87239

Приток жидкости к бесконечным цепочкам и кольцевым батареям скважин

Курсовая

География, геология и геодезия

На примере притока жидкости к нескольким рядам или кольцевым батареям скважин ознакомимся с широко применяемым при проектировании разработки нефтяных месторождений методом эквивалентных фильтрационных сопротивлений, основным на аналогии движения жидкости в пористой среде с течением электрического тока в проводниках.

Русский

2015-04-18

112.44 KB

11 чел.

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ  И  НАУКИ  РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ    

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ              

      УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕСИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ                  

                   ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

 " ДАГЕСТАНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ"

                                    Кафедра " Нефтегазовое дело "

КУРСОВАЯ РАБОТА

                           по дисциплине  " Подземная гидромеханика"

                                                       на тему: 

" Приток жидкости к бесконечным цепочкам и кольцевым батареям скважин "

                                                                                   

                                                                                       Выполнил :

                                                                                       Ст-нт 3-го курса гр. Г-122

                                                                                       Абужаев Д. М.      

                                                                                       Проверил :

                                                                                       Ибрагимов А. И.

       

                                         МАХАЧКАЛА 2013

                                СОДЕРЖАНИЕ

1.Краткие теоретические сведения

    Приток жидкости к бесконечным цепочкам и кольцевым

    батареям скважин .................................................................................3-6

   

2. Расчетная часть

         Случай 1. Приток жидкости к трем параллельным цепочкам

          скважин...........................................................................................7-14

         Случай 2. Приток жидкости к трем кольцевым батареям         

          скважин...........................................................................................14-21

   

   Заключение............................................................................................22

   Список литературы...............................................................................23


             
Приток жидкости к бесконечным цепочкам и

                    кольцевым  батареям скважин .

На примере притока жидкости к нескольким рядам или кольцевым батареям скважин  ознакомимся с широко применяемым при проектировании разработки нефтяных месторождений методом эквивалентных фильтрационных сопротивлений, основным на аналогии движения жидкости в пористой среде с течением электрического тока в проводниках.

Рассмотрим без вывода задачу о притоке жидкости к одной бесконечной цепочке скважин, расположенных на расстоянии 2σ друг от друга и на расстоянии L от прямолинейного контура питания. Пусть на контуре питания задан постоянный потенциал на забоях скважин - потенциал, (рис 1). Требуется определить дебит каждой скважины и суммарный дебит n  скважин в цепочке.

Задача решается методом суперпозиции. Цепочка скважин – стоков отображается зеркально относительно контура питания в скважины-источники, и рассматривается интерференция двух цепочек скважин в неограниченном пласте.

Вдоль прямой АВ, проходящей через скважину (как говорят, вдоль главной линии тока), частицы жидкости будут двигаться наиболее быстро. Прямые А́́́ В́  , делящие расстояние между скважинами пополам, в силу симметрии потока, можно рассматривать как непроницаемые границы, вдоль которых движение будет наиболее медленным, они называются нейтральными линиями тока.                        

                    

Рис 1. Схема прямолинейной цепочки скважин .

Основное падение потенциала происходит вблизи скважины, где характер движения близок к радиальному. При этом дебит каждой скважины цепочки выражается следующей формулой:

                                                                                                  (1.1)

 -где =- гиперболический синус.

формула (1.1) может быть представлена в виде

           (1.2)

Аналогичном закону Ома.

Величина ρ называется внешним фильтрационным сопротивлением батареи,

ρ́ -внутренним.

Аналогом объемного расхода q служит сила тока, а аналогом разности фильтрационных потенциалов – разность электрических потенциалов. Суммарный дебит прямолинейной цепочки n скважин:

                                                                              (1.3)

Из формулы (1.3) следует выражение для внешнего фильтрационного сопротивления цепочки:

                                       

Которое представляет собой сопротивление потоку жидкости от контура питания до галереи длиной В=2σn, расположенной на расстоянии L от контура питания, а внутреннее сопротивление

                                    

выражает сопротивление возникающее при подходе жидкости к скважинам в зоне радиусом r = σ/π, где фильтрация практически плоскорадиальная.

