Prospecting and Development of Oil and Gas Fields http://rrngr.nung.edu.ua/index.php/rrngr <p>Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ охоплює різні розділи нафтогазової справи, в тому числі:</p> <ul> <li class="show"> <p>актуальні питання нафтогазової галузі</p> </li> <li class="show"> <p>техніка і технології</p> </li> <li class="show"> <p>дослідження та методи аналізу</p> </li> <li class="show"> <p>наука - виробництву</p> </li> <li class="show"> <p>виробничий досвід</p> </li> <li class="show"> <p>сертифікація, стандартизація, якість</p> </li> <li class="show"> <p>історія нафтогазової науки і техніки</p> </li> </ul> <p>Журнал “Розвідка та розробка нафтових і газових родовищ” публікує оглядові та</p> <p>дослідницькі роботи, присвячені цій тематиці (але не обмежені лише нею).</p> Ivano-Frankivsk National Technical University of Oil and Gas uk-UA Prospecting and Development of Oil and Gas Fields 1993-9973 Оцінка ефективності свердловинного фільтра застосуванням імітаційного моделювання http://rrngr.nung.edu.ua/index.php/rrngr/article/view/764 <p>Процес експлуатації нафтового родовища на пізній стадії розробки характеризується значним вміс-том механічних домішок у видобутій сировині та високим ступенем її обводнення. Обводненість активно впливає на процеси винесення пластового піску і руйнування слабкозцементованих порід продуктивних го-ризонтів на родовищах. Щоб інтенсифікувати відбір пластової рідини з видобувних свердловин, потрібно застосовувати більш продуктивні насоси та збільшувати глибини їх опускання. Однак це призводить до зростання депресії на пласт і, як правило, до інтенсивнішого винесення механічних домішок з колектора. Пісок, що виноситься з пласта, є високоабразивним агентом, який спричиняє зношування не лише елементів насосів, а і насосно-компресорних труб, засувок, дроселів тощо. Прогнозування впливу механічних домішок на елементи насосного обладнання для видобутку нафти є складним завданням, що вимагає врахування без-лічі різноманітних факторів. Пісок, що виноситься з свердловин, накопичується в трубопроводах, а на гру-пових замірно-насосних установках – у вимірювальних вузлах, сепараторах, клапанах тощо. На установках підготовки нафти або конденсату піском засмічуються технологічні ємності та резервуари. Найчастіше для боротьби із винесенням піску застосовується метод фільтрування, який хоч не є найефективнішим, але відрізняється надійністю, низькою видатністю та екологічною безпекою. Проаналізовано декілька констру-кцій свердловинних фільтрів. Для оцінка ефективності свердловинного фільтра проведено його дослідження за допомогою імітаційного моделювання. Встановлено залежність кількості винесених частинок від їх діа-метру, із врахуванням гідродинамічних процесів та характеристик робочого середовища.</p> О. Я. Фафлей Р. О. Дейнега В. В. Михайлюк А. В. Семенчук Б. І. Звір Авторське право (c) 2020 Prospecting and Development of Oil and Gas Fields 2020-08-31 2020-08-31 2(75) 24 31 10.31471/1993-9973-2020-2(75)-24-31 Експериментальні дослідження виносних властивостей рідких і твердих пінотворних поверхнево-активних речовин http://rrngr.nung.edu.ua/index.php/rrngr/article/view/765 <p>На лабораторній моделі свердловини досліджено пінотворні і виносні властивості рідких і твердих поверхнево-активних речовин (савенолу, стінолу світлого і темного, софіру М2, ТЕАСу і твердого ПАР «Надра»). У дослідах визначали висоту рівня піни у скляній колонці наприкінці процесу піноутворення і три-валість виділення з піни половини об'єму зв'язаної у піну рідини, за значенням яких визначали кратність і стійкість піни. За результатами експериментальних досліджень на лабораторній моделі свердловини по-будовано графічні залежності кратності і стійкості піни від масової концентрації поверхнево-активних речовин у прісній і мінералізованій воді, у мінералізованій воді з додаванням вуглеводневого