Подземная гидравлика - Курсовая работа

При рассмотрении движения жидкостей и газов в пластах, представляющих собой проницаемую среду, необходимо знать характер изменения давления в точках пласта и на его границах, а особенно на стенках скважины, а также расход пластовых флюидов через какие-либо ограничивающие поверхности. При бурении это представляет интерес с позиции оценки процессов газонефтеводопроявлений, поглощений, проникновения бурового раствора в продуктивные пласты, ухудшения проницаемости при забойной зоны и др. Рассмотрим несколько частных случаев, представляющих интерес с позиций проводки нефтяных и газовых скважин и широко используемых в различных расчетах при бурении. При рассмотрении движения жидкостей и газов в пластах, представляющих собой проницаемую среду, необходимо знать характер изменения давления в точках пласта и на его границах, а особенно на стенках скважины, а также расход пластовых флюидов через какие-либо ограничивающие поверхности. При большой мощности пласта (Рисунок 1, а) имеем формулу для расчета расхода на стенках скважины где рк - давление на контуре питания скважины, Па. рс - давление стенках скважины, Па.Учитывая современные представления о фильтрации жидкостей и газов в пористых средах и о технологиях закачивания скважин, выделяют три типа гидродинамического несовершенства скважин (Рисунок 1.1): Рисунок 2. *по степени вскрытия пласта (скважина вскрывает продуктивный пласт не на всю его мощность (Рисунок 2, в); *по характеру вскрытия пласта (связь пласта со скважиной осуществляется не через открытый забой, а через перфорационные каналы (Рисунок 2, г); Известно, что в общем случае в пласте вокруг скважины образуются две зоны с измененной проницаемостью - зона проникновения фильтрата промывочной жидкости радиусом Rз.п., м и зона колматации rk. И наоборот, если применяют принудительную кольматацию, в результате которой невозможна фильтрация в пласт, то Для оценки влияния глубины и степени загрязнения при забойной зоны на добывающие возможности скважины, несовершенной по качеству вскрытия продуктивного пласта бурением, вводится коэффициент гидродинамического несовершенства скважиныРазличают два вида несовершенства скважин - несовершенство по степени вскрытия и несовершенство по характеру вскрытия. Несовершенная скважина по степени вскрытия - это скважина с открытым забоем, вскрывшая пласт не на всю мощность, а частично. Скважина, хотя и доведенная до подошвы пласта, но сообщающаяся с пластом только через отверстия в колонне труб, в цементном кольце или в специальном фильтре, называется несовершенной по характеру вскрытия пласта. На практике чаще всего встречаются скважины несовершенны как по степени, так и по характеру вскрытия пласта. Дебит G несовершенной скважины чаще всего меньше дебита Gc совершенной, действующей в тех же условиях, что и данная несовершенная скважина.Различают два вида несовершенства скважин - несовершенство по степени вскрытия и несовершенство по характеру вскрытия. Несовершенная скважина по степени вскрытия - это скважина с открытым забоем, вскрывшая пласт не на всю мощность, а частично (Рисунок 1.6,а). Скважина, хотя и доведенная до подошвы пласта, но сообщающаяся с пластом только через отверстия в колонне труб, в цементном кольце или в специальном фильтре, называется несовершенной по характеру вскрытия пласта (Рисунок 1.6,b). На практике чаще всего встречаются скважины несовершенные как по степени, так и по характеру вскрытия пласта. Дебит G несовершенной скважины чаще всего меньше дебита Gc совершенной, действующей в тех же условиях, что и данная несовершенная скважина.Рассмотрим применение этой формулы в случаях: фильтрационного потока от нагнетательной скважины к эксплуатационной; пласта с произвольным контуром питания, но удаленным от скважин и пласта с прямолинейным контуром питания.Пусть сток О1 и источник О2 равнодебитны, т.е. имеют одинаковые по модулю массовые дебиты G. Проведем ось 0х через точки О1 и О2 таким образом, чтобы точка О1 находилась от начала координат 0 на расстоянии а1, а точка О2 на расстоянии а2 (Рисунок 6). После подстановки получим: где r1 и r2 - расстояния любой точки пласта до стока и источника, соответственно. Среди окружностей есть одна, имеющая бесконечно большой радиус - прямая, которая делит расстояние между скважинами и всю плоскость течения пополам. Центры всех окружностей линий тока расположены на прямой, делящей расстояние между стоком и источником пополам (Рисунок 7).В большинстве практических случаев контур питания находится довольно далеко. Пусть в пласте расположена группа из n скважин (Рисунок 8) с различными дебитами Gi, забойными потенциалами pi и радиусами скважин ri. Расположение скважин задано и на достаточно большом удалении находится контур питания, форма которого неизвестна, но известен порядок расстояния rk от контура питания до группы скважин. Для определения дебитов используем формулу (2.

Содержание

Введение

1. Понятия гидродинамический совершенной и несовершенной

1.1 Гидродинамическое совершенство скважины

1.2 Понятие гидродинамической несовершенной скважины

1.3 Виды несовершенства

2. Приток жидкости к совершенной скважине. Формула Дюпюи.

