книги / Основы разработки нефтяных и газовых месторождений
..pdfЛ.П. Дейк
ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Перевод с английского Фалалеев Б.Л.
Под редакцией Симкина Э.М.
Москва
ООО «Премиум Инжиниринг)
2009
Р П Е М 1Ы М
Е № Ш Е Е П Ш 6
РШОАМЕЫТАЬЗ ОР
КЕ5ЕКУ01К
ЕЫСШЕЕКШС
Ь.Р . О а к е
|
|
|
ЕЬ8ЕУ1ЕК |
|
|
|
|
Ат$1егс1ат - |
Воз1оп |
- |
НеИе1Ьегд - |
1_опс1оп - |
Уогк |
- |
0хЬгс1 |
Рапз - $ап |
01едо - |
|
5ап Ргапазсо - |
Зтдароге - |
5ус1пеу |
- |
Токуо |
УДК 622.32 ББК 33.36
Д27
Это издание опубликовано по соглашению с Е1зеу1ег и ТесЬпоргезз Ш .
Дейк Л. П.
Д27 Основы разработки нефтяных и газовых месторождений / Перевод
санглийского. - М.: ООО «Премиум Инжиниринг», 2009. - 570 с., ил. - (Промышленный инжиниринг).
15ВЫ 978-5-903363-10-0
Книга «Основы разработки нефтяных и газовых месторождений», выдержавшая двадцать переизданий, создана на основе курсов лекций, прочитанных автором в учебном центре компании 5Ье111п1егпа1:юпа1е Ре1го1еит Маа!$сЬаррц В.У. (51РМ).
В издании освещен широкий круг вопросов, связанных с разработ кой нефтяных и газовых месторождений. Характерной особенностью книги является ее практическая направленность. Физические основы разработки месторождений представлены с помощью простых и удоб ных для практического применения математических методов. Помимо теоретических материалов, почти в каждой главе приведены задания для развития практических навыков специалистов нефтегазовой от расли. Для специалистов ценным дополнением будет приведенная в книге методика пересчета численных коэффициентов в формулах при переходе от одной системы единиц измерения к другим системам.
Рекомендуется для широкого круга специалистов нефтегазовой от расли, преподавателям и студентам вузов.
УДК 622.32 ББК 33.36
ТЫз ес!Шоп оГРипсктепЫз оГКезегуоп Еп§теепп§ Ьу Ь. Р. Ваке 1$ риЬНзЬес!
Ьу аггап§етеп! угЬЬ Е1зеу1ег, Кас1ате§ 29, РО Вох 211, 1000 АЕ Ат$1егс1ат, ТЬе №1Ьег1апс1$.
ТЬе пф1 о! Ь. Р. Ваке 1о Ье 1с1еп1Шес1 аз аиОюг о! 1Ыз \уогк Ьаз Ьееп аззеПес! т ассогс1апсе \уИ:Ь1Ье СорупдЬ*, Вещрх&апс! Ра1еп1 Ас! 1988.
ТЫз 1гапз1аИоп Ьаз Ьееп ипскНакеп Ьу ТесЬпоргезз Ыс1.
Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.
18ВК 978-0-444-41830 |
-2 |
(англ.) |
© Е1зеу1ег (ИЗА), 2003. А11 п§Ы$ гезегуеб |
15ВЫ 978-5-903363-10 |
-0 |
|
© ТесЬпоргезз Ш , 2009 |
|
|
|
© ООО «Премиум Инжиниринг», 2009 |
Посвящается Грейс
ПРЕДИСЛОВИЕ
Это учебник по разработке нефтяных и газовых месторождений, который был создан на основе лекций, прочитанных автором во время его работы в учебном центре компании 5Ъе11 1п1егпа1:юпа1е Ре1го1еит Маа1зсЬаррц В.У. (51РМ) в Гааге с 1974 по 1977 гг.
Главной целью книги является представление физических основ разработки месторождений с помощью простых и удобных для прак тического применения математических методов. Только полностью понимая физику процессов инженер может решать сложные задачи разработки месторождений в своей практической деятельности.