конденсату для різних температур. За результатами експериментальних досліджень проаналізовано вплив концентрації поверхнево-активних речовин у спінюваній рідині, мінералізації води, вуглеводневого конденсату і темпера-тури на пінотворну здатність рідких і твердих поверхнево-активних речовин для винесення рідини із обвод-нених газових і газоконденсатних свердловин. Визначено оптимальні значення концентрацій пінотворних ПАР у водних розчинах, вище яких кратність і стійкість піни змінюється незначно. Встановлено, що виносні властивості твердого ПАР «Надра» є кращими у мінералізованій воді і у розчинах з вуглеводневим конден-сатом, на відміну від досліджених рідких ПАР. За результатами експериментальних досліджень встановле-но закономірності спінювання водних розчинів ПАР з моделюванням вибійної температури (від 20 до 80 °С). Рекомендовано використання різних типів ПАР при різних умовах експлуатації свердловин із значним вміс-том рідини у продукції свердловини. Подачу пінотворних поверхнево-активних речовин на вибій свердлови-ни здійснюють у вигляді водних розчинів і зразків твердих ПАР. У результаті спінена пластова рідина вино-сить на поверхню не тільки рідку фазу, а й тверді частинки, які накопичуються на вибої через корозію металу труб, руйнування цементного каменю і гірської породи привибійної зони пласта.</p> О. Р. Кондрат C. М. Петрущак Н. С. Дремлюх Авторське право (c) 2020 Prospecting and Development of Oil and Gas Fields 2020-08-31 2020-08-31 2(75) 32 42 10.31471/1993-9973-2020-2(75)-32-42 Дослідження впливу незначного прояву водонапірної системи на достовірність матеріального балансу http://rrngr.nung.edu.ua/index.php/rrngr/article/view/774 <p>This paper characterizes the influence of water drive influx on the type of the dependence of reduced average reservoir pressure on the cumulative gas production. It is assumed that the insignificant influence of the reservoir aquifer does not affect the type of the dependence of the reduced average reservoir pressure on the cumulated gas production. The type of the dependence fully characterizes the gas depletion of reservoir development. The use of the material balance method in such cases leads to the overestimation of the initial gas: while some volume of wa-ter is intruded into the productive gas-saturated part of the reservoir, the decrease in reservoir pressure is partial-ly compensated due to gas off-take. Thus, not knowing the true amount of the original gas in place, it is not possi-ble to make up a proper plan of the field development strategy and provide recommendations for its improvement, which requires significant investment. To prove this assumption, the authors have built a synthetic 3D ongoing geological-technological model of gas reservoir. The 3D model includes the volume of water below the gas-water contact, which is limited by the size of the model. To carry out a complex analysis, analytical Fetkovich aquifer with water volume of 5 million m3 and 25 million m3 respectively and with the same productivity index is used. Aq-uifers are connected to the model boundary from the south-east. According to the modelling results, the graph-analytic estimation of drained the reserves is performed. The authors fully confirm the assumption that the insig-nificant effect of the water drive influx does not affect the type of the dependence of the reduced average reservoir pressure on the cumulative gas production. On the basis of the study results the authors estimate the possible error that is allowed when using the material balance method. According to the simulation results, the error can be up to 19.47% of the initial gas in place in the model. This error significantly exceeds the limits and can lead to wrong decisions during the field development planning.