УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГАЗОКОНДЕНСАТНОНЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГАЗОКОНДЕНСАТНОНЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Предполагаемая полезная модель относится к моделям в геологии, а именно к моделям нефтяных и газовых месторождений и может найти применение для моделирования процессов перемещения флюидов при разработке сложных по строению газоконденсатнонефтяных месторождений с целью совершенствования системы их разработки и управления процессом добычи углеводородов.
Известна физическая модель нефтяного пласта, состоящая из прозрачного корпуса, изготовленного из органического стекла и заполненного измельченным стеклом 1. В корпусе вмонтированы перфорированные стальные трубки, подключенные к системе подачи и отбора жидкости.
Недостатками модели являются ее офаниченные функциональные возможности, невозможность регулирования геометрических параметров и фильтрационных свойств нефтяного пласта, а также большая трудоемкость и сложность переналадки модели.
Известна также модель нефтяного пласта, состоящая из жесткого основания и закрепленной на нем эластичной прозрачной оболочки, заполненной песком 2. В днище основания вмонтированы перфорированные трубки, моделирующие скважины, соединенные с системой нагнетания и вакуумирования.
Недостатками модели являются ограниченность функциональных возможностей и отсутствие регулировки геометрических параметров и фильтрационных свойств нефтяного пласта.
Известна также модель нефтяного пласта, состоящая из жесткого основания и закрепленной на нем эластичной прозрачной оболочки 3 из пенополиуретана. В днище вмонтированы эластичные трубки с отверстиями, моделирующие скважины, соединенные с системами нагнетания, вакуумирования и отбора жидкости.
Недостатками модели по А.С. № 1086129 заключаются в следующем: -ограниченные функциональные возможности, необходимость полной замены пористого материала при проведении последующих экспериментов, отсутствие возможности регулирования геометрических параметров нефтяного пласта.
Известна экспериментальная фильтрационная установка Пласт 4. Установка предназначена для исследования процессов многофазной многокомпонентной фильтрации при извлечении углеводородов из пористых сред и позволяет осуществлять физическое моделирование различных физикохимических технологий добычи углеводородов из нефтегазоносного пласта в широком диапазоне давлений и температур. Она состоит из физической модели нефтяного пласта, которая оснащена следующими технологическими, контрольно-измерительными и регулирующими системами: подачи вытесняющих агентов, сбора газожидкостной продукции, автоматического регулирования подачи и сбора вытесняющих агентов, контрольно-измерительной, автоматического сбора информации с ЭВМ, электропитания, а также пульта управления. Основной узел установки - физическая модель нефтегазоносного пласта - представляет собой систему отрезков труб, заполненных пористым материалом и закрытых с обеих сторон сетчатыми фильтрами.
6 МКИ G 09В 23/40
)
Недостаток фильтрационной установки Пласт, заключается в том, что ее невозможно использовать для моделирования газоконденсатнонефтяного месторождения, состоящего из нескольких сложных по строению нефтегазоносных горизонтов, гидродинамически связанных между собой в процессе разработки месторождения. Кроме того, модель не позволяет регулировать геометрические параметры нефтегазоносных пластов.
Поставлена задача - создать относительно простое устройство для моделирования процесса извлечения углеводородов при разработке газоконденсатнонефтяного месторождения или участка месторождения, представленного несколькими продуктивными пластами. При этом устройство должно позволять производить корректировку геометрических параметров (размеры, конфигурация, мощность и др,) и фильтрационных свойств нефтегазоносных пластов, слагающих месторождение.
