Three-dimensional thermal petroleum filtration study of water coning

• Autorzy: Bekbauov B. E. , Kaltayev A. , Nagy S.

Warianty tytułu

PL

Studium nieizotermicznej filtracji ropy naftowej ze stożkiem wody

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper describes a simulation study of water coning control in an oil production well. In the presence of bottom water, a drop in the reservoir pressure due to oil production causes the water to flow into the reservoir. Therefore, hydrocarbon production is limited by the critical flow rate. A 3D cylindrical nonisothermal two-phase filtration model has been taken into account all terms of the existing mathematical model including barrier-drainage system investigation. A new formula for approximation of Leverett J-function has been proposed which is convenient to use in numerical experiments. Model verification and validation were conducted by using the existing and simulated data of water coning in conventional wells as well as test functions in the isothermal case without barrier - Downhole Water Sink (DWS) system. The output of a comparison between this 3-D model and the reservoir numerical simulator show the developed computer program can be applied to investigate the behavior of water coning, and to predict the breakthrough time at the bottom water reservoir.

PL

W pracy przedstawiono model symulacyjny sterujący powstawaniem stożka wodnego w eksploatowanym odwiercie ropnym w obecności wody podścielającej. Stożek wodny tworzy się na skutek wytworzenia depresji ciśnienia w otworze przekraczającej wartość krytyczną (dla tworzenia stożka). W pracy zbudowany został trójwymiarowy (3D) model nieizotermicznej filtracji z uwzględnieniem bariery blokującej dopływ wody do otworu. Nowa formuła funkcji J-Leveretta została zaproponowana do implementacji w eksperymentach numerycznych. Weryfikacja modelu została wykonana na danych istniejących z klasycznych symulacji stożków wodnych, danych otworowowych, jak również dla danych z izotermicznych systemów DWS (Dowhole Water Sink). Wyniki porównań wskazują, że zbudowany model 3D może być użyty do analizy powstawania stożków i wałów wodnych, a także do oceny czasu przebicia fazy wodnej do otworu eksploatacyjnego.

Słowa kluczowe

EN

3D non-isothermal flow; black oil; water coning; numerical model

PL

trójwymiarowy przepływ nieizotermiczny; ropa naftowa; stożek wodny; model numeryczny

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 55, no 1
• Strony: 201--215
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bekbauov B. E.

autor

Kaltayev A.

autor

Nagy S.

• Al-Farabi Kazakh National University, Almaty, Faculty of Mechanics and Mathematics,

Bibliografia

• Akhimbekova A.A., Balakayeva G.T., 2001. Chislennoe Modelirovanie Zadachi Teplovoi Dvukhfaznoi Filtracii. Trudy Mezhdunarodnoi konferencii RDAMM–2001, V. 6, P. 2, Special issue 41.
• Barenblatt G.I., Silin D.B., Patzek T.W., 2002. Paper SPE 75169: The Mathematical Model of Non-Equilibrium Effects in Water-Oil Displacement, Proceedings of the SPE/DOE 13th Symposium on Improved Oil Recovery, Tulsa, OK, 13-17 April, 2002.
• Bocarov O.B,, Telegin I.G., 2005. Численное моделирование термокапиллярной противоточной пропитки». Teplofizika i aeromechanika, том 12, nr 3.
• Hernandez Juan C., 2007. Oil Bypassing by Water Invasion to Wells: Mechanisms and Remediation, PhD Dissertation, August 2007.
• Shirman E.I., Wojtanowicz A.K., 2000. More Oil Using Downhole Water Sink Technology: A Feasibility Study, SPE Prod. & Facilities 15(4), Nov. 2000.
• Shirman E.I., Wojtanowicz A.K., 1997. Water Coning Reversal Using Downhole Water Sink - Theory and Experimental Study, SPE 38792, presented at the 72nd Annual Technical Conference and Exhibition, San Antonio, TX, Oct 5-8, 1997.
• Shirman E.I., Wojtanowicz A.K., 2004. Reversal of water coning in wels with downhole water sink completion – experimental analysis, Arch. Min. Sci., Vol. 49, Iss. 4.
• Shirman E.I., 1998. Experimental and Theoretical Study of Dynamic Water Control in Oil Wells, PhD Dissertation, May 1998.
• Siddiqi S.S., Wojtanowicz A.K., 2002. A Study of Water Coning Control in Oil Wells by Injected or Natural Flow Barriers Using Scaled Physical Model and Numerical Simulator, SPE 77415, presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition held in San Antonio, Texas, 29 September-2 October 2002.
• Zhumagulov B.T., Monakhov V.N., 2003. The Fluid Dynamics of Oil Production, Translated & ed. by AgipK CO. – Milan: Interservice, 307 p.