</p> С. В. Матківський С. О. Ковальчук О. В. Бурачок О. Р. Кондрат Л. І. Хайдарова Авторське право (c) 2020 Prospecting and Development of Oil and Gas Fields 2020-08-31 2020-08-31 2(75) 43 51 10.31471/1993-9973-2020-2(75)-43-51 Дослідження впливу форми і розмірів полімерних гранул на їхні трибологічні властивості http://rrngr.nung.edu.ua/index.php/rrngr/article/view/785 <p>Обґрунтовано використання математичної моделі дискретного руху сипкого матеріалу для руху гра-нульованого полімерного матеріалу в робочому каналі зони живлення одночерв'ячного екструдера як сукупності рухомих одна відносно одної частинок на базі методу дискретного елемента з урахуванням впливу форми і розмірів полімерних гранул на їхні трибологічні властивості на прикладі задачі формування кута природного ухилу. Досліджено взаємодію між гранулами таких чотирьох полімерів: поліетилену високої густини марки Marlex HHM 5502BN, співполімеру етилену з вінілацетатом (севілену) марки 11104-030, по-лістиролу марки Denka Styrol MW-1-301, полівінілхлориду марки SorVyl G 2171/9005 11/01, які відібрані тому, що вони широко використовуються у промисловості та одночасно відрізняються між собою за формою, розмірами і фізико-механічними характеристиками. Для опису взаємодії між гранулами було використано в’язко-пружну модель Hertz–Mindlin, яка допускає, що частинки, які мають форму сфери під час контакту, не деформуються, а перекривають одна одну на певну величину, утворюючи пляму контакту. Дослідження виконано у програмному комплексі EDEM. Наведено результати розрахунків з формування кута природного ухилу методами натурних і числових експериментів, при цьому було розглянуто два підходи до моделювання форми гранул: за умови розгляду гранул у формі сфер та у формі мультисфер, коли розрахункова форма гранул максимально наближається до реальної. Результати проведених розрахунків з формування кута природного ухилу доводять, що модель дискретного руху сипкого матеріалу на базі методу дискретного елемента при використанні форми гранул, близької до реальної, краще відтворює поведінку сипких матеріалів порівняно зі сферичними гранулами.</p> В. М. Витвицький А. Я. Карвацький І. О. Мікульонок О. Л. Сокольський Авторське право (c) 2020 Prospecting and Development of Oil and Gas Fields 2020-08-31 2020-08-31 2(75) 52 61 10.31471/1993-9973-2020-2(75)-52-61 Моделювання процесу промивання свердловин http://rrngr.nung.edu.ua/index.php/rrngr/article/view/767 <p>Проведено дослідження впливу техніко-технологічних факторів на ефективність промивання свердло-вини в експериментальних умовах. Виконано аналіз існуючих експериментальних установок за допомогою яких можна оцінити вплив техніко-технологічних факторів на процес промивання свердловин. З викори-станням критеріїв подібності, що отримані у відповідності до основних положень теорії розмірностей, спроектовано лабораторну установку для моделювання процесу промивання свердловин. За рахунок ком-пактних габаритних розмірів та простоти проведення дослідів розроблена установка дозволяє моделюва-ти і досліджувати вплив багатьох факторів на процес промивання свердловин а саме: ексцентричне роз-міщення бурильної колони; тип промивальної рідини (реологічні властивості); розмір фракції гірської поро-ди; частота пульсацій для створення пульсуючого характеру руху рідини; обертання бурильної колони; по-вздовжній рух бурильної колони. На основі попередніх досліджень визначено основні фактори і діапазон їх зміни на ефективність транспортування шламу. Використовуючи план «Тагуті» побудовано план експери-менту для дослідження значимості факторів на якість винесення шламу зі стовбура свердловини. Обробка даних, отриманих в процесі експериментальних досліджень, виконувалась у програмному забезпеченні «Mathcad Prime». Встановлено, що за допомогою варіації факторів можна досягнути покращення якості промивання свердловин, за рахунок зменшення площі осідання шламу в стовбурі свердловини. Найбільш по-зитивний вплив на винесення шламу має витрата промивальної рідини, а найменший розмір фракції гірської породи і повздовжній рух бурильної колони. Вагомий вплив на якість винесення шламу здійснює пульсація промивальної рідини, що є істотним і цікавим фактором з точки зору подальших наукових досліджень.