В задании к курсовой работе рассматриваем метод расчета  дебита при разработке трех параллельных цепочек скважин с числом скважин в каждой n1,n2,n3. Пусть скважины в каждой цепочке имеют одинаковые радиусы rc1,rc2,rc3 и забойные давления pc1, pc2, pc3, суммарные дебиты составляют Q́1, Q́2, Q́ 3.

Схемы соответствующих эквивалентных фильтрационных сопротивлений будет теперь разветвленной (рис 2).

      

Рис.2. Схема фильтрационных сопротивлений при потоке к трем цепочкам скважин.

     Расчет схемы проводится аналогично расчету электрических разветвленных цепей по законам Ома и Кирхгофа. Составляются алгебраические линейные уравнения по числу неизвестных (либо дебитов  Q́1, Q́2, Q́ 3, либо забойных давлений  pc1, pc2, pc3,). При этом очевидно, внешнее сопротивление будут равны:

             ρ_1=(μL_1)⁄((khB))  , ρ_2=(μL_2)⁄((khB)) , ρ_3=(μL_3)⁄((khB))

                                                                                                                        (1.4)

Где  L1,L2,L3 – расстояние соответственно от контура питания до первой цепочки, между первой и второй цепочками, между второй и третьей цепочками.

   Внутреннее сопротивление определяются по формулам:

                                                                                                                           (1.5)

  Отметим, что приток жидкости к трем кольцевым батареям скважин, соосным круговому контуру питания, рассчитывается по той же схеме эквивалентных фильтрационных сопротивлений (см. рис. 2.), что и для цепочек скважин. При этом внешнее фильтрационное сопротивление будут выражаться следующим образом:

                                                                                 

                                                                                                                           (1.6)

   Где R1, R2,R3- радиусы батареи.

Внутреннее фильтрационное сопротивление определяются по формулам (1.5.).

     Дебит отдельно взятой скважины в кольцевом батарее определяется из выражения

                                                                                                                           (1.6)

Задачи интерференции скважин имеют важнейшее значение при рассмотрении естественного или искусственно создаваемого (нагнетание воды) водонапорного режима.

Результат интерференции складывается в том, что при воздействии в эксплуатацию ряда скважин (работающих в одинаковых условиях) прирост суммарного дебита уменьшается. Кривая зависимости суммарного дебита от число n с ростом n становится все более пологой .Чем ближе расположены скважины друг к другу, тем сильнее сказывается эффект интерференции и тем меньше оказывается суммарный дебит.

При разработки нефтяных месторождений плотность сетки скважин, а так же их взаимное расположение (в виде рядов, круговых батарей, прямоугольной сетки и т.д.) играет первостепенную роль для определения суммарной добычи.

Большое влияние оказывает на суммарную добычу расстояния от действующих скважин до контура области питания или до цепочки нагнетательных скважин. При приближении нагнетательных скважин к добывающим эффект взаимодействия между ними уменьшается, и их дебиты увеличиваются.

Таким образом, приближая нагнетательные скважины к добывающим можно добиться увеличения добычи при более приближенном расположении скважин.

                 

                                       Расчетная часть  

Вариант №8

Исходные данные к курсовой работе

Дано :                                   в системе СИ

μ  = 4.41  Па·сек·       

k  = 0.4    Д                          0.4

h  = 7       м

= 16.5  МПа                    16.5·     Па

= 3.5    МПа                     3.6·      Па

= 4.2    м

  

   В работе рассмотрим четыре варианта плотности размещения скважин и на основе полученных результатов делаем соответствующий анализ . Результаты расчета заносим  в таблицы 1 , 2 , 3 .

    Предположим , что во всех случаях и вариантах число скважин                          , т.е. всего работает 21 скважина .       

