Optimizing water injection system facilities based on the digital model
Authors: Кирейцев М.С. , Хисанов Р.М. 
Published: July 2024

В статье рассматривается опыт компании ПАО «Татнефть» по выявлению трубопроводов и их участков в системе поддержания пластового давления (далее ППД) с высокими гидродинамическими сопротивлениями на цифровой модели сети поверхностного обустройства. На Бондюжском нефтяном месторождении запланировано проектное уплотняющее бурение. Так, как система ППД всего объекта является замкнутой (т.е. отсутствует возможность переброски попутно добываемой воды на соседние месторождения Компании) то, для определения пропускной способности текущей системы водоводов было принято решение о создании цифровой модели наземного обустройства ППД. При построении модели учитывалась реальная геометрия трубопроводов и фактические характеристики по каждому водоводу. Полученное на модели поле распределения рассчитанных устьевых давлений по скважинам ППД показало, что общий тренд оказался завышен относительно реальных замеров. В связи с этим была проведена работа по адаптации модели наземного обустройства системы ППД, в рамках которой проведён анализ чувствительности модели на имеющие средства адаптации, включающие: диаметры штуцеров, использование различных типов корреляций расчёта, изменение шероховатости трубопровода, использование коэффициентов коррекции гидростатики и трения, изменение внутреннего диаметра трубопровода. Адаптация водоводов осуществлялась по направлению движению жидкости от источника к стоку. Полученные по результатам моделирования коэффициенты изменения диаметров водоводов были проанализированы. В результате у 29 % от общего числа выявленных водоводов и их участков с высокими гидравлическими сопротивлениями было найдено техническое объяснение полученным показателям. По оставшимся водоводам подготовлены рекомендации о проведении необходимых мероприятий для их реализации по мере выхода новых скважин из бурения и увеличения прокачиваемой жидкости по данных водоводам.

The paper discusses TATNEFT’s experience in identifying pipelines and their sections within a water-injection system that have high hydraulic resistance based on surface facilities digital model. Infill drilling is planned for the Bondyuzhsky oil field. Since the water injection system is closed (i.e., it is impossible to transfer produced water to TATNEFT’s adjacent fields), a digital model of water-injection surface facilities was decided to be built to determine the existing water system capacity. When building the model, actual pipeline geometry and actual characteristics of all water lines were taken into consideration. Profile of calculated wellhead pressures for water-injection wells, obtained from the model, testified that the values were overestimated compared to the actual measurements. In this context, the model was history-matched, including model sensitivity analysis by changing various parameters, specifically, choke size, pipe roughness, pipe ID, and using various types of calculation correlations, and hydrostatics and friction correction factors. Water lines matching was performed according to liquid flowing from the source to the sink. The obtained coefficients of water line diameter changing were analyzed. The results showed that in 29% of water lines, high hydraulic resistance was attributed to some technical issues. Several recommendations have been provided for the rest of the water lines on carrying out certain measures as new wells are put on stream and the amount of liquid pumped over these water lines, increases.