</p> І. І. Чудик І. Ф. Дудич В. В. Токарук Авторське право (c) 2020 Prospecting and Development of Oil and Gas Fields 2020-08-31 2020-08-31 2(75) 62 68 10.31471/1993-9973-2020-2(75)-62-68 Визначення та прогнозування фізичних параметрів пластових нафт графоаналітичним способом на прикладі внутрішньої зони передкарпатського прогину http://rrngr.nung.edu.ua/index.php/rrngr/article/view/778 <p>Прогнозування фазового стану вуглеводнів на великих глибинах в області високих температур і тисків на сьогодні має особливу актуальність. Особливість існуючих прогнозів полягає в тому, що термобаричні параметри залягання і фізичні параметри пластових нафт розглядаються як об’єднані середні величини в єдиній, цілісній Внутрішній зоні Передкарпатського прогину. Специфіка зміни кожного з них також була єдиною і вимушено розповсюджувалася на всю територію зони. У статті розглянуто важливе питання обґрунтування нового, більш детального прогнозу. Необхідно мати можливість передбачення основних характеристик і фазового стану пластових нафт в залежності від глибини залягання в різних частинах Внутрішньої зони. У статті розглянуто можливість визначення фізичних параметрів пластових вуглеводневих флюїдів графоаналітичним способом лише за наявності результатів досліджень свердловин на усталених і неусталених режимах. Розроблений спосіб дозволяє оперативно визначати комплекс фізичних параметрів пластових нафт: тиск насичення, значення надтиску, газовміст, середній коефіцієнт розчинності газу, гус-тину в пластових умовах, об’ємний коефіцієнт і усадку нафти, перерахунковий коефіцієнт усадки, коефіці-єнт стисливості та термічного розширення, в’язкість, розподіл маси флюїду на рідинну і газову фази в ста-ндартних поверхневих умовах та його випарування. Розрахункові рівняння базуються на застосуванні уні-версальної термодинамічної величини – молекулярної маси вуглеводневої системи. Являючись функцією тільки даного компонентного складу системи, молекулярна маса не залежить від тиску і температури. Цей спосіб дозволяє здійснити оцінку оперативних запасів флюїдів безпосередньо після одержання промисло-вих припливів у першій свердловині, тобто ще до проведення комплексу лабораторних досліджень.</p> С. С. Куровець Е. О. Чорний Авторське право (c) 2020 Prospecting and Development of Oil and Gas Fields 2020-08-31 2020-08-31 2(75) 69 77 10.31471/1993-9973-2020-2(75)-69-77 Прогнозування фільтраційно-ємнісних властивостей і нафтопромислових характеристик складнопобудованих карбонатних колекторів (на прикладі Північно-західної частини ДДЗ) http://rrngr.nung.edu.ua/index.php/rrngr/article/view/773 <p>Проаналізовано світову практику з вивчення карбонатних порід-колекторів iз вторинними пустотами, а також продемонстровано комплексний підхід до вивчення даного типу покладів на прикладі порід-колекторів візейського ярусу Південно-Берестівського родовища Північно-західної частини ДДЗ. Метою даної роботи є прогнозування фільтраційно-ємнісних властивостей, а також нафтопромислових характеристик складнопобудованих карбонатних порід-колекторів за стандартним комплексом промислово-геофізичних даних. Для вирішення поставленої задачі використано комплексний підхід, що включає методики балансу пористості та функціональних перетворень (нормалізацію) каротажних кривих БК-НГК, ІННК-НГК. В результаті авторами виділено в візейських карбонатних відкладах інтервали з наявними кавернами та тріщинами. На кожен окремий геофізичний метод впливає структура пустотного простору, за рахунок цього при розрахунку коефіцієнту пористості за різними зондами авторами виділено інтервали, що пред-ставлені