Поставленная задача решена следующим образом. Устройство для моделирования состоит из физической модели газоконденсатнонефтяного месторождения, которая оснащена следующими системами: подачи вытесняющих агентов, сбора газожидкостной продукции, автоматического регулирования подачи и сбора вытесняющих агентов, контрольно-измерительной, автоматического сбора информации с ЭВМ, электропитания, а также пульта управления и визуальной аппаратурой. Физическая модель представляет собой корпус из прозрачного материала в форме параллелепипеда. В корпусе размещены призматические модули из прозрачного материала, имеющие полости, заполненные пористой средой и моделирующие определенные участки нефтегазоносных пластов, и технологические каналы, моделирующие нагнетательные, добывающие и параметрические буровые скважины. Боковые грани призматических модулей обтянуты фильтрационной сеткой, а технологические каналы оборудованы сетчатыми фильтрами, что предохраняет пористую среду от высыпания из полостей и попадания ее в технологические каналы. Так как каждый из модулей воспроизводит определенный участок месторождения, то в совокупности модули воссоздают в обусловленном масштабе модель реального месторождения в целом с учетом линейных размеров, условий залегания и мощности нефтегазоносных пластов, слагающих месторождение.
Далее сущность полезной модели поясняется чертежами на которых изображено:
-на фиг. 1. -блок-схема устройства для моделирования ;
-на фиг. 2.-общий вид модели месторождения;
-на фиг. 3. -продольный разрез призматического модуля;
-на фиг. 4. -поперечный разрез призматического модуля.
Конструкция устройства для моделирования.
Основным узлом для моделирования газоконденсатнонефтяного месторождения является физическая модель 1, в технологические каналы которой вмонтированы датчики 2 параметров движения вытесняющих агентов (фиг. 1). Физическая модель оснащена системой подачи вытесняющих агентов 3, связанной через систему автоматического регулирования расхода вытесняющих агентов 4 с системой автоматического сбора информации 5, и системой отбора вытесняющих агентов 6, которая через систему автоматического регулирования вытесняющих агентов 7 также соединена с системой автоматического сбора информации 5. Датчики параметров движения жидкости 2 через контрольно измерительную систему 8 подсоединены к системе автоматического сбора информации 5. К системе автоматического сбора информации 5 подключена
электронно-вычислительная машина 9. Устройство для моделирования оборудовано системой электропитания 10 и пунктом управления 11. Для визуального наблюдения за перемещением вытесняющих агентов физической модели 1 устройство снабжено видео-, кино- и фотоаппаратурой 12.
Следует отметить, что все без исключения системы устройства для моделирования изготовлены из типовых машин, механизмов, приборов и комплектующих деталей, как это сделано, например, в экспериментально фильтрационной установке Пласт, принятой нами за прототип.
Физическая модель (далее - модель) устройства представляет собой пустотелый корпус 13 в форме параллелепипеда из прозрачного материала, например органического стекла (фиг, 2). В корпусе 13 размещены модули 14 призматической формы, также изготовленные из прозрачного материала. Количество модулей в модели и их линейные размеры определяются исходя из величины площади моделируемого месторождения углеводородов, мощности нефтегазоносной толщи и выбранного масштаба модули. Каждый из модулей 14, в частности его технологический канал снабжен штуцером 15 для подачи или откачки вытесняющих агентов. В параметрических технологических каналах устанавливаются датчики расхода и давления вытесняющих агентов (на чертеже не показано). Корпус 13 зафыт фышкой из прозрачного материала с нанесенной на нее технологической инфраструктурой.
Модули 14 (фиг. 3 и 4) имеют полости, форма вертикальные и горизонтальные размеры которых в определенном масштабе отражают аналогичные параметры реальных нефтегазоносных пластов на определенном участке месторождения. Для сохранения целостности модуля при его изготовлении на участках полостей оставляют целики 18. Полости заполнены пористой средой 17, моделирующей коллектор продуктивных пластов, например дробленным стеклом, прозрачным фавием или песком, гранулированным органическим прозрачным материалом и т.п. Модули 14 имеют технологические каналы, моделирующие реальные нагнетательные, добывающие и параметрические буровые скважины. Чтобы исключить высыпание пористого материала 17 из полости модуля и обеспечить возможность регулирования фильтрационной способности модуля, он обтянут прозрачной фильтрационной сеткой 19, а технологический канал оборудован сетчатым фильтром 20, оканчивающиеся штуцером 15 для подсоединения нагнетательного или откачивающего оборудования.
Изготовление и монтаж устройства для моделирования.
