Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Четвертая основная граничная задача фильтрации






    Оценка параметра и ОП качества вскрытия продуктивного пласта

    ( пласт неоднородный k = var)

     

     

    В том случае, когда приствольная зона скважины представляет собой область непрерывного изменения проницаемости , уравнение неразрывности (3.57) видоизменится:

    . (3.72)

    Для удаленной части пласта распределение давления соответствует решению (3.51), а для приствольной зоны путем интегрирования (3.56) находим

    . (3.73)

    Примем закономерность изменения проницаемости в области в виде

    ,  

    где – проницаемость удаленной части пласта, т. е. при

     

    – проницаемость стенки скважины .
    После подстановки в (3.73), интегрирования и определения постоянных из граничных условий (3.68) получим следующее решение задачи:

     

     

    где , а расход вычисляется по обобщенной формуле Дюпюи (3.65), в которой приведенный радиус скважины надо принять

    .  


    Используя сходство этой формулы с формулой (3.70), легко найти
    параметр , исходя непосредственно из формулы (3.71):

     

    Пусть, например, при бурении проницаемого интервала
    на стенке скважины сформирована глинистая корка проницаемостью , т. е. и . Принимая и , получим

    и ,
    т. е. поглощение фильтрата бурового раствора уменьшится более чем в 2 раза.

     

    5. Плоская фильтрация в вертикально-трещиноватом пласте

    Если пласт содержит упорядоченную систему трещин, то в нем благодаря анизотропии проницаемости плоско-радиальный характер фильтрации не будет иметь место (см. разд. 2).

    Рассмотрим случай, когда одно из главных направлений анизотропии Ox3 совпадает с направлением оси скважины Oz (например, упорядоченная система вертикальных трещин в вертикальной скважине). Тогда два других главных направления анизотропии Ох1 и Ох2 расположены в плоскости , т. е. параллельно кровле и подошве пласта. При заданных однородных граничных условиях в скважине и на поверхности питания (3.55) фильтрация будет плоской, так как , но не радиальной. В плоскости х1х2 имеют место обобщенный закон Дарси [см. формулу (2.40)]

    ,  

    и соответствующее ему уравнение неразрывности [см. формулу (2.42)]

    . (3.74)

    Как было сказано в разд. 2, введением новой системы координат

    (3.75)

    уравнение (3.74), заданное в анизотропной плоскости х1х2, преобразуется в уравнение Лапласа

    . (3.76)


    для изотропной плоскости , проницаемость которой

     


    Принимая скважину в качестве источника (или стока) интенсивностью , получим, аналогично (3.62), поле давления

     

    . (3.77)

    где , – радиус контура питания в плоскости . Отсюда следует, что эквипотенциальной поверхностью являются: окружность в плоскости и эллипс в плоскости х1х2, где – полуоси эллипса.

    Это означает, что контуром питания (где ) в анизотропном пласте может быть только эллипс

    (3.78)

    Согласно (3.59) этому эллипсу в плоскости соответствует окружность . В то же время окружность преобразуется в эллипс

    (3.79)

    Поэтому в строгой постановке первая основная граничная задача формулируется так: найти решение уравнения (3.76), удовлетворяющее условию в точках эллипса (3.79) и условию на окружности .

    Однако для определения расхода ‚ достаточно хорошее приближение получается, если эллипс (3.79) заменить эквивалентной окружностью радиуса

    . (3.80)

    Используя в (3.61) условие при получим

    . (3.81)


    Если истинный эллиптический контур питания (3.78) заменить условным – окружностью радиуса

    (3.82)


    то, выразив через и подставив полученное выражение и соотношение (3.80) в (3.81) придем к обычной формуле Дюпюи (3.65), в которой , а приведенный радиус скважины, приведенные коэффициенты гидропроводности и продуктивности надо принять равными:

     

    (3.83)

    где

    . (3.84)

    Отсюда следует, что при прочих равных условиях в анизотропном пласте расход жидкости выше, чем в изотропном пласте эквивалентной гидропроводности .

     

    В нижеследующей таблице приведены значения при нескольких параметрах анизотропии и .

          102 103 104
    1, 03 1, 05 1, 15 1, 21 1, 50 2, 05

    Видно, что влияние анизотропии заметно при больших отношениях .

    6. Определение расхода в неоднородном анизотропном пласте

    Если после вскрытия пласта проницаемости и в приствольной зоне скважины изменились и стали равными и то возникает задача об определении расхода в неоднородном анизотропном пласте. Приближенное решение этой задачи может быть без труда найдено при следующих условиях:

    главные направления проницаемостей в приствольной зоне и удаленной части пласта совпадают;

    границей раздела областями является эллипс

    (3.85)

    где – радиус границы раздела в преобразованной плоскости .

    Обозначим давление на общей границе через и рассмотрим каждую из областей независимо друг от друга.

    Так как подобным эллипсам (3.78) и (3.85) в плоскости соответствуют концентрические окружности и , то для удаленной части пласта имеем [см. формулу (3.81)]

    , (3.86)


    где –приведенная гидропроводность удаленной части пласта. Рассматривая приствольную зону скважины, замечаем, что здесь преобразование системы координат х1х2 в осуществляется с помощью другого параметра анизотропии , т. е.

     


    Следовательно, границы этой области: эллипс (3.69) и окружность преобразуются в эллипсы с соответствующими полуосями

     

    Заменив эти эллипсы эквивалентными окружностями, радиусы которых равны

    (3.87)

    получим приближенную формулу для расхода жидкости

    , (3.88)


    где – приведенная гидропроводность призабойной части пласта.

