11452

Исследование скважин методом последовательной смены установившихся притоков

Лабораторная работа

География, геология и геодезия

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1 Исследование скважин методом последовательной смены установившихся притоков. Целью данного исследования скважин является определение коэффициента продуктивности скважин гидропроводности и проницаемости призабойной части пласта. В з

Русский

2013-04-08

750 KB

24 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Исследование скважин методом последовательной смены

установившихся притоков.

Целью данного исследования скважин является определение коэффициента продуктивности скважин, гидропроводности и проницаемости призабойной части пласта.

В зависимости от коллекторских свойств продуктивного горизонта через 3-5 дней установившейся работы группы скважин с постоянными дебитами и забойными давлениями (динамическими уровнями) изменяется режим работы исследуемой скважины и через 3-45 дней измеряются ее новый дебит и забойное давление. Режим работы исследуемой скважины считается установившимся, если ее дебит и забойное давление не изменяются во времени. Получение исходных данных сводится к замерам дебитов и забойных давлений при последовательной смене 3-х – 4-х режимов установившихся притоков к забою исследуемой скважины. Технология измерения дебита и замера забойного давления в работающей скважине зависит от способа ее эксплуатации. В фонтанных и компрессорных скважинах забойное давление замеряют с помощью глубинных манометров. Дебит фонтанных скважин изменяется сменой  штуцера. Смена режимов работы газлифтных скважин достигается изменением расхода рабочего агента или созданием соответствующих противодавлений на устье.

В скважинах, эксплуатируемых глубинно-насосным способом, изменение дебита производят сменой длины хода полированного штока или изменением числа качаний, а так же путем спуска в скважину насоса другого диаметра.  Забойное давление в глубинно-насосных скважинах, как правило, определяют с помощью эхолотов (волномеров).

 ТЕОРИЯ.

Стационарный приток жидкости в скважину при выполнении закона фильтрации Дарси описывается уравнением притока:

  , (1)

где      -  объемный дебит скважины;

       -  депрессия на пласт;

           -  коэффициент пропорциональности (коэффициент продуктивности скважин).

 

Дебит скважины, с другой стороны, описывается уравнением Дюпюи:

 ,    (2)

              где   k   - проницаемость пласта;  

         h  - толщина пласта;       

         - вязкость жидкости;

        Рпл  - пластовое давление    

        Рс   -  забойное давление в скважине  

         -  половина расстояния между исследуемой и соседними скважинами (среднее значение);

        rп  -  приведенный радиус скважины.

Так как , из сопоставления (1) и (2) следует:

  ,  (3)

где  - гидропроводность пласта,   .

Если по данным исследования скважины построить зависимость ее дебита от забойного давления (индикаторную линию), то коэффициент продуктивности можно вычислить по формуле (рис.1):

      .  (4)

 

Действительно, из (1) следует: q1 = cPkcPc1;  q2 = cPkcPc2.

Тогда   q2q1=cPc1cPc2=c(Pc1Pc2).

Когда забойное давление фиксируется с помощью эхолота, то индикаторная линия соответственно строится в другом виде (рис.2) и формула для вычисления коэффициента продуктивности принимает вид         

             (5)

где  - среднее значение плотности жидкости в затрубном пространстве скважины,

        g   - гравитационное ускорение,

        Н  - Расстояние от устья до уровня жидкости в затрубном пространстве скважины.

Определив коэффициент продуктивности, зная приведенный радиус скважины и расстояние от нее до контура питания, можно вычислить гидропроводность пласта:

  .

Затем рассчитывается проницаемость призабойной зоны пласта:

   ,

где  - вязкость жидкости, фильтрующейся в пласте,

   h  - эффективная толщина пласта.

Для установившегося режима течения жидкости к скважине в круговом пласте формулу Дюпеи можно представить в следующем виде:

   .  (6)

В формуле (6) Р – давление в пласте на расстоянии r от оси скважины.

Из (6) легко получить зависимость давления в пласте от расстояния до оси скважины:

   (7)

Соответственно для распределения уровней жидкости в пьезометрических скважинах, в зависимости от расстояния их от добывающей, формула (7) принимает вид

   (8)

где  Н – глубина от устья до уровня жидкости в пьезометрической скважине, находящейся на расстоянии r от оси добывающей скважины.

Подставим (7) в выражение для дебита:

    (9)

и получим   (10)

или  (11)

В тех случаях, когда нарушается линейный закон фильтрации Дарси (большие дебиты, трещиноватость пласта), зависимость притока жидкости в скважину от давления на её забое получается на графике в виде кривой. Для обработки таких кривых обычно используют двучленную формулу

 P = Aq+Bq2,   (12)

 где    .

Поделив правую и левую части формулы (9) на q,получим уравнение прямой линии в координатах (P/q, q):

                             DRыN HOME OFFICE 2002     4

                                (13)

Поэтому при обработке фактических данных при нарушениях линейного закона фильтрации Дарси строится графическая зависимость отношения P/q от дебита скважины q (рис.3) и по величине отрезка А, отсекаемого на оси ординат определяется коэффициент продуктивности скважины:

  .