Главы с 1 по 4 представляют собой введение в предмет и содержат материалы, которые изучают в базовых учебных курсах компании 5Ье11. Поэтому они должны быть интересны всем, имеющим даже от даленное отношение к разработке и эксплуатации запасов нефти и газа.
В главах с 5 по 8 рассматриваются более специальные вопросы. В них описана теория и практика исследования скважин и методы об работки результатов исследований - возможно, самые важные аспек ты всего предмета разработки нефтяных и газовых месторождений. Применяется общий подход, согласно которому применение прин ципа суперпозиции к расчету безразмерного давления или псевдо давления позволяет выполнять анализ любой графической зависи мости дебит-давление-время, построенной по данным исследования скважины, для любого пластового флюида. Чтобы оценить степень обобщенности подхода, читателю рекомендуется предварительно ознакомиться с разделом 8.13, и лишь затем приступить к детальному
изучению этих глав. Автор надеется, что это поможет читателю под готовиться к прочтению недавно опубликованной монографии 5РЕ «АсЬгапсез т \Уе11 Тез! Апа1уз18», Ьу КоЬег! С. Еаг1ои§Ьег 1г., при напи сании которой предполагалось, что читатель хорошо знаком с теоре тическими материалами, представленными в этих главах.
В главе 9 рассмотрено искусство моделирования законтурной во доносной области пласта. Предметом рассмотрения последней, деся той, главы является несмешивающееся вытеснение при фильтрации несжимаемых жидкостей. Здесь делается вывод о том, что существу ет только одна теория вытеснения, созданная С. Бакли и М. Левереттом. Все остальное - продукт «модификации» кривых относитель ных фазовых проницаемостей (известной среди специалистов, как «научная доработка») для учета характера распределения насыщен ности в направлении, нормальном к линии падения пласта. Такие кривые можно использовать совместно с одномерным уравнением Бакли-Леверетта для расчета добычи. Раскрывая физические аспек ты процессов, которые учитываются при построении кривых отно сительных фазовых проницаемостей, и показывая их роль в числен ном моделировании, автор надеется, что эта глава поможет тем, кто занимается «научной доработкой».
Кроме этого, книга содержит практические упражнения, ил люстрирующие теорию. В ней отсутствует глубокое исследование особенностей поведения углеводородных фаз, поскольку это уже было сделано в ряде специальных монографий, в частности в рабо те Ашух, Вазз, Б.М., апб \\/ЪШп§, К.Ь. 1960, «Ре1го1еит Кезегуок Еп§теепп§ - РЬуз1са1 Ргорегйез», МсСга\у-НШ, на которую автор ча сто ссылается в настоящей книге.
ВЫРАЖЕНИЕ ПРИЗНАТЕЛЬНОСТИ
Автор желает выразить свою признательность компании 81РМ за легко полученное разрешение опубликовать эту работу. В частности, автор благодарен Н.Ь. Оошуез Беккег, Р.С. Кок и С.Р.М. Неск за их серьезный личный интерес, проявлявшийся на протяжении всего времени работы над книгой и ее публикации и глубоко воодушев лявший автора.
Из тех, кто давал мне технические советы, я хотел бы поблагода рить за помощь С.]. Напшеп, Ь.А. ЗсЫррег, V. Ьецпзе, ]. уап бег Виг§Ь, Ь. ЗсЬепк, Н. уап Еп§еп и Н. Вгитте1кашр. Все они работали в разное время в отделе разработки месторождений компании 8Ье11 в Гааге. Я благодарен за техническую помощь следующим членам лаборатории К8ЕЬ (КоптЫуке 8Ье11 ЕхрЬгайе еп Ргобисйе ЬаЪога1опит) в Р и с в и - ке, Нидерланды: ]. ОЯепп§а, Н.К уап ОотзеЬаг, 1.М. Оитогё, }. уап Ьоокегеп А.8. \\йШ ат80 п. Далее, я выражаю благодарность все быв шим преподавателям разработки месторождений в учебном центре 8Ье11, а также сменившему меня на этой должности А б е 1а Маг за его многочисленные полезные предложения. Я искренне признате лен также 8.Н. СЬпзйапзеп (Р.Э., Оман) за его добросовестную кор ректорскую обработку текста в течение нескольких месяцев, и 1.М. ШШей8 (8Ье11 Ехро, Абердин) В.1.Ш Шообз (ИАМ) за их усилия.