На основе данных, полученных в процессе разведки и эксплуатации газоконденсатнонефтяного месторождения, выявляют количество, характер залегания, горизонтальные и вертикальные размеры продуктивных пластов, а также определяют фильтрационные свойства их коллекторов. Используя эти данные, вырабатывают фитерии подобия реального месторождения и его модели, а именно: геометрические размеры модели 1, размеры и форму полостей модулей, материал и фанулометрический состав пористой среды 17 и параметры фильтрационной сетки 19 и фильтров 20 технологических каналов. В соответствии с принятой системой разработки месторождения начинают сеть добывающих, нагнетательных и параметрических скважин и определяют размеры и количества модулей 14. Изготавливают модули 14, в них выбирают полости, в соответствующие в заданном масштабе геометрические размеры продуктивных пластов на данном участке месторождения, и просверливают технологические каналы. Затем в технологические каналы устанавливают сетчатые фильтры 20 с штуцерами 15, а полости модулей заполняют пористой средой 17. После этого
каждый из модулей обтягивают прозрачной фильтрационной сеткой 19, а в технологических каналах кроме того монтируют датчики параметров движения жидкости. Изготовленные таким образом модули устанавливают в корпус 13 и закрывают крышкой 16. Затем к модели подсоединяют все технологические, регулирующие и измерительные системы и обеспечивают подачу электропитания.
Работа устройства для моделирования.
Через нагнетательные технологические каналы в модулях 14 посредством системы подачи 3 и системы автоматического регулирования расхода 4 вытесняющих, агентов в модель 1 закачивают воду, нефть, конденсат, газ или моделирующие их среды. Из откачивающих (добывающих) технологических каналов при помощи системы отбора б и системы автоматического регулирования отбора 7 вытесняющих агентов производят откачку этих агентов из полостей. Параметры подачи и отбора вытесняющих агентов, а равным образом и движения агентов в полостях модели от датчиков 2, размещенных в параметрических технологических каналах, поступают в систему автоматического сбора информации 5, к которой подсоединена ЭВМ, обрабатывающая информацию в параметрах перемещения вытесняющих агентов во всех модулях модели. Для визуального наблюдения за движением агентов в полостях модели устройство снабжено видео-, кино- и фотоаппаратурой.
В случае получения дополнительных данных о строении месторождения, модель позволяет производить корректировку геометрических параметров полостей (конфигурация, площадь, мощность) отдельных модулей и модели в целом. С этой целью изымаются некоторые модули и в них изменяются форма и размеры полостей. Для увеличения и уменьшения фильтрационной способности модулей в них может быть заменена пористая среда или фильтрационная сетка и сетчатый фильтр.
Технологические преимущества и положительный эффект.
Предложенная полезная модель Устройство для моделирования газоконденсатнонефтяного месторождения по сравнению с существующими конструкциями моделей нефтегазоносных пластов имеет следующие преимущества:
-модель воспроизводит условия разработки сложного по строению газоконденсатнонефтяного месторождения, представленного несколькими продуктивными пластами, обладающими различными коллектррскими свойствами и гидродинамически связанных между собой в процессе эксплуатации месторождения;
-конструкция физической модели относительно проста, наглядна и позволяет производить корректировку геометрических параметров отдельных пластов, участков месторождения и месторождения в целом, а также регулировать фильтрационные свойства коллектора;
-модель расширяет функциональные возможности устройства для моделирования и повышает точность проводимых измерений и достоверность излучаемых результатов.
Источники информации:
Фазлыев Р.Г. Площадное заводнение нефтяных месторождений;
М., Недра, 1979,0.210-211;
Плешинский Б.И. Физичеокие модели нефтяного пласта в лаборатории КГУ и
их возможности. Итоговая научная конференция Казанского государственного
университета. Казань, изд. КГУ, 1962, с. 164.
А.С. № 1086129, ЗМКИ Е21В 43/20. Модель нефтяного пласта. Опубл. в бюлл.
№14-1984 г;
Исследование методов повышения нефтегазоконденсатоотдачи пластов на
модельных установках. / А.С. Захаров, А.К. Казарьян, В.В. Качалов, С.Е.
Леонов, А.В. Черномырдин /. ИПНГ, ИВТ, 1997 г., с. 193 -197.