Следует иметь в виду, что в реальных промысловых условиях индикаторная линия может искривляться из-за снижения давления на забое скважины ниже давления насыщения. Для обработки таких кривых следует использовать специальные методы [1,2,3], учитывающие фильтрацию газированной жидкости в призабойной зоне скважины.

 

К искривлению индикаторных линий приводит так же изменение работающей мощности пласта в ходе проведения исследований, когда неработающие малопродуктивные пропластки при больших депрессиях на пласт дают дополнительный приток жидкости. В этих случаях необходимо провести дополнительно исследования с помощью дебитометра при различных режимах работы скважины.

Описание работы установки.

Лабораторная работа по исследованию скважин методом установившихся отборов производится на установке (рис.4), в которой цилиндрический пласт (рис.5) заменен параболической моделью (рис.6). Необходимость такой замены связана с тем, что параболическая модель значительно легче в изготовлении и более компактна, чем круговая модель.

 

 

При моделировании должны соблюдаться критерии подобия. Одним из критериев подобия кругового пласта является отношение

                                    .

В промысловых условиях за Rk принимают обычно половину расстояния между скважинами. Тогда величина 1 для реальных пластов будет составлять примерно 1500 – 3000. Таким образом, если в лабораторной модели кругового пласта rп0,03м, то Rк = 4,5 – 9,0 м, то есть модель получилась бы чрезвычайно громоздкой. Создать модель пласта со скважиной меньшего радиуса целесообразно, так как в ней будут проявляться капиллярные эффекты.

Круговая модель пласта обладает и другим серьезным недостатком. В ходе ее эксплуатации песчаная набивка переуплотняется и между кровлей модели и пластом образуются пустоты (каверны). Такой пласт уже относится к другому типу коллектора с иными законами фильтрации.

Площадь фильтрации в параболической и круговой моделях меняются по одному и тому же закону. В круговой модели пласта площадь фильтрации равна:

                                ,

 где    Sф – площадь фильтрации, м2,

        Ri – расстояние от центра скважины до

           площади фильтрации, м;

           h – толщина пласта, м.

В параболической модели площадь сечения, перпендикулярная ее оси, является площадью фильтрации. Площадь сечения параболоида, перпендикулярная его оси, прямо пропорциональна расстоянию от вершины параболоида до этой площади.

              Усеченная вершина параболоида – это аналог скважины, поэтому в параболической модели, как и в круговой, площадь фильтрации прямо пропорциональна расстоянию до скважины.

Таким образом, и в той и в другой модели фильтрационные сопротивления меняются по одному и тому же закону, что позволяет провести описанную выше замену.

Для контроля за распределением давления в модели сделаны отводы на разных расстояниях от вершины параболоида. К каждому отводу подключены два пьезометра, которые выведены на лицевой щит лабораторной установки. Расстояния, на которых сделаны эти отводы, представлены в таблице 1.

Каждый студент бригады при проведении лабораторной работы получает свой вариант исходных данных для проведения последующих вычислений.

Скважина в лабораторной установке моделируется с помощью центрального пьезометра и сливного крана. Сливной кран позволяет регулировать дебит жидкости в установке.

Пьезометры

Расстояние от оси эксплуатационной скважины, м

Вариант 1

Вариант2

Вариант3

Вариант4

Вариант5

Скважина

0,0055

0,0011

0,00275

0,0018

0,00137

1

0,034

0,0058

0,017

0,011

0,0085

2

0,065

0,013

0,0325

0,022

0,0162

3

0,188

0,0374

0,094

0,063

0,047

4

0,498

0,0996

0,249

0,166

0,125

5

0,631

0,1262

0,3155

0,210

0,1578

Контур

питания

0,800

0,16

0,400

0,267

0,200

Постоянное давление на контуре питания в модели пласта поддерживается с помощью сосуда Мариотта (рис.7). На выходе из сосуда давление постоянно и равно:

  ,

где Рв – давление на выходе из сосуда Мариотта, Па;

       в – плотность воды, кг/м3;

       Рат – атмосферное давление, Па.

                                             DRыN HOME OFFICE 2002     7

Давление на выходе из сосуда будет постоянным до того момента, пока уровень жидкости в нём не упадет ниже конца вставленной в него трубки.

            ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ.

Лабораторная работа содержит три задачи:

  1.  Исследовать скважину методом смены установившихся притоков.

Построить индикаторную кривую, определить коэффициент

продуктивности скважины.

  1.  Определить коэффициент гидропроводности пласта и

проницаемость пласта, принимая значения вязкости воды и толщины пласта из табл. 2:

ВАРИАНТ

Вязкость воды, мПАс

Толщина пласта, м

1

1,1

0,011

2

1,3

0,013

3

1,2

0,016

4

1,4

0,012

5

1,5

0,014

  1.  Построить фактическое и расчетное (по формуле(11)) распределения уровней жидкости в пьезометрах при максимальном дебите скважины в зависимости от расстояния до центра скважины (табл.1).

