Розробка вдосконаленої методології оцінки колекторських властивостей покладу інструментами кількісної характеризації пласта

The object of research in the paper is the process of fluid transfer through the pore space of the reservoir rock. In this paper, using an expert method, the shortcomings of the Ukrainian methodology for assessing the reservoir properties of the reservoir were highlighted. In particular, the sources of uncertainty accumulation in determining the absolute values of the reservoir's filtration parameters have been identified. The existing problem is that the algorithms of actions, which are the basis of the Ukrainian method of assessing reservoir properties, introduce a significant degree of uncertainty into the assessment results. In order to reduce uncertainty, the introduction of the concept of a representative elemental volume is considered when conducting laboratory research and the construction of a three-dimensional digital model of this elementary volume. It is suggested to improve the Ukrainian method of assessing the collector properties of the deposit based on current Western research. It was established that the standard methods of assessing the reservoir properties of the deposit are a source of accumulation of uncertainty in the development of technological documentation for the development of the deposit. The work is aimed at the development of an improved methodology for assessing the collector properties of the deposit. It is proposed to add to the action algorithm the stage of determining the representative volume of the sample, building its three-dimensional model, and digitizing it. At the final stage, the connectivity of the pores inside the sample is determined using the Minkowski function to improve the quality of the project documentation for the development of deposits. Guidelines have been developed to improve standard methods for assessing the collector properties of the deposit. The use of an improved methodology for assessing the reservoir properties of the deposit leads to a significantly lower degree of uncertainty and helps to form a more reliable picture of the operation of the reservoir at the design stage of its development. The presented study will be useful for the engineering personnel of foreign contractor companies, as it justifies the need to collect additional core material and sets the quality criteria of the information obtained about the collector properties of the deposit.Об’єктом дослідження у роботі є процес переносу флюїду через поровий простір породи-колектора. У цій роботі експертним методом було виділено недоліки української методики оцінки колекторських властивостей пласта. Зокрема встановлено джерела накопичення невизначеності при визначенні абсолютних величин фільтраційних параметрів пласта. Існуюча проблема полягає в тому, що алгоритми дій, покладені в основу українського методу оцінки колекторських властивостей пласта, вносять значний ступінь невизначеності у результати оцінювання. Для зменшення невизначеності розглядається запровадження концепції репрезентативного елементарного об'єму при проведенні лабораторних досліджень та побудови тривимірної цифрової моделі цього елементарного об'єму. Пропонується вдосконалити українську методику оцінки колекторських властивостей покладу на основі актуальних західних досліджень. Встановлено, що стандартні методики оцінки колекторських властивостей покладу є джерелом накопичення невизначеності при розробці технологічної документації на розробку родовища. Робота направлена на розробку вдосконаленої методики оцінки колекторських властивостей покладу. Запропоновано внесення до алгоритму дій етапу визначення репрезентативного об’єму зразка, побудови тривимірної його моделі, її оцифрування. На фінальному етапі за допомогою функції Міньковського визначається зв’язність пор всередині зразка для покращання якості проєктної документації на розробку родовищ. Розроблено настанови по удосконаленню стандартних методик оцінки колекторських властивостей покладу. Використання удосконаленої методики оцінки колекторських властивостей покладу призводить до значно меншого ступеню невизначеності та допомагає скласти більш достовірне уявлення про роботу пласта на етапі проєктування його розробки. Представлене дослідження буде корисним для інженерних кадрів зарубіжних компаній-підрядників, так як обґрунтовує необхідність збору додаткового кернового матеріалу та задає критерії якості отриманої інформації про колекторські властивості родовища