    Определив из равенства правых частей (3.86) и (3.88), после преобразования получим следующую обобщенную формулу Дюпюи:

    , (3.89)

    где

    .  

    Видно, что при и имеем , т. е. влияние анизотропии исчезает, если призабойная зона скважины в результате кольматации приобрела свойства изотропной среды. Аналогичный результат имеет место при и , что возможно, например, при гидроразрыве изотропного пласта. Отсюда следует вывод гидроразрыв гранулярного коллектора в ПЗ не может привести к заметному росту продуктивности скважины. Его положительная роль сводится к разрушению зоны кольматации и тем самым восстановлению потенциальной продуктивности пласта. Только при гидроразрыве анизотропного пласта, когда , продуктивность скважины может быть увеличена.

    7. Несовершенное вскрытие пластов

    Фильтрация, отличная от плоско-радиальной, возникает и в том случае, когда пласт вскрыт не на всю мощность, а частично или часть пласта перекрыта обсадной колонной, или связь пластовой и скважинной жидкостей осуществляется через перфорационные отверстия в колонне.

    В этих случаях говорят о несовершенном вскрытии пласта и задают граничное условие лишь на открытой части поверхности , а на остальной условие непроницаемости . Течение жидкости в таких условиях вблизи скважины пространственно, и, естественно, решение задачи фильтрации усложняется.

    Известны различные приближенные аналитические решения этих задач и экспериментальные исследования на моделях, учитывающие тот или иной вид несовершенства вскрытия пласта.

    Общий вывод, который следует из полученных решений, сводится к тому, что расход жидкости и в этих случаях вычисляется по обобщенной формуле Дюпюи (3.49), где приведенный радиус скважины

    , (3.90)

    здесь – показатель фильтрационного сопротивления, связанный с несовершенством вскрытия пласта.

    Отношение расхода жидкости при несовершенном вскрытии к расходу при совершенном вскрытии пласта в тех же условиях определяют аналогично параметру ОП [см. формулу (3.66)]

    коэффициент сопротивления:

    . (3.50)

     

    (3.91)

    В общем случае где и – показатели сопротивления, обусловленные несовершенством по степени и характеру вскрытия пласта. Для случая вскрытия части пласта Маскет, используя метод источников, нашел, что при показатель несовершенства по степени вскрытия можно определить по формуле

    . (3.50)

     

    (3.91)

     

    Здесь ,


    где – гамма-функция (известная, табулированная функция); .

     

    Представление о функции и показателе дает табл. 3.

     

    Таблица 3

    0, 9 0, 8 0, 7 0, 6 0, 5 0, 4 0, 3 0, 2
    0, 43 0, 84 1, 38 2, 04 2, 93 4, 33 7, 1 13, 11
      0, 16 0, 47 0, 91 1, 52 2, 35 2, 62 5, 35 8, 1
      0, 24 0, 65 1, 21 1, 98 3, 04 3, 65 6, 87 10, 87
      0, 41 1, 05 1, 89 3, 05 4, 66 6, 07 10, 63 17, 39
      0, 49 1, 22 2, 19 3, 52 5, 35 7, 11 12, 24 20, 08

     

    Например, при Rc = 0, 1 м, h = 20 м, h1 = 10 м, согласно таблице при h / Rc =200 и h1 =0, 5, получим С1= 3, 35, что при соответствует коэффициенту сопротивления КС = 0, 65.

     

    Существенное значение в этой задаче могут иметь различные проницаемости вдоль пласта и в направлении, перпендикулярном к пласту , т. е. анизотропия проницаемости. Доказано, что учесть этот фактор можно, если заменить истинную мощность пласта приведенной .

     

    Если, например, , то по данным предыдущего примера имеем , и, согласно формулам, и .

     

    Несовершенство по характеру вскрытия имеет место, когда связь со скважиной осуществляется через круглые или щелевые отверстия в обсадной колонне. В этом случае показатель несовершенства может быть вычислен по следующим приближенным формулам:

     

    (3.50)

     

    (3.93)


    где – открытая часть поверхности колонны; – диаметры перфорационных отверстий и скважины; т — число рядов щелей.

     


    Рис. 3.5 Схема призабойной зоны скважины с искусственным фильтром

     

    Рис. 3.6 Зависимость показателя снижения фильтрационного сопротивления от величины дополнительной зоны фильтрации при h / Re = 15: 1 2, 3 соответственно при Rф / Rc = 8; 5; 3.

     

     

    Рис. 3.7Зависимость показателя снижения фильтрационного сопротивления от мощности пласта и радиуса фильтра при l / Rф = 2: 1, 2, 3 соответственно

    при Rф / Rc = 8; 5; 3

     

    Приведем решение задачи, когда приствольная зона скважины оборудована искусственным фильтром (2)высотой и проницаемостью , отличной от проницаемости пласта (1)(рис. 3.5).

    Приведенный радиус в этом случае

    , (3.94)

    где – параметр «скин-эффекта» [см. формулу (3.71)]; показатель снижения сопротивления, обусловленный наличием дополнительной зоны ; φ – функция безразмерных параметров , , .

    На рис. 3.6 показаны графики зависимости φ от при трех значениях отношения и . Из него следует, что с увеличением функция быстро растет до асимптотического значения, которое наступает при . Это доказывает нецелесообразность установки фильтра высотой больше чем .

    Влияние мощности пласта на φ иллюстрируется графиками на рис.3.7 при тех же значениях и .






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.