2.1 Фильтрационный поток от нагнетательной скважины к эксплуатационной

2.2 Приток к группе скважин с удаленным контуром питания

2.3 Приток к скважине в пласте с прямолинейным контуром питания

2.4 Приток к скважине, расположенной вблизи непроницаемой прямолинейной границы

2.5 Приток к скважине в пласте с произвольным контуром питания

2.6 Приток к скважинам кольцевой батареи

2.7 Приток к прямолинейной батарее скважин

Задача

Заключение

Список литературы

При рассмотрении движения жидкостей и газов в пластах, представляющих собой проницаемую среду, необходимо знать характер изменения давления в точках пласта и на его границах, а особенно на стенках скважины, а также расход пластовых флюидов через какие-либо ограничивающие поверхности. При бурении это представляет интерес с позиции оценки процессов газонефтеводопроявлений, поглощений, проникновения бурового раствора в продуктивные пласты, ухудшения проницаемости при забойной зоны и др.

Рассмотрим несколько частных случаев, представляющих интерес с позиций проводки нефтяных и газовых скважин и широко используемых в различных расчетах при бурении.

При разработке нефтяных и газовых месторождений (НГМ) возникает два вида задач: 1. Задается дебит скважин и требуется определить необходимое для этого дебита забойное давление и, кроме того, давление в любой точке пласта. В данном случае величина дебита определяется значением предельной для имеющихся коллекторов депрессией, при которой еще не наступает их разрушение, или прочностными характеристиками скважинного оборудования, или физическим смыслом. Последнее означает, например, невозможность установления нулевого или отрицательного забойного давления.

2. Задается забойное давление и требуется определить дебит. Последний вид условия встречается наиболее часто в практике разработки НГМ. Величина забойного давления определяется условиями эксплуатации. Например, давление должно быть больше давления насыщения для предотвращения дегазации нефти в пласте или выпадения конденсата при разработке газоконденсатных месторождений, что снижает продуктивные свойства скважин.

Наконец, если возможен вынос песка из пласта на забой скважины, то скорость фильтрации на стенке скважины должна быть меньше некоторой предельной величины.

1. Понятия гидродинамический совершенной и несовершенной скважин скважина приток фильтрационный гидродинамический

При рассмотрении движения жидкостей и газов в пластах, представляющих собой проницаемую среду, необходимо знать характер изменения давления в точках пласта и на его границах, а особенно на стенках скважины, а также расход пластовых флюидов через какие-либо ограничивающие поверхности. При бурении это представляет интерес с позиции оценки процессов газонефтеводопроявлений, поглощений, проникновения бурового раствора в продуктивные пласты, ухудшения проницаемости призабойной зоны и др. Рассмотрим несколько частных случаев, представляющих интерес с позиций проводки нефтяных и газовых скважин и широко используемых в различных расчетах при бурении.

Пусть при бурении скважины радиусом rc, м частично (Рисунок 1, б) или полностью (Рисунок 1, в) вскрыт проницаемый пласт кругового контура радиусом Rk, м, имеющий непроницаемые кровлю и подошву и толщину h, м (Рисунок 1).

Рисунок 1. Схемы вскрытия проницаемого пласта.

В случае применимости закона Дарси для несжимаемой жидкости справедливы следующие формулы для расчета расхода при стационарной фильтрации. При большой мощности пласта (Рисунок 1, а) имеем формулу для расчета расхода на стенках скважины где рк - давление на контуре питания скважины, Па. рс - давление стенках скважины, Па.

Или

При этом для рк > рс скважина проявляет с дебитом Q, а в противном случае поглощает. При условии rc << h и незначительном заглублении (Рисунок 1, б) формула для расчета с удовлетворительной для инженерных расчетов точностью имеет вид

Аналогично при рк > рс имеет место проявление с дебитом Q, а в противном случае -поглощение.

Наконец при вскрытии пласта на всю его мощность (Рисунок 1, в), расход определяется по формуле Дюпюи

при тех же условиях.

Обычно крайне сложно задаваться радиусом контура питания. Если при его задании ошибиться в m раз, то

При условии, что радиус контура питания обычно в сотни или тысячи раз больше мощности пласта или радиуса скважины, первые члены всегда будут на порядок больше вторых членов при m = ?. Поэтому погрешности от ошибочного задания радиусом контура питания в 2-3 раза приводят к ошибкам порядка 10 %, т.е. двух-трех-кратные ошибки при задании радиусом контура питания вполне допустимы.

Все приведенные формулы могут быть использованы и для течения газов. В этом случае вместо разности давлений необходимо применять разность квадратов давлений, т.е.

а вместо объемного расхода Q определяется приведенный к стандартным условиям (например, к атмосферным давлению и температуре) объемный расход Qприв. Так, формула Дюпюи при течении газов имеет вид а для случая одномерного течения соответствующая формула была приведена выше, где в отличие от формулы для жидкости появился множитель 1/рат (где рат - атмосферное давление, Па).

Во всех рассмотренных зависимостях связь между расходом и перепадом давления можно представить в виде следующих моделей

Для жидкости Для газа

Здесь константы A и B в каждом случае имеют свой смысл, но константы А всегда содержат проницаемость среды и вязкость флюида, а константа В зависит от геометрии пористой среды, инерционных эффектов и др. Для определения указанных констант используют различные методы исследования пластов, позволяющие получать кривые ?р = f(Q), обработка которых дает возможность идентифицировать константы А и В. Основной прием обработки получаемых кривых - обработка по методу наименьших квадратов или его различные модификации.