References

geores

Георесурсы

Georesources

1608-50431608-5078

Georesursy LLC

10.18599/grs.2023.4.23

geores-25

Research Article

СТАТЬИ

RESEARCH ARTICLES

Аналитические и полуаналитические методы расчета притока жидкости к горизонтальной скважине (обзор)

Analytical and semi-analytical methods for modeling liquid inflow to a horizontal well (review)

Насыбуллин

А. В.

Nasybullin

A. V.

Арслан Валерьевич Насыбуллин – доктор техн. наук, профессор, зав. кафедрой разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений

423450, Альметьевск, ул. Ленина, д. 2

Arslan V. Nasybullin – Dr. Sci. (Engineering), Head of the Department of Development and Operation of Oil and Gas Fields

2 Lenin st., Almetyevsk, 423450

arsval@bk.ru

Морозов

П. Е.

Morozov

P. E.

Петр Евгеньевич Морозов – доктор физ.-мат. наук, старший научный сотрудник

420111, Казань, ул. Лобачевского, д. 2

Petr E. Morozov – Dr. Sci. (Physics and Mathematics), Senior Researcher

2/31 Lobachevsky st., Kazan, 420111

Шамсиев

М. Н.

Shamsiev

M. N.

Марат Назмиевич Шамсиев – доктор техн. наук, ведущий научный сотрудник

420111, Казань, ул. Лобачевского, д. 2

Marat N. Shamsiev – Dr. Sci. (Engineering), Leading Researcher

2/31 Lobachevsky st., Kazan, 420111

Шайхразиева

Л. Р.

Shaikhrazieva

L. R.

Ляйсан Равилевна Шайхразиева – канд. техн. наук, ассистент кафедры разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений

423450, Альметьевск, ул. Ленина, д. 2

Laisan R. Shaikhrazieva– Cand. Sci. (Engineering), Assistant of Department of Development and Operation of Oil and Gas Fields

2 Lenin st., Almetyevsk, 423450

Саяхов

В. А.

Sayakhov

V. A.

Вадим Аликович Саяхов – канд. техн. наук, доцент кафедры разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений

423450, Альметьевск, ул. Ленина, д. 2

Vadim A. Sayakhov– Cand. Sci. (Engineering), Associate Professor, Department of Development and Operation of Oil and Gas Fields

2 Lenin st., Almetyevsk, 423450

Денисов

О. В.

Denisov

O. V.

Олег Владимирович Денисов – канд. техн. наук, ведущий бизнес-аналитик

423450, Альметьевск, ул. Ленина, д. 2

Oleg V. Denisov – Cand. Sci. (Engineering), Lead business analyst

75 Lenin st., Almetyevsk, 423450

Шайдуллин

Л. К.

Shaidullin

L. K.

Ленар Камилевич Шайдуллин – аспирант кафедры разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений

423450, Альметьевск, ул. Ленина, д. 2

Lenar K. Shaidullin – Graduate Student, Department of Development and Operation of Oil and Gas Fields

2 Lenin st., Almetyevsk, 423450

Альметьевский государственный нефтяной институтРоссияAlmetyevsk State Oil InstituteRussian Federation

Институт механики и машиностроения ФИЦ КазНЦ РАНРоссияInstitute of Mechanics and Engineering – Subdivision of FIC KazanSC of RASRussian Federation

ПАО «Татнефть»РоссияTatneft PJSCRussian Federation

2023

03042024

254252259

2024

Насыбуллин А.В., Морозов П.Е., Шамсиев М.Н., Шайхразиева Л.Р., Саяхов В.А., Денисов О.В., Шайдуллин Л.К.

Nasybullin A.V., Morozov P.E., Shamsiev M.N., Shaikhrazieva L.R., Sayakhov V.A., Denisov O.V., Shaidullin L.K.

Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://www.geors.ru/jour/article/view/25

В работе дан краткий обзор аналитических и полуаналитических методов, используемых для расчета притока жидкости к горизонтальным и многоствольным скважинам. Отмечено, что принципиальным является учет вертикальной и азимутальной анизотропии проницаемости пласта, траектории горизонтального ствола и гидравлических потерь давления на трение. На модельных примерах показаны преимущества и недостатки рассмотренных методов.

