[論文レビュー] Flowing Bottomhole Pressure Calculation for a Pumped Well under Multiphase Flow

S. M. Bikbulatov, М. К. Хасанов+1 more|ArXiv.org|Apr 13, 2005

Oil and Gas Production Techniques参考文献 14被引用数 7

ひとこと要約

本論文では、停止しない状態で流動するボトムホール圧力を計算するための新規手法を提案する。この手法は、流体レベルの測定値と実際の井戸の幾何形状を用い、多相流条件下におけるポンプ式油井のボトムホール圧力を算出する。実験データと理論的モデリングに基づくこのアプローチは、測定されたポンプ入口圧力と強く一致し、実用的な現場応用において高い正確性を示している。

ABSTRACT

The ability to monitore bottomhole flowing pressure in pumping oil wells provides important information regarding both reservoir and artificial lift performance. Converting surface pressure measurements to bottomhole is currently accomplished by locating the fluid level in the annulus using a sonic device and then applying a correlation to estimate the density of the gas-cut liquid column above the perforations. This work proposes a flowing bottomhole pressure calculation procedure from fluid level measurements. The model is developed from experimental work and from theoretical arguments. The calculation procedure developed allows to calculate BHP without shutting the well, which is common for fluid level casinghead pressure measurements. Also this method allows to take into account real geometry of the The comparison of the calculated and measured pump intake pressure shows good accuracy of a technique. It allows to draw a conclusion for an opportunity to use this method in practice.

研究の動機と目的

• 井戦を要しないポンプ式油井におけるボトムホール圧力の信頼性の高い算出手法の開発。
• 実際の井戸の幾何形状と多相流挙動を組み込むことで、ボトムホール圧力の推定精度の向上。
• リアルタイムでのリザーバーおよびアーティフィシャルリフト性能の監視を可能にする、非侵襲的で実用的な手法の提供。この手法は、流体レベル測定値と圧力相関を用いる。
• 現場応用性を検証するため、計算されたボトムホール圧力と実際のポンプ入口圧力測定値を比較することによる手法の検証。

提案手法

• 音響デバイスを用いて得られた流体レベル測定値を用い、穿孔部上部のガス混入液柱高さを特定する。
• 実験データに基づく理論的モデルを適用し、アニュラス内に存在する多相流体柱の密度を推定する。
• 井筒およびチューブの実際の幾何形状を考慮することで、圧力勾配の計算を改善する。
• 測定された流体レベルからボトムホールまでの圧力勾配を統合し、推定された流体密度プロファイルを用いてボトムホール圧力を計算する。
• 直接的なダウンホール圧力測定や井戦を回避するため、表面での流体レベルおよび圧力データに依存する手順を採用する。
• 計算されたBHPと現場データからの実際のポンプ入口圧力測定値を比較することで、手法の妥当性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 井戦を要せず、表面測定値から流動ボトムホール圧力を正確に推定できるか？
• RQ2 実際の井戸の幾何形状を組み込むことで、多相流におけるボトムホール圧力計算の精度がどの程度向上するか？
• RQ3 簡素化された仮定に基づく従来の相関式と比較して、提案手法が誤差をどの程度低減するか？
• RQ4 本手法は、ガスオイル比や流体レベルが変動するポンプ式油井においても、BHPを信頼性高く予測できるか？

主な発見

• 計算されたボトムホール圧力は、測定されたポンプ入口圧力と強く一致し、本手法の正確性を確認した。
• 本手法は井戦を要せずリアルタイムでのBHP推定を可能にし、運用効率を向上させる。
• 実際の井戸の幾何形状を組み込むことで、簡素化モデルに比べて圧力勾配の推定精度が顕著に向上した。
• 現場データによる検証を通じて、本手法は変動する流体レベルおよびガス混入状態に対しても頑健であることが確認された。