     Рассмотрим 2 случая притока жидкости к скважинам .

 

    Случай 1.    Рассматриваем   пласт с односторонним притоком нефти , эксплуатируемый тремя параллельными  цепочками скважин .Расстояние от прямолинейного контура питания ( отожествляемого с рядом нагнетательных скважин ) до первой  цепочки добывающих скважин  равно  , между первой и второй   , между второй и третьей  .

  Расстояние между скважинами в цепочках соответственно -  Меняя расстояние L , а так же плотность размещение скважин (необходимо проследить , как будет меняться суммарный дебит всех скважин .  

Вариант 1.

Внешнее   фильтрационные сопротивление для прямолинейной i-й цепочки скважин определяем из выражения :

Внутреннее  фильтрационное сопротивление скважин определяем из выражения

Дебит отдельно взятой скважины в цепочке определяем из выражения :

Суммарный дебит прямолинейной цепочки из n скважин определяем из выражения :

  где i = 13

Суммарный дебит всех цепочек скважин определяем из выражения :

  Данные расчета заносим в таблицы 1 и 2 .

Таблица 2.

  №

  -

   -

  -

         -

  -

   -

  -

         -

  -

   -

  -

         -

 Ρ

  -

    -

        -

Аналогично первому варианту решаем второй, третий и четвертый вариант .

Вариант 2.

  Определяем внешнее   фильтрационные сопротивление для прямолинейно

 i-й цепочки скважин :

Определяем внутреннее  фильтрационное сопротивление скважин :

Определяем дебит отдельно взятой скважины в цепочке :

Определяем суммарный дебит прямолинейной цепочки из n скважин :

Определяем суммарный дебит всех цепочек скважин :

Данные расчета заносим в таблицы 1 и 2 .

Таблица 2

  №

  -

   -

  -

         -

  -

   -

  -

         -

  -

   -

  -

         -

 ρ

  -

    -

        -

Вариант 3.

  Определяем внешнее   фильтрационные сопротивление для прямолинейной

i-й цепочки скважин :

Определяем внутреннее  фильтрационное сопротивление скважин :

Определяем дебит отдельно взятой скважины в цепочке :

Определяем суммарный дебит прямолинейной цепочки из n скважин :

Определяем суммарный дебит всех цепочек скважин :

Данные расчета заносим в таблицы 1 и 2 .

Таблица 2.

  №

  -

   -

  -

         -

  -

   -

  -

         -

  -

   -

  -

         -

 ρ

  -

    -

        -

 

Вариант 4.

 Определяем внешнее   фильтрационные сопротивление для прямолинейной

i-й цепочки скважин :

  

Определяем внутреннее  фильтрационное сопротивление скважин :

Определяем дебит отдельно взятой скважины в цепочке :

Определяем суммарный дебит прямолинейной цепочки из n скважин :

Определяем суммарный дебит всех цепочек скважин :

Данные расчета заносим в таблицы 1 и 2 .

Таблица 2.

  №

  -

   -

  -

         -

  -

   -

  -

         -

  -

   -

  -

         -

 ρ

  -

    -

        -

Таблица 1.

           Вариант

Исходные

данные

   

       1

       2

      3

        4

           

Случай 2: Рассмотрим пласт эксплуатируемый с тремя кольцевыми батареями скважин , соосным  круговому контуру питания . Условия задачи аналогичны предыдущему случаю .

Вариант 1.

  Приток жидкости к скважинам рассчитываем по вышеприведенной схеме . При этом внешнее фильтрационное сопротивление  для кольцевых батарей скважин определяем из следующих выражений :

        -где

  

  Внутренние фильтрационное ρ' сопротивление  определяются по формуле
    и для расчета ,берутся из таблицы 2 .

