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

20 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

7442. Технико-экономический проект развития ГТС 219 KB
  Технико-экономический проект развития ГТС Вариант № 08 Задание: На районированной городской телефонной сети с узлами входящих сообщений (УВС) планируется ввод в действие станции в одном из узловых районов. Исходные данные по ёмкости проектируе...
7443. Аналіз проходження сигналів в лінійному електричному колі спектральним методом 234 KB
  Аналіз проходження сигналів в лінійному електричному колі спектральним методом Основна мета роботи Основна мета роботи - засвоєння спектрального метода аналізу процесів шляхом розв‘язку задачі по визначенню реакції лінійного електричного ...
7444. Изучение устройства и работы компрессионных колец двигателя ЗМЗ-406 444 KB
  ВВЕДЕНИЕ Целью работы является изучение устройства и работы компрессионных колец двигателя ЗМЗ-406, а также их взаимодействие с деталями КШМ. Определить изнашиваемые и разрушающиеся поверхности, виды трения и износа. Изучить, как проводится восстано...
7445. Административно-правовое регулирование реализации прав, свобод и обязанностей граждан 206 KB
  Административно-правовое регулирование реализации прав, свобод и обязанностей граждан ПЛАН Введение Понятие и механизм административно-правового регулирования. Административно-правовое обеспечение прав и свобод граждан. Администрат...
7446. Система управленческого учета на предприятии ЗАО Мензелинский хлебозавод 201 KB
  Система управленческого учета на предприятии ЗАО Мензелинский хлебозавод ВВЕДЕНИЕ Переход к рыночным отношениям совершенно по-иному определяет место предприятия экономике. Эффективность его работы во многом зависит от управленческой деятельности, об...
7447. Расчет параметров и изучение структуры гидропривода агрегатного станка 359 KB
  ЗАДАНИЕ на курсовую работу по дисциплине: Гидравлика Тема проекта: Расчет параметров и изучение структуры гидропривода агрегатного станка Технические условия: диаметры трубопроводов гидролиний dтр=12 мм нагрузка на агрегатную головку в период рабоч...
7448. Исследование имиджа фирмы The Coca-Cola Company 89.9 KB
  Введение В современных рыночных условиях функционирует множество организаций, часть из которых является лидерами рынка, другие же распадаются, не выдержав конкуренции. Именно конкуренция заставляет организации бороться за право существования на рынк...
7449. Марковские модели систем 114.79 KB
  Марковские модели систем Введение Основные понятия теории Марковских цепей ввел А.А. Марков в 1907г. С тех пор эту теорию развивали многие ведущие математики. В последнее время обнаружилась важная роль цепей Маркова в биологических и социологических...
7450. Финансовые проблемы формирования и использования оборотных средств предприятия 241 KB
  Финансовые проблемы формирования и использования оборотных средств предприятия ВВЕДЕНИЕ Оборотные средства являются одной из составных частей имущества предприятия. Состояние и эффективность их использования - одно из главных условий успешной деятел...