Ефективність технології підготовки газу з використанням блочної установки осушки

The object of research is the technology of gas drying using a mobile block installation. The task to ensure compliance of the composition of natural gas with the values of a number of basic characteristics before its supply to main pipelines has been solved. The results of a complex analysis of the gas preparation technology of the deposit, which is located in an agricultural area and is at a late stage of exploitation, are reported. It was established that in order to ensure the supply of conditioned gas to the system of main gas pipelines under the conditions of low gas pressures, the construction of gas treatment plants is required, first of all, for its drying. The method of ensuring gas quality considered in the current paper involves the use of a block-type gas drying installation as part of a low-temperature separation installation and a source of artificial cold. As the latter, it is envisaged to use a freon-refrigerating unit. The study shows that the proposed block gas drying units can be unified for different gas productivity and are characterized by relatively low capital and operating costs. The main advantages of the introduction of gas preparation block installations and the scheme of connecting the installation to the existing line are presented. Based on the results of the economic efficiency indicators, it was established that the use of a block gas drying unit is a profitable project with the value of the accumulated reduced free cash flow of almost 843 thousand conditional units; the investment payback period is 3 years. The results could be effectively used in the gas distribution sector, provided that the gas is extracted from a field close to exhaustion, which is characterized by low reservoir pressuresОб’єктом дослідження є технологія осушки газу за допомогою мобільної блочної установки. Вирішено проблему забезпечення відповідності складу природного видобувного газу значенням ряду основних характеристик перед його подачею до магістральних трубопроводів. Представлені результати комплексного аналізу технології підготовки газу родовища, котре розташоване у сільськогосподарському районі та перебуває на пізньому етапі експлуатації. Встановлено, що для забезпечення подачі кондиційного газу в систему магістральних газопроводів за умови низьких тисків газу потрібно будівництво установок по обробці газу, в першу чергу – по його осушенню. Розглядуваний у роботі метод забезпечення якості газу передбачає використання установки осушки газу блочного типу в складі установки низькотемпературної сепарації та джерела штучного холоду. В якості останнього передбачається використання фреоново-холодильної установки. У дослідженні показано, що запропоновані блочні установки осушки газу можуть бути уніфікованими для різної продуктивності по газу та характеризуються порівняно невеликими капітальними та експлуатаційними витратами. Наведено основні переваги запровадження блочних установок підготовки газу та схему підключення установки до існуючої лінії. За результатами показників економічної ефективності встановлено, що застосування блочної установки осушки газу є окупним проєктом зі значенням накопиченого приведеного вільного грошового потоку у майже 843 тисячі умовних одиниць. та терміном окупності інвестицій 3 роки. Отримані результати можна ефективно використовувати у газорозподільчій сфері за умови, що газ видобувається з близького до виснаження родовища, яке характеризується низькими пластовими тискам

Дослідження впливу неоднорідного розподілу проникності на процеси витіснення нафтової фази