The efficiency of using horizontal drilling technology largely depends on a number of factors, including the geological structure of the productive formation, fracturing, anisotropy, heterogeneity, porosity, and permeability. This necessitates the design of the process of oil inflow to the horizontal section of the well. The article presents analytical and numerical methods used in modeling liquid inflow to horizontal and multilateral wells. The main attention is paid to taking into account the anisotropy of reservoir permeability, the trajectory of the horizontal wellbore and hydraulic pressure losses due to friction.

горизонтальная скважинарасчет притокаработающие участки горизонтального ствола скважинывертикальная анизотропия проницаемостиазимутальная анизотропия проницаемости

horizontal wellcalculation of inflowworking sections of the horizontal wellborepermeability anisotropyhard-to-recover oil reserves

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 23-19-00144, https://rscf.ru/ project/23-19-00144/.

The research was carried out with the support of the Russian Science Foundation grant No. 23-19-00144, https:// rscf.ru/project/23-19-00144/.

References1

Батлер Р.М. (2010). Горизонтальные скважины для добычи нефти, газа и битумов. М.; Ижевск: Ин-т комп. исслед., 536 с.

Batler R.M. (2010). Horizontal wells for recovery of oil, gas and bitumen. Moscow – Izhevsk: Institut komp’yuternyh issledovanii, NIC “Regulyarnaya i haoticheskaya dinamika”, 536 p. (In Russ.)

Бердин Т.Г. (2001). Проектирование разработки нефтегазовых месторождений системами горизонтальных скважин. М.: Недра, 199 с.

Berdin T.G. (2001). Designing the development of oil and gas fields with horizontal well systems. Moscow: OOO “Nedra-Biznescentr”, 199 p. (In Russ.)

Борисов Ю.П., Пилатовский В.П., Табаков В.П. (1964). Разработка нефтяных месторождений горизонтальными и многозабойными скважинами. М.: Недра, 154 с.

Borisov Y.P., Pilatovskiy V.P., Tabakov V.P. (1964). Development of oil deposits with horizontal and multilateral wells. Moscow: Nedra, 350 p. (In Russ.)

Брехунцов А.М., Телков А.П., Федорцов В.К. (2004). Развитие теории фильтрации жидкости и газа к горизонтальным стволам скважин. Тюмень: Изд-во Тюмен. ун-та, 290 с.

Brekhuncov A.M., Telkov A.P., Fedorcov V.K. (2004). Development of the theory of liquid and gas filtration to horizontal wellbores. Tyumen: OAO “SibNAC”, 290 p. (In Russ.)

Грачев С.И., Рогозина Т.В., Колев Ж.М., Мамчистова Е.И. (2021). Приток к нефтяной скважине со сложной траекторией ствола в продуктивном пласте. Наука. Инновации. Технологии, (2), c. 39–58. https://doi.org/10.37493/2308-4758.2021.2.3

Chaudhry A. (2004). Oil Well Testing Handbook. Boston; Oxford: Gulf Prof. Publ., 689 p.

Григулецкий В.Г. (1992). Стационарный приток нефти к одиночной горизонтальной скважине в анизотропном пласте. Нефтяное хозяйство, (10), с. 10–12.

Domanyuk F.N. (2011). Steady-state liquid flow towards an undulating well. Neftepromyslovoe delo, 7, pp. 21–26. (In Russ.)

Доманюк Ф.Н. (2011). Стационарный приток жидкости к скважине с волнообразным профилем. Нефтепромысловое дело, (7), с. 21–26.

Grachev S.I., Rogozina T.V., Kolev ZH.M., Mamchistova E.I. (2021). Inflow to an oil well with a complex trajectory in the reservoir. Nauka. Innovacii. Tekhnologii, 2, pp. 39–58. (In Russ.) https://doi.org/10.37493/2308-4758.2021.2.3

Закиров Э.С., Закиров С.Н., Индрупский И.М., Аникеев Д.П. (2018). Вычисление коэффициента проводимости скважинного соединения – полуаналитический метод Стэндфордского университета. Актуальные проблемы нефти и газа, (2), с. 1–10.