Дебит отдельно взятой скважины в кольцевой батарее определяем из выражения :

 

  Суммарные дебиты батареи скважин определяем из выражения :

  где i = 13

 

  Суммарный дебит всех кольцевых батарей скважин определяем из выражения :

Результаты расчетов заносим в таблицы 1 и 3 .

Таблица 3.

Аналогично первому варианту решаем второй, третий и четвертый вариант .

Вариант 2.

  Определяем внешнее фильтрационное сопротивление  для кольцевых батарей скважин :

  Определяем дебит отдельно взятой скважины в кольцевой батарее :

  Определяем суммарные дебиты батареи скважин :

  Определяем суммарный дебит всех кольцевых батарей скважин :

Результаты расчетов заносим в таблицы 1 и 3 .

Таблица 3.

Вариант 3.

  Определяем внешнее фильтрационное сопротивление  для кольцевых батарей скважин :

  Определяем дебит отдельно взятой скважины в кольцевой батарее :

  Определяем суммарные дебиты батареи скважин :

  Определяем суммарный дебит всех кольцевых батарей скважин :

  Результаты расчетов заносим в таблицы 1 и 3 .

Таблица 3.

Вариант 4.

  Определяем внешнее фильтрационное сопротивление  для кольцевых батарей скважин :

  Определяем дебит отдельно взятой скважины в кольцевой батарее :

  Определяем суммарные дебиты батареи скважин :

 

Определяем суммарный дебит всех кольцевых батарей скважин :

Результаты расчетов заносим в таблицы 1 и 3 .

Таблица 3.

Таблица 1.2

           Вариант

Исходные

данные

   

        1

       2

       3

        4

           

                                                   ЗАКЛЮЧЕНИЕ

   В курсовой работе мы рассмотрели задачи о притоке жидкости к трем параллельным цепочкам скважин и к трем кольцевым батареям скважин , соосным круговому контуру питания . Задачу решили методом суперпозиции . Скважины - стоки отобразили зеркально относительно контуру питания в скважины - источники и рассматривали интерференцию скважин в неограниченном пласте .

    Целью курсовой работы является определение дебита каждой скважины и суммарный всех скважин .В курсовой работе рассмотрели два случая притока жидкости к скважинам с четырьмя  разными вариантами плотности размещения скважин .

    В первом случае рассмотрели пласт с однородным притоком нефти , эксплуатируемый тремя параллельно расположенными цепочками скважин. Из полученных данных следует , что в первом варианте суммарный дебит наиболее редко расположенных скважин меньше , чем во втором и четвертом при более плотно расположенных скважин . Наибольший дебит оказывается во втором варианте .

  Во втором случае рассмотрели пласт эксплуатируемый тремя кольцевыми батареями скважин , соосным  круговому контуру питания .Из полученных данных следует , что в первом варианте радиусы батарей были больше чем во втором , в третьем и четвертом варианте . Наибольший дебит оказался во втором варианте , а дебиты в третьем и четвертом варианте оказались отрицательными .

   Большое влияние оказывает на суммарную добычу расстояния от действующих скважин до контура области питания или до цепочки нагнетательных скважин.      При приближении нагнетательных скважин к добывающим эффект взаимодействия между ними уменьшается, и их дебиты увеличиваются. Приближая нагнетательные скважины к добывающим можно добиться увеличения добычи при более приближенном расположении скважин.

                   СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.   Ибрагимов А.И. "Подземная гидромеханика ", изд. ДГТУ . Махачкала 2012 г.

2.   Басниев К.С. и др. "Подземная гидромеханика", М., " Недра",1993 г.