Что касается подготовки текста, я очень признателен Об.\У. Ргап82 за его координаторскую деятельность, и особенно благодарен Уега А. Кшрегз-Вейсе за ее самоотверженную трудную работу по окончатель ной подготовке текста. Готовили и размещали рисунки и графики 1.С. 1ап8е, С.Ь. 81оойуе§, 1.Н. Вог и 8.0. Рга8ег-Маскеп21е, которым я также выражаю свою благодарность.
И, наконец, я признателен всем тем, кто терпеливо сидел на моих лекциях в период с 1974 г. по 1977 г., за их многочисленные предложе ния, использованные мной при работе над этой книгой.
77.П. Дейк Учебный центр 8Не11 Гаага Октябрь 1977
ВПАМЯТЬ О ЛОРЕНСЕ П. ДЕЙКЕ
Всреде инженеров-нефтяников и газовиков и специалистов по разработке месторождений нефти и газа всегда было так естественно
ипривычно поговорить о «Лори» (это короткое имя предпочиталось его официальному имени Лоренс Патрик Дейк), о его взглядах и его отношении к определенным концепциям и методам. Сегодня, сидя перед чистым листом бумаги, я впервые понимаю, как трудно, как печально и просто невозможно для всех нас, его друзей, говорить о Лори в прошедшем времени. Сейчас мы вспоминаем его жизнь, его вклад в нефтегазовую науку и его исключительный творческий дух.
Вмоей памяти всплывают наши незабываемые беседы долгими зимними вечерами 1985 г. в офисе компании Ыогзк Нубго в Осло, ког да Лори работал над важнейшей задачей разработки месторождений - возможностью “развернуть зеркало времени”, чтобы воспроизве дение истории разработки обеспечило достоверное прогнозирова ние поведения нефтяного месторождения, которое, в свою очередь, помогло бы понять состояние этого месторождения в любой момент времени и добиться того, чтобы любое утверждение о поведении за лежи в будущем не сопровождалось длинной чередой “если” и “но” и лавиной “может быть”.
Именно в этот период Лори начал использовать такой подход при создании основных положений книги «Практические аспекты раз работки нефтяных и газовых месторождений» («ТЬе Ргасйсе оГ Ке§- егуо1г Еп§тееп倫).
Лоренс Дейк родился 11 марта 1941 г. на о.Мэн. Он получил об разование сначала в колледже Кинг Уильямз, а затем на факультете естественных наук университета Глазго в 1964 г.
Втом же 1964 г. он начал свою карьеру в компании 5Ье11 1п1егпа1юпа1 в должности инженера-нефтяника. Пройдя серьезный курс в учебном центре 8Ье11 в Гааге, Дейк проработал в качестве инженеранефтяника на различных месторождениях в Австралии, Брунее, Тур ции, и сноба в Австралии до 1971 г., после чего был приглашен на преподавательскую работу в гаагский учебный центр. Втечение семи лет, с 1971 по 1978 годы, он преподавал разработку нефтяных и газо вых месторождений сотрудникам ЗЬе11.
В1978 г. Лоренс Дейк ушел из 5Ье11, прослужив этой компании 14 лет. В это время он сделал два важных шага, определивших его даль нейшую карьеру.
