39478

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАЗРАБОТКИ ОДНОРОДНОГО ПЛАСТА НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ НЕПОРШНЕВОГО ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ ВОДОЙ В УСЛОВИЯХ ЖЕСТКОГО ВОДОНАПОРНОГО РЕЖИМА

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Для большинства пластов при вытеснении из них нефти водой характерно возникновение в порах раздробленных диспернированных глобул нефти. В местах пористых сред где путь движению нефти преграждается плотными скоплениями зерен породы в тупиковых зонах в поровых ловушках остаточная нефть сохраняется в виде неподвижных глобул не извлекаемых из пористой среды даже при ее бесконечной промывки. Возникновению неподвижных глобул способствуют также различие вязкостей нефти и воды и наличие у нефти неньютоновских свойств.

Русский

2013-10-04

197.5 KB

35 чел.

PAGE  12

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕНРСИТЕТ

Нефтетехнологический факультет

Кафедра "Физики"

Курсовая работа по дисциплине

"Теория многокомпонентной фильтрации"

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАЗРАБОТКИ ОДНОРОДНОГО ПЛАСТА НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ НЕПОРШНЕВОГО ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ ВОДОЙ В УСЛОВИЯХ ЖЕСТКОГО ВОДОНАПОРНОГО РЕЖИМА

(ПРЯМОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ)

Вариант №

Выполнил:    студент         курса,_____________(группа)

__________________________________________________(фамилия, и. о.)

Проверил:  _____________________________

Оценка:_________________________________ «__________» 2010 г.

Самара 2010

Оглавление


  1.  Введение

Огромное значение при разработке месторождений углеводородов имеет понимание процессов, происходящих с течением времени в разрабатываемых пластах.

Одним из таких процессов является процесс заводнения и чтобы прогнозировать показатели разработки необходимо помимо модели самого плаcта, использовать также гидродинамическую модель процесса заводнения пласта и затем применительно к конкретной системе разработки – расчетную схему для месторождения в целом или его элемента.

Для большинства пластов при вытеснении из них нефти водой характерно возникновение в порах раздробленных, диспернированных глобул нефти. В местах пористых сред, где путь движению нефти преграждается плотными скоплениями зерен породы (в тупиковых зонах в поровых ловушках), остаточная нефть сохраняется в виде неподвижных глобул, не извлекаемых из пористой среды даже при ее бесконечной промывки. Возникновению неподвижных глобул способствуют также различие вязкостей нефти и воды и наличие у нефти неньютоновских свойств. Диспернирование нефти в пористых средах происходит недалеко от фронта вытеснения, позади него, где находятся одновременно нефть  вода, так что за водный период из образцов рассматриваемых пористых сред добывают небольшое количество нефти. В таких случаях для описания процесса вытеснения нефти водой используют модель поршневого вытеснения.

Если в пористой среде содержится сравнительно небольшое число тупиковых зон в единице объема, то нефть, будучи даже раздробленной позади фронта вытеснения ее водой, продолжает двигаться в этой среде и извлекаться из нее по мере закачки в образец воды. Существенное значение для разработки здесь имеет водный период добычи нефти, в течение которого в пористой среде происходит совместная (двухфазная) фильтрация нефти и воды. Для расчета показателей разработки в этом случае используется модель непоршневого вытеснения нефти водой, в основе которой лежат зависимости фазовых или относительных проницаемостей для нефти и воды от насыщенности пористой среды водой.


  1.  Используемые формулы

Запишем основной закон фильтрации Дарси для прямолинейного движения в случае совместной фильтрации:

vн вектор скорости фильтрации нефти

vв вектор скорости фильтрации воды

kн(S) относительная проницательность нефти, зависящая от S

kв(S) относительная проницательность воды, зависящая от S

н динамическая вязкость нефти

в динамическая вязкость воды

pн давление в нефти

pв давление в воде

Рассмотрим пример вытеснения нефти водой из прямолинейного однородного пласта, который соответствует случаю вытеснения нефти водой из элемента оджнорядной схемы расположения скважин. Выдели элемент длиной х, высотой h и шириной b:

Согласно закону сохранения массы вещества, разность между скоростями входящей в элемент пласта воды и выходящей из него равна скорости накопления объема воды в элементе пласта. Используя этот закон преобразуем наши выражения и получим:

; . Таким образом суммарная скорость фильтрации нефти и воды не изменяется по координате x, что и следовало ожидать, так как нефть и воду принимают за несжимаемые жидкости. Итак, получено, что режим пласта водонапорный. Скорость фильтрации подчиняется обобщенному закону Дарси.

