Details

Работа посвящена численному моделированию и оптимизации работы вертикальной скважины в слабосцементированном песчаниковом пласте. Разработана интегрированная модель, объединяющая модуль фильтрации многокомпонентной суспензии через гравийный фильтр и модуль, рассчитывающий транспорт частиц по стволу и формирование песчаного завала в зоне забоя, а также приток по закону Дарси. На основе результатов фильтрации выполняется расчёт выноса и осаждения частиц с учётом баланса сил, а влияние завала на работу скважины учитывается через снижение эффективного дебита. В качестве целевой функции выбрана накопленная добыча нефти за расчётный период; задача оптимизации по устьевому давлению и диаметру гранул гравийного фильтра решается методом перебора по сетке и одномерным поиском по давлению. Установлено, что при принятых параметрах пласта оптимальное устьевое давление соответствует нижней границе допустимого диапазона, тогда как диаметр гравия в основном влияет на форму кривых дебита во времени и скорость накопления завала, с меньшим эффектом на интегральную добычу. Модель может быть использована для многовариантных расчётов и дальнейшей калибровки по промысловым данным.

The work is devoted to numerical modeling and optimization of the operation of a vertical well in a poorly cemented sandstone reservoir. An integrated model has been developed that combines a module for filtering a multi-component suspension through a gravel filter and a module that calculates the transport of particles along the wellbore and the formation of a sand blockage at the bottom of the well, as well as the flow according to the Darcy law. Based on the filtration results, the removal and deposition of particles is calculated taking into account the balance of forces, and the effect of blockage on the wells operation is taken into account through a decrease in the effective flow rate. The accumulated oil production over the calculation period is selected as the objective function; the optimization problem for the wellhead pressure and the diameter of the gravel filter granules is solved using a grid search and a one-dimensional search for pressure. It has been established that, under the adopted reservoir parameters, the optimal wellhead pressure corresponds to the lower limit of the permissible range, whereas the gravel diameter mainly affects the shape of the flow rate curves over time and the rate of blockage accumulation, with a lesser effect on the integral production. The model can be used for multi-variant calculations and further calibration based on field data.