Виявлення закономірностей впливу змінної проникності привибійних зон свердловин на режими експлуатації підземних сховищ газу

Автор(и)

  • Мирослав Григорович Притула Філія «Науково-дослідний інститут транспорту газу» АТ «Укртрансгаз, Україна https://orcid.org/0000-0001-9259-4114
  • Назар Мирославович Притула Філія «Науково-дослідний інститут транспорту газу» АТ «Укртрансгаз», Україна https://orcid.org/0000-0001-9451-275X
  • Ярослав Данилович П´янило Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України, Україна https://orcid.org/0000-0002-5458-3526
  • Зоя Василівна Притула Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України, Україна https://orcid.org/0000-0001-7131-0290
  • Ольга Мирославівна Химко Національний університет «Львівська політехніка», Україна https://orcid.org/0000-0003-2641-8133

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.292435

Ключові слова:

підземне сховище газу, фільтраційні опори, закон Дарсі, скін-фактор, коефіцієнт Форхгеймера

Анотація

Об’єктом дослідження є підземні сховища газу (ПСГ). Основна вирішувана проблема – забезпечити ефективне управління процесом експлуатації підземних сховищ газу (ПСГ) на оперативних та прогнозних інтервалах часу. Одним з основних чинників, які впливають на режими роботи ПСГ є – суттєво нестаціонарні фільтраційні процеси, які відбуваються у вибійних зонах свердловин. Складність оцінювання багатофакторного впливу на депресію/репресію в околі свердловин впливає як на швидкість так і на точність розрахунку режимних параметрів роботи ПСГ. Аналіз результатів проведених досліджень свердловин показав значну область невизначеності розрахунку коефіцієнтів фільтраційного опору їхніх привибійних зон. Отримання задовільної точності результату за очікуваний час проведено способом побудови моделі інтегрального врахування впливу параметрів усіх вибійних зон свердловин на режим експлуатації ПСГ. Виявилося, що інтегральне врахування впливу на параметри вибійних зон свердловин нівелювало вплив значних змін коефіцієнтів фільтраційного опору свердловин та забезпечило достатню швидкість розрахунку режимів ПСГ. Одночасне моделювання десяти діючих ПСГ в піковому режимі відбирання усього наявного об’єму активного газу займає не більше шести хвилин. Швидкість моделювання фільтраційних процесів у вибійних зонах свердловин забезпечило знаходження кращих із них за тим чи іншим критерієм якості режиму.

У результаті проведених досліджень побудована і програмно реалізована модель, яка пройшла апробацію у реальних умовах експлуатації та забезпечує оптимальне планування режимів роботи ПСГ на задані інтервали часу. Його використання є ефективним інструментом для оперативного розрахунку поточних режимів та технічної потужності ПСГ за заданого розподілу тисків у системі магістральних газопроводів. Працездатність розробленого математичного забезпечення підтверджена результатами проведених числових експериментів

Біографії авторів

Мирослав Григорович Притула, Філія «Науково-дослідний інститут транспорту газу» АТ «Укртрансгаз

Кандидат фізико-математичних наук, провідний інженер

Відділ розробки систем оптимального планування та прогнозування режимів роботи підземних сховищ газу

Назар Мирославович Притула, Філія «Науково-дослідний інститут транспорту газу» АТ «Укртрансгаз»

Доктор технічних наук, начальник відділу

Відділ розробки систем оптимального планування та прогнозування режимів роботи підземних сховищ газу

Ярослав Данилович П´янило, Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Відділ математичного моделювання процесів переносу в складених системах

Зоя Василівна Притула, Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача НАН України

Кандидат фізико-математичних наук, науковий співробітник

Лабораторія математичних проблем механіки неоднорідних тіл

Ольга Мирославівна Химко, Національний університет «Львівська політехніка»

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра автоматизації та комп'ютерно-інтегрованих технологій