Для расчета добычи нефти, воды, обводненности и нефтеотдачи элемента системы разработки рассмотрим функцию Бэкли-Леверетта:

Диффиренцируя vв по х и используя предыдущие выкладки получаем одно дифференциальное уравнение первого порядка для определения S.

. Q(t) – суммарный объем воды, закачанной в пласт к моменту времени t. Можно получить:

.

Чтобы найти распределение водонасыщенности по длине пласта необходимо построить график зависимости  от S.

До того как фронт вытеснения нефти водой дойдет до конца пласта, из пласта будет извлекаться безводная продукция, то есть чистая нефть. В какой-то момент времени фронт дойдет до конца пласта. Этот момент можно определить из соотношения , положив в нем x=l и Q(t)=qt

Так как режим пласта жесткий водонапорный, объем закачанной в пласт воды к этому моменту времени равен объему добытой из пласта нефти к этому же моменту времени. Безводная нефтеотдача , где  - коэффициент вытеснения нефти водой, достигнутый в безводный период,  - коэффициент охвата пласта заводнением.

Коэффициентом вытеснения нефти водой при разработке нефтяных месторождений называется отношение извлеченной из пласта нефти к ее запасам, первоначально находившимися в части пласта, подверженной воздействию заводнением.

Коэффициентом охвата пласта заводнением называется отношение запасов нефти, первоначально находившихся в части пласта, подверженной воздействию заводнением, к геологическим запасам нефти в пласте.

В условиях неизменной системы и технологии разработки пласта коэффициент вытеснения возрастает с увеличением объема закачанной в пласт воды, а коэффициент охвата заводнением остается постоянным, поскольку объем охваченных воздействием запасов в указанных условиях с течением времени не изменяется.

Поэтому

Полученные формулы позволяют рассчитать распределение водонасыщенности к моменту подхода воды к линии добывающих скважин, т.е. в безводный период разработки пласта.

Однако добыча продолжается и после прорыва фронта вытеснения к концу пласта. Для определения технологических показателей при моментах времени, больших момента прорыва, поступим следующим образом. Будем считать, что продвижение фронта вытеснения 1 происходит и в водный период разработки пласта, но этот фронт (линия 2) распространяется вправо за пределы пласта. Водонасыщенность на таком фиктивном фронте вытеснения 3 и в этом случае остается постоянной, равной Sв, а водонасыщенность при x=l уже составит

Пусть в некоторый момент t>t* фиктивный фронт находится на расстоянии xвф от входа в пласт. При t>t* можно записать:. Разделив выражения для  и  друг на друга получим: . Отсюда находим  для различных значений времени t

Дебиты нефти и воды в водный период разработки составят:

Отсюда для определения текущей обводненности получим формулу:

Текущую нефтеотдачу в водный период разработки пласта можно определить следующим образом:

1. устанавливаем объем накопленной добычи нефти по формуле

2. относим этот объем накопленной добычи нефти к первоначальному объему нефти в пласте.

Таким образом имеем следующее выражение:

Иногда для оптимизации процесса добычи требуется определить перепад давления в элементе системы разработки. В случае непоршневого вытеснения водой эту величину определить довольно сложно. Для полного перепада давления существует довольно большое выражение не вычисляемое аналитически, так как там присутствует интеграл, значение которого можно получить только с помощью ЭВМ.

Однако определить перепад давления в элементе системы разработки (разность между давлением в нагнетательной скважине pн и давлением в добывающей скважине pс) можно проще, воспользовавшись методом фильтрационных сопротивлений. В результате получим следующую формулу:

,

где rc – радиус добывающей скважины,

rнс – радиус нагнетательной скважины,

2 – ширина одного элемента пласта

- средняя относительная проницаемость для воды на участке от нагнетательной скважины до фронта вытеснения.