карбонатними відкладами в основному порово-кавернового типу, проте виділяється інтервал 4287,6-4289,6 м порово-кавернозно-тріщинного типу. Встановлено, що в виділених пластах коефіцієнти різних типів пористості складають: вторинної - 2,5-6%, кавернозної – 1,7-5% та тріщинної -0,2 %. Поту-жність продуктивних відкладів змінюється в межах 0,8 – 2,4 м. Також авторами обґрунтовано вибір па-раметрів при розрахунку коефіцієнту насичення в складнопобудованих відкладах. Окрім цього відмічено, що колекторські властивості забезпечує наявність вторинних пустот, а саме каверн, по яких і відбувається фільтрація флюїду, а матриця порід є ущільненою, низькопористою та низькопроникною.</p> О. В. Олійник С. А. Вижва В. В. Антонюк І. М. Безродна Авторське право (c) 2020 Prospecting and Development of Oil and Gas Fields 2020-08-31 2020-08-31 2(75) 78 87 10.31471/1993-9973-2020-2(75)-78-87 Чисельно-експериментальна оцінка умов руйнування тривало експлуатованих бурильних труб http://rrngr.nung.edu.ua/index.php/rrngr/article/view/784 <p>Причиною аварійних ситуацій елементів бурильної колони при бурінні глибоких свердловин є виникнен-ня і розвиток в поперечному перерізі тріщиноподібних дефектів. Узагальнені дані дефектоскопії тривало експлуатованих бурильних труб, проведеної на підприємствах бурового управління “Укрбургаз” за 2015 – 2017 роки, а також численні літературні дані свідчать, що такі дефекти утворюються на дні корозійних виразок, що виникають в процесі експлуатації під впливом робочих навантажень та бурових промивальних розчинів, зокрема і при спуско-підіймальних операціях, як на внутрішній, так і на зовнішній поверхні бурильної труби. В процесі спуско-підіймальних операцій, зазнаючи впливу розтягуючих навантажень, вони розвиваючись виходять на поверхню бурильної труби, утворюючи промивини, які зрештою призводять до руйнування труби. Використовуючи відомі аналітичні розв’язки, проведено оцінку напруженого стану в околі півеліптичної тріщини, розташованої як на зовнішній, так і на внутрішній поверхнях пустотілого циліндра, що знаходиться під дією осьового навантаження та визначено відповідні коефіцієнти інтенсивності на-пружень у вершині цих дефектів. Для прогнозування граничного стану бурильної труби з півеліптичною тріщиною, проведено аналіз параметрів руйнування, що відображають локальний напружено-деформований стан біля вершини тріщини. Використовуючи метод скінченних елементів, визначали на-пружений стан в околі вершини півеліптичної тріщини і на цій основі обчислювали характеристики меха-ніки руйнування: J-інтеграл та коефіцієнти інтенсивності напружень. Запропоновано діаграми оцінки ри-зику руйнування у координатах «глибина тріщиноподібного дефекту – глибина буріння – коефіцієнт інтен-сивності напружень», які дають можливість оцінити безпечну глибину як внутрішніх, так і зовнішніх піве-ліптичних тріщиноподібних дефектів, виявлених засобами технічного діагностування із урахуванням ре-зультатів експериментальних досліджень критичної тріщиностійкісті. Визначено допустимі розміри дос-ліджуваних дефектів у залежності від глибини буріння.</p> О. Ю. Витязь Р. С. Грабовський В. І. Артим В. В. Тирлич Н. Р. Грабовська Авторське право (c) 2020 Prospecting and Development of Oil and Gas Fields 2020-08-31 2020-08-31 2(75) 88 97 10.31471/1993-9973-2020-2(75)-88-97 Вимушені коливання відкритої ділянки магістрального газопроводу при проходженні нею очисного поршня http://rrngr.nung.edu.ua/index.php/rrngr/article/view/779 <p>Задача вимушених коливань відкритої ділянки газопроводу при проходженні нею очисного поршня на-лежить до класу задач вимушених коливань одновимірних пружних об’єктів під дією на них рухомого інерційного навантаження. На даний момент існують два напрями розв’язування такого класу задач. Перший напрям пов’язаний з інтегруванням диференціального рівняння в частинних похідних, і розв’язок таких задач є