Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

2 Archives of Mining Sciences

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Water cone reversal in oil wells - an analytical and experimental study

Wojtanowicz A. K., Shirman E. I.

Archives of Mining Sciences

2005

Vol. 50, no 1

3-16

Presented here is a theoretical and experimental study of water cone development and possible reversal in response to reduced production rate. The theoretical study used a new analytical model of water coning based on the moving spherical sink (MSS) approach for accurate modeling of flow in the vicinity of a limited-entry well in an anisotropic [...] reservoir. The advantage of MSS over other analytical models is that it does not lose validity near the well completion of a given length and size. The results of analytical analysis show that for oil production rates below the critical (breakthrough) rate there are two equilibrium positions of the water cone: lower (stable), and upper (unstable). Typically, water cones would assume the stable shapes in response to ascending values of production rate. However, for descending rates the cone becomes insensitive to the rate reduction and its reversal pathway is quite different to the cone development pathway resulting in the histeresis effect. The study explains why reversing the cone is difficult since it requires reduction of production rate much below its critical value. It also describes how to determine the water cone reversal rate. The experimental study provides verification of the theoretical findings using a physical model. The experiments demonstrate four stages of water cone development and reversal histeresis: a series of the increased equilibrium cones in response to the series of increased production rates; water breakthrough at critical production rate; continuing water breakthrough despite lowering the production rate below the critical rate; and the final water cone reversal at a very low value of the "cone reversal" production rate. This work contributes basic understanding of water coning control with production rate adjustments and explanation of the cone equilibrium effects. It also provides an analytical method for finding the critical and cone reversal production rates.

W artykule opisano teoretyczne i eksperymentalne badania nad rozwojem stożka wodnego oraz możliwości odwrócenia zjawiska przez obniżenie wydajności wydobycia płynów z odwiertów. Przepływ w strefie przyodwiertowej, w złożu anizotropowym [...] modelowano przy użyciu nowej metody analitycznej, opartej na teońi wędrujących źródeł sferycznych (MS S). Metoda ta ma tą przewagę nad innymi modelami analitycznymi, że nie traci ważności w pobliżu odwiertu i uwzględnia charakterystyczne wymiary odwiertu, tzn. głębokość penetracji w złożu i średnicę. Wyniki obliczeń pokazują, że przy wydajnościach ropy naftowej z odwiertów poniżej wydajności krytycznych (reprezentujących przebicie wody do odwiertu) istnieją dwa punkty równowagi stożka wodnego: dolny (stabilny) i górny (niestabilny). Stożek wodny wraz ze wzrostem wydajności wydobycia rośnie i przybiera stabilny kształt właśnie stożka. Jednakże ze zmniejszeniem się wydajności wydobycia stożek jest mniej czuły na zmianę wydajności, i jego powrotna droga, w sensie wysokości, jest zupełnie inna, i zarysowuje się efekt histerezy stożka. W artykule wyjaśniono, dlaczego to powrotne obniżenie się stożka jest trudniejsze do zrealizowania, ponieważ wymaga ono zmniejszenia wydajności odwiertu znacznie poniżej wartości krytycznej. Określono również wielkość wydajności odwiertów prowadzących do zatrzymania rozwoju i obniżenia stożka wodnego. Badania eksperymentalne weryfikują rezultaty dociekań teoretycznych, używając do tego celu fizycznego modelu Hele-Shaw. Badania te demonstrują cztery stadia rozwoju stożka wodnego i powrotnej histerezy: - serię stożków wodnych znajdujących się w stanie równowagi odpowiadających wzrastającym wydajnościom odwiertu; - rozpoczęcie się dopływu wody do odwiertów (przebicie się wody) po osiągnięciu krytycznej wydajności odwiertu; - trwanie dopływu wody pomimo obniżenia wydajności odwiertu poniżej wydajności krytycznej; zmniejszenie się stożka wodnego przy niskich wydajnościach odwiertu. Artykuł wyjaśnia fizykę zjawiska powstawania i rozwoju stożka wodnego wraz z wzrostem wydobycia oraz stany równowagi stożka. Także przedstawia analityczną metodę określania wydajności krytycznych oraz wydajności, przy których nastąpi odwrócenie rozwoju stożka wodnego.