Griguletsky V.G. (1992). Stationary oil inflow to a single horizontal well in an anisotropic reservoir. Neftyanoe Khozyaystvo = Oil Industry, 10, pp. 10–12. (In Russ.)

Закиров С.Н., Индрупский И.М., Закиров Э.С., Закиров И.С., Абасов М.Т., Фахретдинов Р.Н., Аникеев Д.П., Рощина И.В., Контарев А.А., Северов Я.А., Рощин А.А., Мамедов Э.А., Брадулина О.В., Лукманов А.Р. (2009). Новые принципы и технологии разработки месторождений нефти и газа. Ч. 2. М.; Ижевск: Ин-т комп. исслед., 484 с.

Hairullin M.H., Morozov P.E., Shamsiev M.N. (2012). Hydrodynamic studies of multilateral horizontal wells. Georesursy, geoenergetika, geopolitika, 1(5), pp. 1–8. (In Russ.)

Иктисанов В.А. (2020). Описание установившегося притока жидкости к скважинам различной конфигурации. Записки Горного института,243, с. 305–312. https://doi.org/10.31897/PMI.2020.3.305

Hairullin M.H., Shamsiev M.N., Badertdinova E.R., Abdullin A.I. (2012). Thermohydrodynamic investigations of horizontal oil wells. High Temperatures, 50(6), pp. 774–778. https://doi.org/10.1134/S0018151X12050070

Меркулов В.П. (1958). О дебите наклонных и горизонтальных скважин. Нефтяное хозяйство. (6), c. 51–56.

Hill A.D., Zhu D., Economides M.J. (2008). Multilateral Wells. SPE, 200 p. https://doi.org/10.2118/9781555631383

Морозов П.Е. (2008). Оценка продуктивности горизонтальной скважины в анизотропном пласте. Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении: Материалы докл. VI шк.- семинара молодых ученых и специалистов под руководством акад. РАН В.Е. Алемасова. Казань: Изд-во Казан. ун-та, с. 340–343.

Houben G.J., Collins S., Bakker M., Daffner T., Triller F., Kacimov A. (2022) Review: Horizontal, directionally drilled and radial collector wells. Hydrogeology Journal, 30, pp. 329‒357. https://doi.org/10.1007/s10040-021-02425-w

Морозов П.Е. (2018а). Исследование стационарного притока жидкости к лучевой системе горизонтальных скважин. Прикладная механика и техническая физика, 59(2), с. 99–107. https://doi.org/10.15372/PMTF20180210

Iktisanov V.A. (2020). Description of steady inflow of fluid to wells with different con-figurations and various partial drilling-in. Journal of Mining Institute, 243, pp. 305–312. https://doi.org/10.31897/pmi.2020.3.305

Морозов П.Е. (2018б). Моделирование нестационарного притока жидкости к многосекционной горизонтальной скважине. Георесурсы, 20(1), с. 44–50. https://doi.org/10.18599/grs.2018.1.44-50

Joshi S.D. (1988). Augmentation of well productivity with slant and horizontal wells. Journal of Petroleum Technology, 40(6), pp. 729–739. https://doi.org/10.2118/15375-PA

Морозов П.Е., Хайруллин М.Х., Шамсиев М.Н. (2005). Численное решение прямой и обратной задачи при фильтрации флюида к горизонтальной скважине. Вычислительные методы и программирование, 6(1), с. 262–268.

Joshi S.D. (1991). Horizontal Well Technology. PennWell Publ. Comp., 535 p.

Насыбуллин А.В., Войкин В.Ф. (2015). К определению дебита горизонтальной скважины на установившемся режиме в элементе заводнения. Георесурсы, (4), с. 35–38. http://dx.doi.org/10.18599/grs.63.4.22

Khisamov R.S., Fatkullin R.K., Khannanov R.G. (2010). New technology of horizontal well completion and production. Neftyanoe hozyaystvo = Oil Industry, 12, pp. 110–112. (In Russ.)