The object of research is the filtration processes of displacement of the oil phase under the influence of an injection well in a heterogeneous porous medium. It is possible to evaluate and take into account the effect of reservoir heterogeneity on the distribution of reservoir pressure (and, consequently, on the intensity of the filtration process) using numerical modeling of filtration processes based on the piezoelectric equation. To solve the non-stationary anisotropic problem of piezoconductivity, it is proposed to apply the combined finite-element-difference method of M. Lubkov, which makes it possible to take into account the inhomogeneous distribution of permeability inside the anisotropic oil-bearing formation and at its boundaries, and to adequately calculate the distribution of reservoir pressure. The use of the combined finite-element-difference method allows to combine the advantages of the finite-element method and the finite difference method: to model geometrically complex areas, to find the value at any point of the object under study. At the same time, the use of an implicit difference scheme when finding the nodal values of the grid provides high reliability and convergence of the results. The simulation results show that the distribution of the pressure field between the production and injection wells significantly depends on their location, both in the isotropic landslide and in the anisotropic oil-bearing reservoir. It is shown that the distance between the wells of more than 1 km levels out the effectiveness of the impact of the injection well on the oil filtration process. The influence of the permeability of the oil phase in the shear direction dominates the influence of the permeability in the axial directions (affects the pressure decrease by 4–9.5 %). In the case of a landslide-isotropic reservoir, the wells should be located in the shear (diagonal) direction, which will provide the lowest level of drop in the average reservoir pressure (by 4 %). Based on the information obtained, for the effective use of anisotropic low-permeability formations, it is necessary to place production and injection wells in areas with relatively low anisotropy of the formation permeability, especially to avoid places with the presence of landslide permeability of the formation. The location of the wells is important so that, on the one hand, there is no blockage of oil from the side of reduced permeability, and on the other hand, rapid depletion of the formation from the side of increased permeability does not occur. And also the mutual exchange between the production and injection wells did not stop. When placing a system of production and injection wells in anisotropic formations of an oil field, it is necessary to carry out a systematic analysis of the surrounding anisotropy of the formations in order to place them in such a way that would ensure effective dynamics of filtration processes around these wells. Using the method used, it is possible to predict the impact of an injection well on the distribution of reservoir pressure in the reservoir.Объектом исследования являются фильтрационные процессы вытеснения нефтяной фазы под действием нагнетательной скважины в неоднородной пористой среде. Оценить и учесть влияние неоднородности пласта на распределение пластового давления (а следовательно, на интенсивность фильтрационного процесса) можно с помощью численного моделирования фильтрационных процессов на основе уравнения пьезопроводности. Для решения нестационарной анизотропной задачи пьезопроводности предлагается применить комбинированный конечно-элементно-разностный метод Лубкова М. В., что позволяет учитывать неоднородное распределение проницаемости внутри анизотропного нефтеносного пласта и на его границах, и адекватно рассчитывать распределение пластового давления. Применение комбинированного конечно-элементно-разностного метода позволяет сочетать преимущества конечно-элементного метода и метода конечных разностей: моделировать геометрически сложные области, находить значение в любой точке исследуемого объекта. При этом применение неявной разностной схемы при нахождении узловых значений сетки обеспечивает высокую надежность и сходимость результатов. Результаты моделирования показывают, что распределение поля давления между добывающей и нагнетательной скважинами существенно зависит от их расположения, как в оползнево-изотропном, так и в анизотропном нефтеносном пласте. Показано, что расстояние между скважинами более 1 км нивелирует эффективность воздействия нагнетательной скважины на фильтрационный процесс нефти. Влияние проницаемости нефтяной фазы в сдвиговом направлении доминирует над влиянием проницаемости в осевых направлениях (влияет на снижение давления на 4–9,5 %). В случае оползнево-изотропного пласта скважины следует располагать в сдвиговом (диагональном) направлении, что обеспечит наименьший уровень падения среднего пластового давления (на 4 %). Исходя из полученной информации, для эффективного использования анизотропных слабопроницаемых пластов необходимо размещать добывающие и нагнетательные скважины в областях с относительно низкой анизотропией проницаемости пласта, особенно избегать мест с наличием оползневой проницаемости пласта. Важно такое расположение скважин, чтобы с одной стороны не происходило блокирование нефти со стороны сниженной проницаемости, а с другой стороны не происходило быстрое истощение пласта со стороны повышенной проницаемости. А также не прекращался взаимный обмен между добывающей и нагнетательной скважинами. При размещении системы добывающих и нагнетательных скважин в анизотропных пластах нефтяного месторождения необходимо проведение системного анализа окружающей анизотропии пластов с целью такого их размещения, которое обеспечивает эффективную динамику процессов фильтрации вокруг этих скважин. С помощью использованного метода можно спрогнозировать влияние нагнетательной скважины на распределение пластового давления в пласте.Об’єктом дослідження є фільтраційні процеси витіснення нафтової фази під дією нагнітальної свердловини в неоднорідному пористому середовищі. Оцінити та врахувати вплив неоднорідності пласта на розподіл пластового тиску (а отже, на інтенсивність фільтраційного процесу) можна за допомогою чисельного моделювання фільтраційних процесів на основі рівняння п’єзопровідності. Для розв’язку нестаціонарної анізотропної задачі п’єзопровідності пропонується застосувати комбінований скінчено-елементно-різницевий метод Лубкова М. В., що дозволяє враховувати неоднорідний розподіл проникності всередині анізотропного нафтоносного пласта та на його межах, та адекватно розраховувати розподіл пластового тиску. Застосування комбінованого скінчено-елементно-різницевого методу дозволяє поєднувати переваги скінчено-елементного методу та методу скінчених різниць: моделювати геометрично складні області, знаходити значення в будь-якій точці досліджуваного об'єкта. При цьому застосування неявної різницевої схеми при знаходженні вузлових значень сітки забезпечує високу надійність та сходимість результатів. Результати моделювання показують, що розподіл поля тиску між видобувною та нагнітальною свердловинами суттєво залежить від їх розташування, як у зсувно-ізотропному, так і у анізотропному нафтоносному пласті. Показано, що відстань між свердловинами більше 1 км нівелює ефективність впливу нагнітальної свердловини на фільтраційний процес нафти. Вплив проникності нафтової фази у зсувному напрямку домінує над впливом проникності у осьових напрямках (впливає на зниження тиску на 4–9,5 %). У випадку зсувно-ізотропного пласта свердловини слід розташовувати у зсувному (діагональному) напрямку, що забезпечить найменший рівень падіння середнього пластового тиску (на 4 %). Виходячи з отриманої інформації, для ефективного використання анізотропних слабопроникних пластів необхідно розміщувати видобувні та нагнітальні свердловини в областях з відносно низькою анізотропією проникності пласта, особливо уникати місць із наявністю зсувної проникності пласта. Важливе таке розташування свердловин, щоб з однієї сторони не відбувалось блокування нафти з боку пониженої проникності, а з іншої сторони не відбувалось швидке виснаження пласта з боку підвищеної проникності. А також не припинявся взаємний обмін між видобувною та нагнітальною свердловинами. При розміщенні системи видобувних та нагнітальних свердловин у анізотропних пластах нафтового родовища необхідно проведення системного аналізу навколишньої анізотропії пластів з метою такого їх розміщення, яка б забезпечувала ефективну динаміку процесів фільтрації навколо цих свердловин. За допомогою використаного методу можна спрогнозувати вплив нагнітальної свердловини на розподіл пластового тиску в пласті

