaluation of critical flow rate which is the highest flow rate not causing inflow of water into oil or gas well. Of course there are discrepancies between results given by Chaperon and the proposed methods but they are not very large and are acceptable from the technical point of view. One should remember that in case of the horizontal wells the Chaperon model assumes rectangular shape of drainage area while the methods proposed in this paper use the circular drainage area and radial flow. It should be noted that the critical flow rates evaluated using various methods provided in literature and listed in this article yield results which may differ by several hundred percent for the same set of input data – this indicates the complexity of the problem of water inflow to the production wells. Equations proposed by various authors are based on the analog models or results of the laboratory experiments.

Słowa kluczowe

PL

wydatek krytyczny; stan nieustalony; stan pseudoustalony; depresja krytyczna; przypływ ropy; przypływ gazu; otwór pionowy; otwór poziomy; stożek wodny

EN

critical flow rate; unsteady flow; pseudosteady flow; critical drowndown pressure; oil flow; gas flow; vertical well; horizontal well; water coning

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 78, nr 8
• Strony: 589--597
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wz.

Twórcy

autor

Szpunar Tadeusz

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Budak Paweł

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Chaperon J., 1986. Theoretical Study of Coning Toward Horizontal and Vertical Wells In Anisotropic Formations: Subcritical and Critical Rates. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, New Orleans, Louisiana. DOI: 10.2118/15377-MS.
• Dake L.P., 1988. Fundamentals of Reservoir Engineering. Second edition. Elsevier, Amsterdam–Oxford–New York, 282–288.
• JTI, Joshi Technologies International, Inc., 2008. ProCone – podręcznik użytkownika. Tulsa, Oklahoma, February 8.
• Szpunar T., 1992. Interpretacja wyników badań hydrodynamicznych w odwiertach poziomych. Nafta-Gaz, 46(9): 229–234.
• Szpunar T., 1995. Wybrane problemy przepuszczalności porowatych warstw zawodnionych. Nafta-Gaz, 49(11): 445–451.
• Szpunar T., 2001. How to compute permeability and skin factor of the low pressure water zones. Journal of Canadian Petroleum Technology, 40(7): 45–51.
• Szpunar T., Budak P., 2016. Prosta metoda określania przepuszczalności pokładów węgla w warunkach kopalnianych. Nafta-Gaz, 72(12):1054–1062. DOI: 10.18668/NG.2016.12.07

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).