Насыбуллин А.В., Лифантьев А.В., Васильев В.В., Астахова А.Н. (2014). Управление моделью установившегося притока жидкости к горизонтальной скважине и трещине бесконечной проводимости. Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности, (6), с. 27–32.

Michelevicius D., Minijos N., Zolotukhin A.B. (2002). Evaluating Productivity of a Horizontal Well. SPE International Thermal Operations and Heavy Oil Symposium and International Horizontal Well Technology Conference, Calgary, Alberta, Canada. SPE-79000-MS, pp. 1–10. https://doi.org/10.2118/79000-MS

Нафиков Р.И., Саламатин А.А. (2023). Представление поля давления и потоков в окрестности горизонтальной скважины на основе мгновенных точечных источников. Георесурсы, 25(1), с. 140–144. https://doi.org/10.18599/grs.2023.1.14

Morozov P.E. (2008). Evaluation of the productivity of a horizontal well in an anisotropic reservoir. Problems of heat and mass transfer and hydrodynamics in power engineering: Proc. VI School-seminar, Kazan, September 16–18, 2008. Kazan: Kazan University Publ., pp. 340–343.(In Russ.)

Тахаутдинов Ш.Ф., Хисамов Р.С., Ибатуллин Р.Р., Абдрахманов Г.С., Вахитов И.Д., Низамов И.Г. (2013). Управляемая эксплуатация секций горизонтального ствола скважины. Нефтяное хозяйство, (7), c. 26–27.

Morozov P.E. (2018). Steady fluid flow to a radial system of horizontal wells. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics, 59(2), pp. 273–280. https://doi.org/10.1134/S0021894418020104

Телков А.П., Грачев С.И. (2009). Гидромеханика пласта применительно к прикладным задачам разработки нефтяных и газовых месторождений. Ч. 2. Тюмень: Тюмен. гос. нефтегазовый ун-т, 380 с.

Morozov P.E. (2018). Simulation of non-stationary fluid inflow to a multi-section horizontal well. Georesursy = Georesources, 20(1), pp. 44–50. https://doi.org/10.18599/grs.2018.1.44-50

Хайруллин М.Х., Морозов П.Е., Шамсиев М.Н. (2012а). Гидродинамические исследования многоствольных горизонтальных скважин. Георесурсы, геоэнергетика, геополитика, 1(5), с. 1–8.

Morozov P.E., Hairullin M.H., Shamsiev M.N. (2005). Numerical solution of direct and inverse problems during fluid filtration to a horizontal well. Vychislitel’nye metody i programmirovanie = Numerical Methods and Programming, 6(2), pp. 139–145. (In Russ.)

Хайруллин М.Х., Шамсиев М.Н., Бадертдинова Е.Р., Абдуллин А.И. (2012б). Термогидродинамические исследования горизонтальных нефтяных скважин. Теплофизика высоких температур, 50(6), с. 830–834.

Mukherjee H., Economides M.J. (1991). A parametric comparison of horizontal and vertical well performance. SPE Formation Evaluation, 6(2), pp. 209–216. https://doi.org/10.2118/18303-PA

Хисамов Р.С., Фаткуллин Р.Х., Ханнанов Р.Г. (2010). Технология управляемой эксплуатации скважин с горизонтальным окончанием. Нефтяное хозяйство, (12), с. 110–112.

Nasybullin A.V., Voykin V.F. (2015). Definition of Production Rate in a Horizontal Well at Steady Mode in the Object of Flooding. Georesursy = Georesources, 4(63), pp. 35–38. (In Russ.) http://dx.doi.org/10.18599/grs.63.4.22

Яртиев А.Ф., Фазлыев Р.Т., Миронова Л.М. (2008). Применение горизонтальных скважин на нефтяных месторождениях Татарстана. М.: ВНИИОЭНГ, 153 с.

Nasybullin A.V., Lifant’ev A.V., Vasil’ev V.V., Astakhova A.N. (2014). Controlling over the model of stable inflow towards a horizontal well and a fracture of endless conductivity. Avtomatizaciya, telemekhanizaciya i svyaz’ v neftyanoj promyshlennosti, 6. pp. 27–32. (In Russ.)