суперпозицією власних та супровідних коливань. Другий напрям не передбачає інтегрування диференціального рівняння у частинних похідних. До цього напряму належить метод узагальнених координат, узагальнених переміщень, а також різноманітні числові методи. Жоден з напрямів не є простим. Тому запропоновано метод, в якому перша математична модель забезпечує визначення вимушених коливань ділянки газопроводу при проходженні очисного поршня без врахування його інерційного навантаження на газопровід. А у подальшому передбачена розробка другої математичної моделі, яка на базі першої забезпечить наближене ви-значення прогинів осі газопроводу з врахуванням інерційного навантаження поршня на газопровід. Метою даної статті є отримання розв’язку задачі вимушених коливань ділянки газопроводу при проходженні очисного поршня без врахування сил інерції на газопровід. Задача розв’язувалася методом інтегрування диференціального рівняння у частинних похідних, застосовано метод Фур’є. Права частина неоднорідного диференціального рівняння розкладалася у нескінченний ряд, який є сумою добутків власних функцій вільних коливань ділянки газопроводу та невідомої функції часу. Після цього знайдено функцію часу у методі Фур’є, а отже, і розв’язок задачі у вигляді нескінченного ряду, доданки якого швидко зменшуються. Виконано обчислення прогинів осі газопроводу вздовж всієї ділянки газопроводу для різних моментів часу, окремих перерізів залежно від часу, а також згинальних моментів.</p> В. Я. Грудз Т. Ф. Тутко О. Я. Дубей Авторське право (c) 2020 Prospecting and Development of Oil and Gas Fields 2020-08-31 2020-08-31 2(75) 7 15 10.31471/1993-9973-2020-2(75)-7-15 Апробація технології витіснення залишкового природного газу азотом для умов виснаженого газового покладу горизонту НД-9 Любешівського газового родовища http://rrngr.nung.edu.ua/index.php/rrngr/article/view/763 <p>Більшість покладів природних газів України тією чи іншою мірою виснажені, але ще містять значні за-лишкові запаси газу. Перспективним напрямком підвищення газовилучення з виснажених газових покладів є витіснення з пористого середовища залишкового природного газу азотом – легкодоступним і не викликаю-чим корозію свердловинного обладнання газом. Охарактеризовано технології підвищення газовилучення з виснажених газових покладів шляхом нагнітання в них азоту. На прикладі виснаженого покладу горизонту НД-9 Любешівського газового родовища, продуктивні відклади якого складені, в основному, пісковиками з прошарками вапняків та глин, апробовано технологію витіснення залишкового природного газу азотом. Розглянуто 15 варіантів нагнітання азоту у пласт, у тому числі варіанти з обробленням привибійної зони низькодебітної свердловини на початок процесу дорозробки покладу і на початок нагнітання азоту у пласт. На першому етапі всіх варіантів поклад дорозробляли в режимі виснаження до моменту зниження пласто-вого тиску (до 0,1 від початкового значення), після чого починали запомповувати азот в одну із видобувних свердловин, переведену в нагнітальну. Нагнітання азоту у пласт продовжувалося доти, поки вміст азоту в останній видобувній свердловині не досягав 5 % об. Всі варіанти характеризуються високими значеннями коефіцієнта газовилучення і близькими значеннями тривалості періоду дорозробки покладу. Наведено по-ложення фронту витіснення природного газу азотом на різні моменти часу. Згідно з результатами дослі-джень коефіцієнт газовилучення за залишковим газом за різними варіантами змінюється від 14,12 до 34,58 %. При впровадженні технології нагнітання азоту у пласт загальний коефіцієнт газовилучення зростає від 72,25 % за існуючої системи розробки до 80,28 % при витісненні залишкового природного газу азотом.</p> Р. М. Кондрат Л. І. Хайдарова Авторське право (c) 2020 Prospecting and Development of Oil and Gas Fields 2020-08-31 2020-08-31 2(75) 16 23 10.31471/1993-9973-2020-2(75)-16-23