  1.  Постановка задачи
    1.  Описание задачи

Нефтяное месторождение площадью нефтеносности F решено разрабатывать с использованием заводнения при однорядной схеме расположения скважин. Элемент однорядной схемы, содержащий одну скважину (½ добывающей и ½ нагнетательной) имеет ширину b и длину l.

Месторождение вводится в разработку за T лет, причем за каждый год вводится по N элементов. Разрабатываемый пласт месторождения имеет следующие параметры:

  •  общая эффективная нефтенасыщенная толщина – h0;
  •  абсолютна проницаемость – K;
  •  пористость – m;
  •  насыщенность связанной водой – Sсв;
  •  вязкость нефти в пластовых условиях – н;
  •  вязкость воды – в.

Пласт сравнительно однородный. Установлено, что вытеснение из него нефти водой происходит непоршневым способом. При этом относительные проницаемости для нефти Kн(S) и воды Kв(S), зависящие от водонасыщенности S и имеющие вид:

Представлены в виде аналитических соотношений:

при Sсв<= S <= S*;

,

При этом Sсв и S* известны. Значение S1 из условия равенства относительных проницаемостей для нефти и воды при S = S1.

В пласт с линии нагнетания x=0 закачивается вода с расходом q Приемистость одной нагнетательной скважины составляет соответственно 2q. Коэффициент охвата пласта заводнением 2.

  1.  Найти:
  2.  Изменение во времени добычи нефти, воды, обводненности продукции и текущей нефтеотдачи для элемента системы разработки и для месторождения в целом;
  3.  Перепад давления в элементе системы разработки при xв=0, xв=l/2 и xв=l, если радиус нагнетательной скважины rнс= 0,1м, а приведенный радиус добывающей скважины rс= 0,01м.
    1.  Исходные данные

Наименование параметра

Значение параметра

F, 104 м2.

b, м.

l, м.

T, годы

N, ед.

h0, м.

K2, мкм.

m, ед.

Sсв, ед.

S*, ед.

н, мПа*с

в, мПа*с

q, м3/сут.

2, ед.


  1.  Расчет показателей
    1.  Расчет показателей безводной эксплуатации

Построить график .

  1.  Расчет показателей добычи элемента разработки

Для определения текущей обводненности и текущей нефтеотдачи в во

дный период разработки использовать соотношение:

Задавая различные значения t определите, а затем из графика .

Определите текущую нефтеотдачу :

Составьте  таблицу со значениями показателей добычи (накопленная добыча высчитывается исходя из среднего от значений в начале и конце годов).

t, годы

f`(S)

S

э

Qнэ, м3/сут

qвэ, м3/сут

э

, тыс м3/сут

1

-

-

Построить график qнэ:


Построить график
э:

Построить график э:

  1.  Расчет показателей добычи в целом по месторождению

Для определения изменения во времени добычи нефти по месторождению в целом просуммируем добычу нефти по группам элементов, вводимых каждый год. Аналогично рассчитывается добыча воды.

t, годы

Добыча нефти (103 м3/сут) по группам элементов, N =

Добыча нефти из месторождения 103 м3/сут

, 103 т. м3

1

2

3

4

5

6

t, годы

Добыча воды (103 м3/сут) по группам элементов, N =

Добыча воды из месторождения 103 м3/сут

1

2

3

4

5

6

t, годы

n

h

Построить график qн м3/сут.

Построить график n.

Построить график .

  1.  Расчет перепадов давлений

Для расчета перепада давления в элементе системы выделить три случая:

1) xв = 0; при 0 <= x <= l движется чистая нефть.

2) xв = l/2; при 0 <= x <= l/2 идет совместная фильтрация нефти и воды, причем водонасыщенность и фазовые проницаемости флюидов непрерывно меняются по всей длине пласта.

3) xв = l; на всем протяжении элемента идет совместная фильтрация нефти и воды.


  1.  Выводы


  1.  Литература
  2.  Басниев К.С., Кочина И.Н., Максимов В.М. «Подземная гидромеханика»: Учебник для вузов. – М.:Недра, 1993г. – 416 стр.
  3.  Желтов Ю.П. «Разработка нефтяных месторождений»: Учебник для вузов. – М.:Недра, 1986г. – 332 стр.
  4.  «Сборник задач по разработке нефтяных месторождений:»: Учебное пособие для вузов. Желтов Ю.П., Стрижов И.Н., Золотухин А.Б., Зайцев В.М. – М.:Недра, 1985г. – 296 стр.

