Расчет дебитов рядов скважин в залежах нефти и газа

2.2.1. Условие задачи

Определить  закон распределения давления, градиента  давления и скорости фильтрации по длине пласта (в математическом и  графическом виде), дебит скважины, закон движения частиц жидкости и  средневзвешенное по объему порового пространства пластовое давление при  следующих исходных данных (см. табл. 2), где R_к - радиус контура питания; r_с - радиус скважины; h - толщина пласта; m - пористость; k - проницаемость; P_к - давление на контуре питания; P_с - давление на забое скважины; μ - динамическая вязкость жидкости.

Таблица 2

Исходные  данные для расчетов

Номер варианта	Pк, МПа	Pс, МПа	Rк, м	rс, м	μ, мПа·с	h, м	k, мкм2	m, %
5	9,0	6,5	1600	0,16	6,5	20	0,7	17

 

2.2.2. Решение задачи

Рис. 10. Схема плоскорадиального  потока.

1. Определим  закон распределения давления  в пласте:

 

 

 

r - текущая координата, м.

Рис. 11. График распределения давления в пласте

2. Определим  закон распределения градиента  давления в пласте:

 

 

r - текущая координата, м.

Рис. 12. График распределения градиента  давления в пласте.

3. Определим  закон распределения скорости  фильтрации в пласте:

 

 

 

r - текущая координата, м.

Рис. 13. График распределения скорости фильтрации в пласте.

4. Определим  дебит скважины:

 

 

5. Определим  закон движения жидких частиц:

 

 

r₀ - начальное положение частицы жидкости, м;

r - текущее положение частицы жидкости, м.

6. Определим  средневзвешенное по объему порового  пространства пластовое давление:

2.2.3. Выводы

• Скорость  фильтрации и градиент давления распределяются по гиперболическому закону. В призабойной  зоне пласта значения этих показателей  резко возрастают;
• Давление изменяется по логарифмическому закону. В призабойной зоне пласта давление изменяется резко, а в остальной части пласта более плавно.

2.3. Прямолинейно-параллельная  установившаяся фильтрация однородной  несжимаемой жидкости в неоднородных  пластах

2.3.1. Условие задачи

Определить  закон распределения давления, градиента  давления и скорости фильтрации по длине пласта (в математическом и  графическом виде), дебит галереи  и средний коэффициент проницаемости  для двух случаев неоднородности пласта: слоисто-неоднородного и  зонально-неоднородного - при следующих исходных данных (см. табл. 3), где L_к - длина пласта; B - ширина пласта; h - толщина пласта; P_к - давление на контуре питания; P_г - давление на стенке галереи; μ - динамическая вязкость жидкости; k₁ и k₂ - проницаемость пропластков или зон пласта; h₁ и h₂ - толщина пропластков; l₁ и l₂ - длина зон пласта.

Таблица 3

Исходные  данные для расчетов

Номер варианта	Pк, МПа	Pг, МПа	Lк, км	B, м	h, м	μ, мПа·с	k1, мкм2	k2, мкм2	Слоисто-		Зонально-
									Неоднородный
									h1, м	h2, м	l1, м	l2, м
5	9,	6,5	8,0	150	9	6,0	0,7	1,2	5	4	4,0	4,0

 

2.3.2. Решение задачи

Рис. 14. Прямолинейно-параллельный поток  в слоисто-неоднородном (а) и зонально-неоднородном (б) пластах.

 

I. Слоисто-неоднородный пласт.

1. Определим  закон распределения давления  в пласте:

 

 

x - текущая координата, м.

Рис. 15. График распределения давления в пласте

2. Определим  градиент давления в пласте:

 

Рис. 16. График распределение градиента  давления в пласте.

3. Определим  скорость фильтрации жидкости  по пропласткам:

 

 

 

 

Рис. 17. График распределения скорости фильтрации в пласте (по пропласткам).

4. Определим  дебит галереи:

 

 

 

 

 

5. Определим  средний коэффициент проницаемости:

 

 

II. Зонально-неоднородный пласт.

1. Определим  давление на границе двух зон:

 

 

2. Определим  закон распределения давления  по зонам:

 

 

 

 

Рис. 18. График распределения давления в пласте (по зонам).

2. Определим  градиент давлений по зонам:

 

 

Рис. 19. График распределения градиента  давления в пласте (по зонам)

3. Определим  скорость фильтрации в пласте  по зонам:

 

 

 

Рис. 20. График распределения скорости фильтрации в пласте.

4. Определим  дебит галереи:

 

 

5. Определим  средний коэффициент проницаемости:

2.3.3. Выводы

• В случае слоистой неоднородности градиент давления постоянен в каждом из пропластков, скорость фильтрации по пропласткам различается - чем выше проницаемость пропластка, тем выше скорость фильтрации жидкости. Давление распределяется линейно по всей длине пласта. Дебит галереи определяется по принципу суперпозиции для всех пропластков.
• В случае зональной неоднородности пласта давление распределяется линейно в каждой из зон. Градиент давление неодинаков - чем выше проницаемость зоны, тем ниже градиент давления в ней. Скорость фильтрации и дебит по зонам одинаковы, что соответствует условию неразрывности потока.