Reversal of water coning in wels with downhole water sink completion - experimental analysis

Shirman E. I., Wojtanowicz A. K.

Archives of Mining Sciences

2004

Vol. 49, nr 4

437-452

Feasibility of water coning reversal in dual-completed oil wells is demonstrated and analyzed using a Hele-Shaw bench-top physical model. The model simulates the process of well production from a linear oil reservoir with strong bottom water drive. The well's installation represents an innovative well completion method with downhole water sink (DWS). In this technique, a well is dual-completed in oil and water columns with a packer separating the two completions. The two completions enable effective contral of water coning by draining the water from the bottom (water sink) completion below the oil water contact (OWC) while producing an oil-rich stream of fuids from the top completion. Video-recorded experiments with the see-through Hele-Shaw physical model visually demonstrate the process of water cone development, reversal, and the creation of an inversed oil cone. Also, numerical data collected from the experiments show the effects of DWS design parameters on the reversal process performance. A theoretical analysis is also presented to show if the results from the linear physical model apply to the actual wells. Flow in the Helle-Shaw model was described mathematically using the recently-published method of Moving Spherical Sink (MSS). The analysis defines approximate rules for inferring radial flow principles from the linear flow results. The results demonstrate how productivity of a "watered out" well could be recovered resulting in significant production of oil. Also, the oil produced from the top completion could be water-free. The study reveals that under conditions of severe water coning, unlike conventional wells, a significant production of oil from wells with DWS completions is technically feasble due efficient coning reversal.

W artykule przedstawiono i przeanalizowano przebieg odwracania stożka wodnego wokół odwiertów naftowych o podwójnym wyposażeniu, przy wykorzystaniu fizycznego modelu Hele-Show. Model ten symuluje proces wydobycia ropy naftowej z płaskiego, jednowymiarowego złoża, na dnie którego może wystąpić intensywny przepływ wody. Wyposażenie odwiertu jest niekonwencjonalne, umożliwia separację wody w dolnej częsci odwiertu i jej odprowadzenie (technologia DWS). W tej technice, odwiert jest wyposażony w dwie kolumny rur dla wydobycia ropy naftowej i wydobycia wody, oddzielone pakerem. To podwójne wyposażenie czyni możliwym skuteczną kontrolę rozwoju stożka wodnego, poprzez odprowadzenie wody z dolnej części odwiertu, poniżej kontaktu ropa naftowa-woda (OWC), podczas gdy ropa naftowa wydobywana jest przez osobną kolumnę rur. Zarejestrowane na wideo eksperymenty z użyciem przezroczystego, fizycznego modelu Hele-Shaw ukazują proces powstawania stożka wodnego, jego odwracanie i powstawanie odwróconego stożka ropy. Ponadto, dane numeryczne uzyskane z eksperymentów pokazują wpływ parametrów projektowych układu odprowadzania wody (DWS) na przebieg procesów odwracania stożka. Przedstawiono także analizę teoretyczną dla wykazania, że wyniki uzyskane dla liniowych modeli złóż znajdą zastosowanie równiez dla złóż rzeczywistych i odwiertów eksploatacyjnych. Matematyczny opis przepływu w modelu Hele-Shaw opiera się na opublikowanej niedawno metodzie wędrujacych źródeł sferycznych (Moving Spherical Sink MSS). Zdefiniowano przybliżone reguły dla określenia przepływu osiowo-symetrycznego na podstawie wyników badania przepływów liniowych. Wyniki wskazują, w jaki sposób można ponownie podnieść wydobycie ropy z zawadnianego odwiertu. Ponadto, ropa wydobyta z odwiertu może być wolna od wody. Artykuł wskazuje, że w złożach i odwiertach gdzie panują warunki sprzyjające powstawaniu stożków wodnych, zwiększenie wydobycia ropy przy odprowadzeniu wody jest technicznie możliwe poprzez zastosowanie metody odwracania stożka.