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED

Equation.3

Sсв

l

xвф

xв

Sв

Sв

X

0

S*

1

2

3

  1.  

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

44838. Государственный экологический надзор. Производственный и общественный экологический контроль 36.5 KB
  Объекты хозяйственной и иной деятельности независимо от формы собственности находящиеся в ведении Российской Федерации: а объекты относящиеся к федеральным энергетическим системам ядерной энергетике федеральным транспорту путям сообщения информации и связи; б объекты связанные с обеспечением обороны и безопасности относящиеся к оборонному производству производству ядовитых веществ и наркотических средств; в объекты расположенные на землях находящихся в федеральной собственности в том числе землях лесного фонда Российской...
44839. Требования в области охраны окружающей среды при осуществлении хозяйственной и иной деятельности 28.5 KB
  Общие требования в области охраны окружающей среды при размещении проектировании строительстве реконструкции вводе в эксплуатацию эксплуатации консервации и ликвидации зданий строений сооружений и иных объектов содержатся в ст. 34 Федерального закона Об охране окружающей среды . Размещение проектирование строительство реконструкция ввод в эксплуатацию эксплуатация консервация и ликвидация зданий строений сооружений и иных объектов оказывающих прямое или косвенное негативное воздействие на окружающую среду осуществляются в...
44840. Техногенные аварии и катастрофы 24.58 KB
  Техногенные системы и их воздействие на природу и человека Техногенные аварии и катастрофы Аварийные и катастрофические ситуации в техногенной сфере на потенциально опасных объектах можно объединить по следующим типам: режимные возникают при штатном функционировании потенциально опасных объектов последствия от них предсказуемые защищённость от них высокая; проектные возникают при выходе за пределы штатных режимов с предсказуемыми и приемлемыми последствиями защищённость от них достаточная; запроектные возникают при...
44841. Принципы обеспечения экологической безопасности 40 KB
  В Указе Президента РФ О концепции национальной безопасности Российской Федерации подчеркивается что к числу приоритетных направлений деятельности государства в экологической сфере относятся: рациональное использование природных ресурсов воспитание экологической культуры населения; предотвращение загрязнения природной среды за счет повышения степени безопасности технологий связанных с захоронением и утилизацией токсичных промышленных и бытовых отходов; предотвращение радиоактивного загрязнения окружающей среды минимизация...
44842. Экологические риски. Экологическое страхование 36.5 KB
  Категории риска: приемлемый риск уровень риска с которым общество в целом готово мириться ради получения определенных благ или выгод в результате своей деятельность. Экологический риск это возможность возникновения неблагоприятных экологических последствий вызванных опасными природными или антропогенными в том числе техногенными факторами факторами риска. Факторы экологического риска это природные и антропогенные воздействия которые способны вызвать нежелательные опасные изменения состояния окружающей среды и здоровья человека:...
44843. Оценка воздействия хозяйственной деятельности на окружающую среду 41 KB
  Оценка воздействия на окружающую среду предназначена для выявления характера интенсивности и степени опасности влияния любого вида планируемой хозяйственной деятельности на состояние окружающей среды и здоровье населения. В процедуре ОВОС участвуют заказчик исполнитель работ по оценке воздействия и общественность. Исполнитель физ или юр лицо осуществляющее проведение оценки воздействия на окружающую среду которому заказчик предоставил право на проведение работ по оценке воздействия на ОС.
44844. Охраняемые природные территории 38 KB
  Общая площадь ООПТ федго и регго значения состт свыше 56 млн. ООПТ регго значения зант площадь равную 3 млн. га 536 от площади ООПТ в нашем регионе.В РФ создано более 13 тысяч ООПТ федго регго и месго значения.
44845. Характерные особенности метода и методики экономического анализа. Классификация методов и приемов экономического анализа 41 KB
  Характерные особенности метода и методики экономического анализа. Классификация методов и приемов экономического анализа Метод это способ подхода к изучению познанию и преобразованию реальной действительности. Методология это учение о принципах построения и формах научного познания. Методология ЭА более общее чем метод понятие; вбирающее в себя помимо метода знание о формировании экономических явлений их структурных связях и путях дальнейшего развития.