Investigation of the bottom ash slags influence on the heavy concrete frost resistance

This paper addresses the issue of the influence of cement consumption, plasticizing additive, and compaction time on the strength and frost resistance of concrete manufactured with bottom ash slags from thermal power plants. The investigation was carried out using the three-factor experiment with variables varied at three levels. There were received response functions, which characterize the correlation between frost resistance and variables: cement consumption, plasticizer additives and compaction time. An analysis of the surface of the response function, where the frost resistance of the concrete was accepted as a response, revealed the optimal correlation between the components of the mixture and the compaction time of the seal. By using the STATISTICA 12 software complex, the values of the factors were specified, when the optimal components ratio with GLENIUM 51 superplasticizer is achieved for the production of concrete with high frost resistance that is greater than F300. The conclusions quantify the results of the investigation

Investigation of the bottom ash slags influence on the heavy concrete frost resistance

This paper addresses the issue of the influence of cement consumption, plasticizing additive, and compaction time on the strength and frost resistance of concrete manufactured with bottom ash slags from thermal power plants. The investigation was carried out using the three-factor experiment with variables varied at three levels. There were received response functions, which characterize the correlation between frost resistance and variables: cement consumption, plasticizer additives and compaction time. An analysis of the surface of the response function, where the frost resistance of the concrete was accepted as a response, revealed the optimal correlation between the components of the mixture and the compaction time of the seal. By using the STATISTICA 12 software complex, the values of the factors were specified, when the optimal components ratio with GLENIUM 51 superplasticizer is achieved for the production of concrete with high frost resistance that is greater than F300. The conclusions quantify the results of the investigation

Oil Wells Hydrate Formation Regularities

The paper considers the process of hydrate-paraffin deposits formation in oil wells. Due to the research with the author's specially designed laboratory equipment – an experimental installation containing a technological unit and an information-measuring system, the most favorable pressure-temperature conditions of hydrate formation in a wide range of pressure (0.1–120 MPa) and temperature (from –20 to +80 °C) were determined. The experimental results made it possible to determine the conditions required for hydrate deposits and iron (Fe) oxides in the range of temperature from –15 to +60 °C and pressure from 0 to 60 MPa. These results are confirmed by thermodynamic calculations of the oil-gas-hydrate phase equilibria in the annulus of the well. Data processing was performed using the methods of correlation, dispersion and regression analysis, which allowed comparing the processes of hydrates and iron (Fe) oxides formation in the annulus of oil wells. The results of the study can be used to prevent and eliminate hydrate-paraffin plugs in the downhole equipment of oil wells, and also to determine the operation mode of the well for long-term operation of the downhole equipment without complications, accidents and stops for repair works, which reduces downtime