3.   Пирсон С.Д. Учение о нефтяном пласте . М., " Гостоптехиздат ",1981 г.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

78916. Специфика субъекта СГП 34 KB
  В сфере познания субъект определяет предмет исследования выделяя его как некий срез противостоящего ему объекта а также выстраивает концептуальную и эмпирическую модели познаваемого предмета. В современном познании субъект проектирует ряд условий познания данного предмета проходит основные этапы процесса познания опираясь на те методы которые в наибольшей степени соответствуют характеристикам и самой природе познаваемого объекта. Субъектами социального и гуманитарного познания могут быть как индивиды отдельные исследователи...
78917. Кантовские представления о диалектике теоретического и практического разума 27 KB
  Правда на сами эти предпосылки Кант не покушается: более того он увековечивает их как прирожденные свойства разума. Резкий метафизический разрыв теоретического и практического разума опытных и априорных суждений анализа и синтеза общего и единичного целого и части весь комплекс противоречий к которым неизбежно приходит метафизическое мышление Кант выставил перед философией как решающую проблему. Их можно только мыслить как условия возможности и науки и нравственности как гарантии теоретического и...
78918. Принципы логики социальных наук Поппера 47.5 KB
  Именно поразительный прогресс естественных наук о котором идет речь в моем первом тезисе постоянно напоминает нам о нашем незнании даже в области естественных наук...
78919. Социокультурное и гуманитарное содержание понятие жизни 26.5 KB
  Все его творения происходят из неспособности создать привычными средствами жизни и на основе ее эволюционных законов живое существо которое превосходило бы человека. Шелер называет странной пессимистичной ложной оказывается однако логически строго последовательной если по объяснению автора разделять дух соответственно разум и жизнь как два метафизических начала но при этом отождествлять дух с техническим интеллектом интеллектом лишенным мудрости а ценности жизни делать высшими ценностями. Фазы...
78920. История как одна из форм проявления жизни 28.5 KB
  История как одна из форм проявления жизни. Фазы развития этой болезни жизни которая зовется человеком в структурном отношении те же самые какие проходят все стареющие и умирающие существа: прогрессирующее преодоление жизненной силы посредством автономизации механизмов которые сам организм высвобождает из себя по мере старения. История общества по Зиммелю есть история нарастающей интеллектуализации рационализации социальной жизни и углубления влияния принципов денежных отношений. Анализу этих форм Зиммель посветил книгу Философия...
78921. Пространство и время в социогуманитарном познании 30.5 KB
  Пространство и время в социогуманитарном познании. Время и пространство важнейшие онтологические характеристики которые являются конституирующими элементами любой картины мира. В классической теории познания сложившейся под влиянием естественнонаучного знания время рассматривалось как форма протекания всех механических органических и психических процессов условие движения изменения и развития будь то пространственное перемещение качественное изменение возникновение или гибель. Такое время объективный параметр процессуальности ...
78922. Понятие хронотипа и его роль в СГН 29 KB
  Культурнохудожественный хронотоп как единство художественного пространствавремени впервые концептуально и методологически раскрыл М. Ядром этих моделей и становится континуум пространствавремени. Время здесь сгущается уплотняется становится художественно зримым; пространство же интенсифицируется втягивается в движение времени сюжета истории. Приметы времени раскрываются в пространстве и пространство осмысливается и измеряется временем.
78923. Коммуникативность как условие создания СГЗ 28.5 KB
  Отдельный ученый индивидуальный субъект познания как правило включен в состав научного коллектива лаборатории кафедры института научного кружка или школы. Общение в формах сотрудничества соавторства и конкуренции научного руководства и ученичества преследует цели достижения взаимопонимания между учеными и в итоге обеспечивает достижение конечного результата получение нового знания. В процессе коммуникации ученых обществоведов и гуманитариев обеспечивается: а социализация молодых ученых усвоение и передача накопленного...
78924. Моральная ответственность за введение научных конвенций 31.5 KB
  Моральная ответственность за введение научных конвенций. Социальный характер конвенций в общественных и гуманитарных науках пытаются обосновать различными способами: посредством их связи с идеалами нормами и оценками имеющими социальное происхождение К. Социальный характер таких конвенций проявляется также в ответственности ученого за их введение изменение или отказ от них. Подробнее специфика конвенций социальногуманитарных наук раскрыта в работах К.