   При выполнении работы необходимо проверить все режимы при

установившемся режиме фильтрации, которое достигается через 10 – 15 минут после изменения дебита скважины. Замер дебита вытекающей из скважины жидкости производится с помощью мензурки и секундомера не менее 3 – х раз.

Результаты замеров заносятся в табл. 3 и 4. Графики выполняются на миллиметровой бумаге.

         Таблица 3.

Результаты исследования скважин

режима

Динамический уровень в скв-не

Количество отобранной жидкости

Время

замера

Дебит

скважины

Среднее значение дебита скважины

Примеч.

м

м3

С

м3

м3

1

50 мл

50 мл

50 мл

2

50 мл

50 мл

50 мл

3

50 мл

50 мл

50 мл

Пьезометры

Расстояние от оси скважины до пьезометра, м

Пьезометрические уровни

На модели,  м

Расчет,   м

Скважина

0,0018

1

0,011

2

0,022

3

0,063

4

0,166

5

0,210

Пьезометр

на контуре питания

0,267


 

  

.

4


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17323. Создание XML-документов в .NET 123.45 KB
  Лекция 9. Создание XMLдокументов в .NET План 1. Использование класса XmlWriter запись потоков данных Xml 2. Использование DOM в .Net 2.1. Чтение XMLдокумента с помощью XmlNodeList 2.2. Вставка элементов узлов в XML документ 3. Обработка атрибутов 3.1. Извлечение атрибутов с помощью XmlRead...
17324. Элементы функционального программирования в C# 115.85 KB
  Лекция 10. Элементы функционального программирования в C План 1. Элементы функционального программирования в C 2. Делегаты 3. Лямбдавыражения и лямбдафункции 1. Элементы функционального программирования в C Даже из названия функциональное программирован...
17325. Язык LINQ 145.16 KB
  Лекция 11. Язык LINQ План 1. Основы языка LINQ 2. LINQ: обобщения и интерфейсы 3. Основные операции запроса 4. Преобразования данных с LINQ 5. Связи типов в операциях запроса 6. Синтаксис запроса или синтаксис метода 1. Основы языка LINQ Language Integrated Query LINQ проект Microsoft по ...
17326. LINK to SQL 251.7 KB
  Лекция 11. LINK to SQL 10.1.2.1. Общие сведения После ознакомления с основными аспектами работы с запросами в C можно рассмотреть конкретный тип поставщика LINQ LINQ to SQL. Отображение реляционных данных на объектную модель всегда было одной из наиболее сложных проблем при построе...
17327. ПАРАДИГМИ ПРОГРАМУВАННЯ 3.17 MB
  ПАРАДИГМИ ПРОГРАМУВАННЯ Конспект лекцій 8.080401: Інформаційні управляючі системи та технології Освітньокваліфікаційний рівень магістр ТЕМА 1. ПАРАДИГМА ІМПЕРАТИВНОГО ПРОГРАМУВАННЯ Лекція 1. Огляд парадигм програмування 1.1 Базові поняття і визначення Перш ...
17328. ПРЕДМЕТ І ЗАВДАННЯ КУРСУ ПОЛІТЕКОНОМІЇ 85.5 KB
  ПРЕДМЕТ І ЗАВДАННЯ КУРСУ ПОЛІТЕКОНОМІЇ 1. Предмет курсу Економічне життя суспільства є надзвичайно багатогранним. Його вивчає система економічних наук які включають науки про загальні закони економічного розвитку галузеві економічні науки науки що розглядають конкр...
17329. ЕКОНОМІЧНА ДУМКА СТАРОДАВНЬОГО СВІТУ ТА СЕРЕДНЬОВІЧЧЯ. МЕРКАНТИЛІЗМ 263.5 KB
  ЕКОНОМІЧНА ДУМКА СТАРОДАВНЬОГО СВІТУ ТА СЕРЕДНЬОВІЧЧЯ. МЕРКАНТИЛІЗМ Історія економічної думки бере свій початок у глибокій давнині. Уже первісні люди мали якісь зачатки господарських знань котрі були результатом осмислення виробничого досвіду. З розвитком сус
17330. КЛАСИЧНА ШКОЛА ПОЛІТИЧНОЇ ЕКОНОМІЇ 220 KB
  КЛАСИЧНА ШКОЛА ПОЛІТИЧНОЇ ЕКОНОМІЇ Розвиток капіталістичних відносин спричинив занепад меркантилізму передовсім в Англії найбільш економічно розвинутій країні. Інтереси буржуазії переміщуються зі сфери обігу у сферу виробництва. На перший план виходить проми
17331. ЕВОЛЮЦІЯ КЛАСИЧНОЇ ПОЛІТИЧНОЇ ЕКОНОМІЇ В ПЕРШІЙ ПОЛОВИНІ ХІХ СТОЛІТТЯ. ЗАВЕРШЕННЯ КЛАСИЧНОЇ ТРАДИЦІЇ 309 KB
  Еволюція класичної політичної економії в першій половині ХІХ століття. завершення класичної традиції Класична школа політичної економії започаткована Адамом Смітом і Давидом Рікардо справила великий вплив на дальший розвиток економічної науки та формуванн...