Chaudhry A. (2004). Oil Well Testing Handbook. Boston; Oxford: Gulf Prof. Publ., 689 p.

Nafikov R.I., Salamatin A.A. (2023). Representation of the pressure field and flows in the vicinity of a horizontal well based on instantaneous point sources. Georesursy = Georesources, 25(1), pp. 140–144. (In Russ.) https://doi.org/10.18599/grs.2023.1.14

Hill A.D., Zhu D., Economides M.J. (2008). Multilateral Wells. SPE, 200 p. https://doi.org/10.2118/9781555631383

Ozkan E., Sarica C., Haci M. (1999). Influence of pressure drop along the wellbore on horizontal-well productivity. SPE Journal, 4(3), pp. 288–301. https://doi.org/10.2118/57687-PA

Ouyang L.-B., Aziz K. (2001). A general single-phase wellbore/ reservoir coupling model for multilateral wells. SPE Reservoir Evaluation & Engineering, 4(4), pp. 327–335. https://doi.org/10.2118/72467-PA

Joshi S.D. (1988). Augmentation of well productivity with slant and horizontal wells. Journal of Petroleum Technology, 40(6), pp. 729–739. https://doi.org/10.2118/15375-PA

Renard G., Dupuy J.M. (1991). Formation damage effects on horizontalwell flow efficiency. Journal of Petroleum Technology, 43(7), pp. 786–869. https://doi.org/10.2118/19414-PA

Joshi S.D. (1991). Horizontal Well Technology. PennWell Publ. Comp., 535 p.

Suprunowicz R., Butler R.M., Ford C.O.K., Kry S.F. (1998). An experimental investigation of convergent flow to horizontal wells. Journal of Canadian Petroleum Technology, 37(10), pp. 51‒57. https://doi.org/10.2118/98-10-04

Tahautdinov Sh.F., Hisamov R.S., Ibatullin R.R., Abdrahmanov G.S., Vahitov I.D., Nizamov I.G. (2013). Controllable operation of horizontal wellbore intervals. Neftyanoe hozyaystvo = Oil industry, 7, pp. 26–27.(In Russ.) https://doi.org/10.18599/grs.2018.1.44-50

Mukherjee H., Economides M.J. (1991). A parametric comparison of horizontal and vertical well performance. SPE Formation Evaluation, 6(2), pp. 209–216. https://doi.org/10.2118/18303-PA

Telkov A.P., Grachev S.I. (2009). Reservoir hydromechanics as applied to problems of oil and gas field development. Part II. Tyumen: TSOGU, 352 p. (In Russ.)

Ozkan E., Sarica C., Haci M. (1999). Influence of pressure drop along the wellbore on horizontal-well productivity. SPE Journal, 4(3), pp. 288–301. https://doi.org/10.2118/57687-PA

Wolfsteiner C., Durlofsky L.J., Aziz K. (2000). Approximate model for productivity of nonconventional wells in heterogeneous reservoirs. SPE Journal, 5(2), pp. 218–226. https://doi.org/10.2118/62812-PA

Yartiev A.F., Fazlyev R.T., Mironova L.M. (2008). Application of horizontal wells in oil fields of Tatarstan. Moscow: VNIIOENG, 156 p. (In Russ.)

Renard G., Dupuy J.M. (1991). Formation damage effects on horizontalwell flow efficiency. Journal of Petroleum Technology, 43(7), pp. 786–869. https://doi.org/10.2118/19414-PA

Zakirov E.S., Zakirov S.N., Indrupskii I.M., Anikeev D.P. (2018). Well Connection Conductivity Calculation – Stanford University Semi-Analytical Method. Aktualnye problemy nefti i gaza, 2(21), pp. 1–10. (In Russ.)

Zakirov S.N., Indrupskii I.M., Zakirov E.S., Zakirov I.S. et al (2009). New principles and technologies for the development of oil and gas fields. Part 2. Moscow – Izhevsk: Institut komp’yuternyh issledovanii, 484 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.