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

31 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

14678. ЗНЯТТЯ РЕГУЛЯТОРНОЇ І ШВІДКИСНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА 226 KB
  Лабораторна робота №5 ЗНЯТТЯ РЕГУЛЯТОРНОЇ І ШВІДКИСНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА Мета роботи. Виявити залежності ефективної потужності годинної і питомої витрат палива обертального моменту та інших показників що характеризують робочий процес. На п...
14679. ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГУНА ПО КУТУ ВИПЕРЕДЖЕННЯ ЗАПАЛЮВАННЯ 128.5 KB
  Лабораторна робота № 4 ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГУНА ПО КУТУ ВИПЕРЕДЖЕННЯ ЗАПАЛЮВАННЯ Мета роботи. Виявлення залежності потужності часової та питомої витрат палива від кута випередження запалювання і на підставі аналізу визначенн...
14680. ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА ПО УСТАНОВОЧНОМУ КУТУ ВИПЕРЕДЖЕННЯ ПОЧАТКУ ВПРИСКУВАННЯ ПАЛИВА 135 KB
  Лабораторна робота № 3 ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА ПО УСТАНОВОЧНОМУ КУТУ ВИПЕРЕДЖЕННЯ ПОЧАТКУ ВПРИСКУВАННЯ ПАЛИВА Мета роботи. На підставі аналізу регулювальних характеристик побудованих за результатами вимірів визначити оптимальне...
14681. ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГУНА ПО СКЛАДУ СУМІШІ 244 KB
  Лабораторна робота № 2 ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГУНА ПО СКЛАДУ СУМІШІ Мета роботи. На підставі аналізу регулювальних характеристик побудованих за результатами оброблених досвідчених даних визначити оптимальні значення витрати палива...
14682. Измерение спектров поглощения 364.98 KB
  Работу выполнила: Юрова Наталия 04.03.13 Лабораторная работа №1 Измерение спектров поглощения Цель работы: Провести измерения спектров поглощения выданного образца По полученным данным провести анализ сделать соответствующие выводы. Схема опыта: ...
14683. ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНИХ ХСАРАКТЕРИСТИК ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА ПО СКЛАДУ СУМІШІ (ВИТРАТІ ПАЛИВА) 261.5 KB
  Лабораторна робота № 1 ЗНЯТТЯ РЕГУЛЮВАЛЬНИХ ХСАРАКТЕРИСТИК ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГУНА ПО СКЛАДУ СУМІШІ ВИТРАТІ ПАЛИВА Мета роботи: Встановити оптимальну часову витрату палива і циклову подачу на яку слід регулювати насоси паливного насоса високого тиску. Послідовність ...
14684. ИССЛЕДОВАНИЕ ПИД-РЕГУЛЯТОРОВ 173 KB
  Лабораторная работа № 7 ИССЛЕДОВАНИЕ ПИДРЕГУЛЯТОРОВ Цель работы: изучить способы оптимизации параметров типовых регуляторов П И ПД ПИПИД с использованием пакета MatLab NCD Blokset. Исходные данные: Таблица 1 №...
14685. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СИНТЕЗИРОВАННОЙ МЕТОДОМ СИММЕТРИЧНОГО ОПТИМУМА 108 KB
  абораторная работа №7 4 ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СИНТЕЗИРОВАННОЙ МЕТОДОМ СИММЕТРИЧНОГО ОПТИМУМА Цель работы: Получение практических навыков синтеза системы автоматического регулирования методом симметричного оптимума.
14686. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ, СИНТЕЗИРОВАННОЙ МЕТОДОМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ КОНТУРОВ 132.5 KB
  абораторная работа №8 4 ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СИНТЕЗИРОВАННОЙ МЕТОДОМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ КОНТУРОВ. Цель работы: изучение и практическое использование метода последовательной оптимизации контуров. 1. ОСН...