2.4. Плоскорадиальная  установившаяся фильтрация однородной  несжимаемой жидкости в неоднородных  пластах

2.4.1. Условие задачи

Определить  закон распределения давления, градиента  давления и скорости фильтрации по длине пласта (в математическом и  графическом виде), дебит скважины и средний коэффициент проницаемости  для двух случаев неоднородности пласта: слоисто-неоднородного и  зонально-неоднородного - при следующих исходных данных (см. табл. 4), где R_к - радиус контура питания; r_с - радиус скважины; h - толщина пласта; P_к - давление на контуре питания; P_с - давление на забое скважины; μ - динамическая вязкость жидкости; k₁ и k₂ - проницаемость пропластков или зон пласта; h₁ и h₂ - толщина пропластков; r' - радиус границы между первой и второй зонами пласта.

Таблица 4

Исходные  данные для расчетов

Номер варианта	Pк, МПа	Pс, МПа	Rк, м	rс, м	h, м	μ, мПа·с	k1, мкм2	k2, мкм2	Слоисто-		Зонально-
									Неоднородный
									h1, м	h2, м	r', м
5	9,0	6,5	1600	0,16	9	6,0	0,7	1,2	5	4	900

 

2.4.2. Решение задачи

Рис. 21. Плоскорадиальный поток в  слоисто-неоднородном (слева) и зонально-неоднородном (справа) пластах.

I. Слоисто-неоднородный пласт.

1. Определим  закон распределения давления  в пласте:

 

 

 

r - текущая координата, м.

Рис. 22. График распределения давления в пласте

2. Определим  закон распределения градиента  давления в пласте:

 

 

r - текущая координата, м.

Рис. 23. График распределения градиента  давления в пласте.

3. Определим  закон распределения скорости  фильтрации в пласте:

 

 

 

r - текущая координата, м.

 

 

 

r - текущая координата, м.

Рис. 24. График распределения скорости фильтрации (по пропласткам).

4. Определим  дебит скважины:

 

 

 

5. Определим  средний коэффициент проницаемости:

 

 

II. Зонально-неоднородный пласт.

1. Определим  давление на границе двух зон:

 

 

 

 

2. Определим  закон распределения давления  в пласте по зонам:

 

 

 

r - текущая координата, м.

 

 

 

r - текущая координата, м.

Рис. 25. График распределения давления в пласте по зонам.

3. Определим  закон распределения градиента  давления в пласте по зонам:

 

 

r - текущая координата, м.

 

 

r - текущая координата, м.

Рис. 26. Распределение градиента давления в пласте (по зонам)

4. Определим  закон распределения скорости  фильтрации в пласте по зонам:

 

 

 

r - текущая координата, м.

 

 

 

r - текущая координата, м.

Рис. 27. Распределение скорости фильтрации в пласте (по зонам)

5. Определим  дебит скважины:

 

 

6. Определим  средний коэффициент проницаемости:

 

 

2.4.3. Выводы

• В случае слоистой неоднородности градиент давления одинаков в обоих пропластках, скорость фильтрации выше в пропластке с более высокой проницаемостью. Давление распределяется по общему закону для обоих пропластков. Дебит  может быть найден по принципу суперпозиции всех пропластков.
• В случае зональной неоднородности давление распределяется по разным законам в разных зонах. График градиента давления имеет разрыв на границе различных зон. Градиент давления увеличивается на переходе из менее проницаемой зоны в более проницаемую. График скорости фильтрации не имеет разрыва, а дебит постоянен в обеих зонах, что соответствует условию неразрывности потока.

 

3. Заключение

В конце работы можно сделать вывод о том, что определение дебитов рядов  скважин производим, рассматривая ряды скважин как галереи, но при этом вводим поправку в виде некоторого коэффициента.

Имея приведенный  контур питания, все расчеты строим из условия одножидкостной системы, поэтому расчетные формулы для  водонапорного и газонапорного  режимов полосообразной залежи с  односторонним напором будут  одинаковыми.

Дебиты скважин  определяем для тех же схем их размещения, которые уже рассмотрены в  первой главе.

Так как условия  отбора жидкости из скважин могут  быть разными, то определение дебитов  выводим для двух основных условий  работы скважин, а именно:

1. при постоянном предельном давлении на забое во всех скважинах;
2. при постоянном предельном отборе и предельном давлении на забоях скважин.

Дебиты определяем для гидродинамически совершенных  скважин.

В данной курсовой работе были рассмотрены прямолинейно-параллельные и плоскорадиальные одномерные фильтрационные потоки несжимаемой жидкости в однородных и неоднородных пластах. Установлены  зависимости распределения давления, градиента давления, скорости фильтрации в пласте.

По результатам  проделанной работы делаем вывод, что  каждую скважину нельзя рассматривать  в отдельности, без учета действия на не других скважин и самого пласта.

 

4. Список использованной  литературы

1. Крылов  А.П. Научные основы разработки нефтяных месторождения / А.П. Крылов, М.М. Глоговский, М.Ф. Мирчинк, Н.М. Николаевский, И.А. Чарный. —М., Ижевск: АНО Институт компьютерных исследований, 2004. -416 с.
2. Гиматудинов Ш.К. Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений // Добыча нефти. -М.: Недра, 1983. -456 с.
3. Щелкачев В.Н. Подземная гидравлика / В.Н. Щелкачев, Б.Б. Лапук. - М., Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. – 736 с.
4. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. -  М.: Недра, 1986. – 332с.
5. Рогачев М.К. Подземная гидромеханика // Лабораторный практикум. 
   –СПб.: СПГГИ(ТУ), 2006. -84 с.
6. Рогачев М.К. Подземная гидромеханика // Методические указания к лабораторной работе. –СПб.: СПГГИ(ТУ), 2011. -90 с.