Посилання

  1. Aris, R. (1990). Vectors, tensors and the basic equations of fluid mechanics. Courier Corporation, 286.
  2. Wang, C. Y. (1991). Exact Solutions of the Steady-State Navier-Stokes Equations. Annual Review of Fluid Mechanics, 23 (1), 159–177. doi: https://doi.org/10.1146/annurev.fl.23.010191.001111
  3. Sutera, S. P., Skalak, R. (1993). The History of Poiseuille’s Law. Annual Review of Fluid Mechanics, 25 (1), 1–20. doi: https://doi.org/10.1146/annurev.fl.25.010193.000245
  4. Whitaker, S. (1986). Flow in porous media I: A theoretical derivation of Darcy’s law. Transport in Porous Media, 1 (1), 3–25. doi: https://doi.org/10.1007/bf01036523
  5. Kondrat, R. М., Khaidarova, L. І. (2019). The Influence of the Characteristics of the Gas Reservoirs Perforation-Entering on the Well Production Capabilities. Prospecting and Development of Oil and Gas Fields, 4 (73), 46–53. doi: https://doi.org/10.31471/1993-9973-2019-4(73)-46-53
  6. Kondrat, R. M., Shchepanskyi, M. I., Khaidarova, L. I. (2020). The influence of contamination of the bottom-hole formation zone and the of perforation channels parameters on the productivity of gas wells. Prospecting and Development of Oil and Gas Fields, 3 (76), 23–32. doi: https://doi.org/10.31471/1993-9973-2020-3(76)-23-32
  7. Kalantariasl, A., Farhadi, I., Farzani, S., Keshavarz, A. (2022). A new comprehensive dimensionless inflow performance relationship for gas wells. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, 12 (8), 2257–2269. doi: https://doi.org/10.1007/s13202-022-01457-6
  8. Elsanoose, A., Abobaker, E., Khan, F., Rahman, M. A., Aborig, A., Butt, S. D. (2022). Characterization of a Non-Darcy Flow and Development of New Correlation of NON-Darcy Coefficient. Energies, 15 (20), 7616. doi: https://doi.org/10.3390/en15207616
  9. Zhang, S., Liu, H., Wang, Y., Sun, K., Guo, Y. (2021). A Novel Mathematical Model Considering Real Gas PVT Behavior to Estimate Inflow Performance Relationship of Gas Well Production. Energies, 14 (12), 3594. doi: https://doi.org/10.3390/en14123594
  10. Elsanoose, A., Abobaker, E., Khan, F., Rahman, M. A., Aborig, A., Butt, S. D. (2022). Estimating of Non-Darcy Flow Coefficient in Artificial Porous Media. Energies, 15 (3), 1197. doi: https://doi.org/10.3390/en15031197
  11. Prytula, N., Prytula, M., Boyko, R. (2017). Mathematical modeling of operating modes of underground gas storage facilities. Technology Audit and Production Reserves, 4 (1 (36)), 35–42. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2017.109084
  12. Iwaszczuk, N., Prytula, M., Prytula, N., Pyanylo, Y., Iwaszczuk, A. (2022). Modeling of Gas Flows in Underground Gas Storage Facilities. Energies, 15 (19), 7216. doi: https://doi.org/10.3390/en15197216
  13. Prytula, M., Prytula, N., Pyanylo, Y., Prytula, Z., Khymko, O. (2022). Planning optimal operating modes of underground gas storage facilities as part of the gas transmission system. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3 (2 (117)), 76–91. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.258953
  14. Prytula, N., Prytula, M., Boyko, R. (2017). Development of software for analysis and optimization of operating modes of underground gas stores. Technology Audit and Production Reserves, 2 (3 (40)), 17–25. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.128574
  15. Khymko, O., Prytula, M., Prytula, N., Prytula, Z. (2022). Methods of Optimal Development and Modernization of Existing Distribution Networks for Gas-Hydrogen Mixtures. Proceedings of EcoComfort 2022, 150–161. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-031-14141-6_15
  16. Bejan, A. (2013). Convection Heat Transfer. John Wiley & Sons. doi: https://doi.org/10.1002/9781118671627
  17. Barree, R. D., Conway, M. W. (2004). Beyond Beta Factors: A Complete Model for Darcy, Forchheimer, and Trans-Forchheimer Flow in Porous Media. All Days. doi: https://doi.org/10.2118/89325-ms
  18. Aziz, K. (1979). Petroleum reservoir simulation. Applied Science Publishers, 476.
  19. Agwu, O. E., Okoro, E. E., Sanni, S. E. (2022). Modelling oil and gas flow rate through chokes: A critical review of extant models. Journal of Petroleum Science and Engineering, 208, 109775. doi: https://doi.org/10.1016/j.petrol.2021.109775
  20. Er-hu, L., Yang-yang, L., Li-jun, G., De-sheng, Z., Xiong, L., Jin-ze, X. (2021). On the One-Point Model for the Productivity Evaluation in Jingbian Sector of Yan’an Gas Field. Frontiers in Earth Science, 9. doi: https://doi.org/10.3389/feart.2021.793293
  21. Luke, Y. L. (Ed.) (1969). The Special Functions and Their Approximations. Academic Press.
  22. Watson, G. N. (1922). A treatise on the theory of Bessel functions. Vol. 2. The University Press.
Виявлення закономірностей впливу змінної проникності привибійних зон свердловин на режими експлуатації підземних сховищ газу

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-12-14

Як цитувати

Притула, М. Г., Притула, Н. М., П´янило, Я. Д., Притула, З. В., & Химко, О. М. (2023). Виявлення закономірностей впливу змінної проникності привибійних зон свердловин на режими експлуатації підземних сховищ газу. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(1 (126), 98–112. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.292435

Номер

Том 6 № 1 (126) (2023): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Виробничо-технологічні системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Myroslav Prytula, Nazar Prytula, Yaroslav Pyanylo, Zoia Prytula, Olga Khymko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.