Во-первых, он поступил во вновь образовавшуюся компанию 51а1е ОН Сотрапу ВТчЮС (ВгШзЬ ЫаИопа1 ОН СоорегаИоп) на должность заведующего отделом разработки нефтяных и газовых месторожде ний. В этом качестве Дейк участвовал в работах по поиску, разработ ке и изучению крупных месторождений Северного моря. Его вклад в развитие британской морской нефтегазодобычи в первые годы ее су ществования был так велик, что в 1978 г. он бы награжден Орденом Британской империи 4-ой степени (ОБЕ). Эта награда была призна нием не только его выдающейся деятельности, но и, опосредованно, роли специалистов по разработке месторождений в успехах, достиг нутых нефтегазовой отраслью Соединенного Королевства.
Во-вторых, в 1978 г. Лоренс Дейк опубликовал свою первую книгу по разработке в издательстве Е18еу1ег под названием “Основы разра ботки нефтяных и газовых месторождений”. В этой работе он пред ставил современный взгляд на разработку месторождений, основан ный на синтезе строгой физики и прикладной науки, необходимой для выполнения любых работ на месторождениях. Необычайно большой успех этой книги во всем нефтегазовом мире обусловлен следующим:
•ее практическая ценность для инженеров-нефтяников и газови ков, применяющих упрощенные методы решения сложных задач разработки залежей нефти и газа;
•ее ценность как фундаментального труда для студентов почти каждого университета, где научные основы разработки нефтяных
игазовых месторождений дополняются практическими приложе ниями и примерами.
В1982 г. Лоренс Дейк ушел из ВЫОС в период ее приватизации и стал независимым консультантом в Эдинбурге. Его обширная дея тельность охватывала:
•непосредственное консультирование средних и крупных компа ний. В этой роли Лоренс внес значительный вклад в оценку и раз работку более 150 нефтяных и газовых месторождений во всем мире (в период с 1982 по 1994 годы). Он стал одним из самых авто ритетных международных консультантов в нефтегазовой отрас ли. К его услугам обращались очень крупные компании (ВР, А§1р,
Ыогзк Нус1го, 81а1:оИ, и т.д.) и банки (Вапк о( ЗсоЛапс!, Эдинбург, Вапк\Уе81, Перт, Австралия, и др.);
•сотрудничество с нефтяным факультетом университета Непо!- \УаН:, где он начал (после 1978 г.) в качестве приглашенного экза менатора, а со временем получил звание почетного профессора.
•работу над второй книгой «Практические аспекты разработки нефтяных и газовых месторождений», опубликованной издатель ством Е1$еу1ег в 1994 г. Помимо многочисленных практических методик в этой работе рассматриваются специальные технологии и методы анализа, разработанные Лоренсом и успешно апробиро ванные на различных месторождениях, которые он изучал.
Он ушел от нас 19 июля 1999 г. на пике своей плодотворной рабо ты. Он оказывал реальную помощь всему сообществу специалистов по разработке нефтяных и газовых месторождений своими книгами и учебными курсами. Он давал советы и консультировал финансо вые и нефтегазовые компании. Его смерть лишила нас ориентиров. Все мы, так ценившие его, восхищавшиеся его работой и любившие его за его исключительные качества и своеобразие, внезапно почув ствовали себя обедневшими.
Однако, если мы оглянемся на горизонт, открытый для нас Лори - зная о существовании признанного горизонта, видимого, но бес плодного, и еще одного... воображаемого, но созидательного, мы мо жем изменить свою точку зрения. Зная, что созидательный горизонт, в определенном смысле, устанавливает границы между духом и ма терией, между изобретательностью и тривиальностью, мы начинаем понимать роль Лоренса Дейка, который отошел от обыденности и стремился понять истинную суть поведения залежей.
Используя свои знания, он сумел раздвинуть открытый им гори зонт, сочетая созидательную волю со знанием реальности и оцени вая открывающиеся возможности...все это мы находим в решениях, предложенных им.
И этот широкий горизонт Лори оставил всем нам, как свое велико лепное наследие....
Проф. др. Т.Д. ван Гольф Рахт Нефтяной факультет университета г.Тронхейма