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

9 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

14134. Формування зображення на екрані ПЕОМ. Створення найпростіших лінійних програм 66.5 KB
  Тема уроку: Формування зображення на екрані ПЕОМ. Створення найпростіших лінійних програм Мета уроку: Дати дитині поняття про режими роботи монітору та принципи виведення зображення на екран в цих режимах.Тип уроку: Лекційний з практичними прикладами. Лекційний мате...
14135. Створення найпростіших лінійних програм 27 KB
  Тема уроку: Створення найпростіших лінійних програм Мета уроку: Дати дитині поняття про режими роботи монітору та принципи виведення зображення на екран в цих режимах.Тип уроку: Практична робота. На початку уроку необхідно нагадати дітям правила поведінки в комп'юте
14136. Розвязування задач з лінійними алгоритмами 61 KB
  Тема уроку: Розвязування задач з лінійними алгоритмами Мета уроку: Навчитися розвязувати прості задачі з лінійними алгоритмами. Тип уроку: Практична робота. На початку уроку необхідно нагадати дітям правила поведінки в компютерному класі та правильної роботи за к
14137. Вказівка розгалуження та її опис мовою програмування. Опис умов 40.5 KB
  Тема уроку: Вказівка розгалуження та її опис мовою програмування. Опис умов. Мета уроку: Дати поняття про структурні оператори вказівку розгалуження повну та скорочену форми та поняття про прості та складені умови.Тип уроку: Лекційний з практичними прикладами. Лекц
14138. Запис алгоритмів з використанням вказівки розгалуження мовою програмування 63.5 KB
  Тема уроку: Запис алгоритмів з використанням вказівки розгалуження мовою програмування. Мета уроку: Навчити складати алгоритми з використанням команди розгалуження та записувати їх мовою програмування.Тип уроку: Розбір задач що потребують для свого розв'язання вказ
14139. Запис алгоритмів з використанням вказівки розгалуження мовою програмування 70.5 KB
  Тема уроку: Запис алгоритмів з використанням вказівки розгалуження мовою програмування. Мета уроку: Навчити створювати математичні моделі задач складати алгоритми з використанням команди розгалуження та записувати їх мовою програмування.Тип уроку: Розбір задач що
14140. Запис алгоритмів з використанням вказівки розгалуження мовою програмування 69.5 KB
  Тема уроку: Запис алгоритмів з використанням вказівки розгалуження мовою програмування. Мета уроку: Навчити складати алгоритми з використанням команди розгалуження та записувати їх мовою програмування.Тип уроку: Розбір більш складних задач що потребують для свого р
14141. Вказівка повторення та її опис мовою блок-схем та мовою програмування 48.5 KB
  Тема уроку: Вказівка повторення та її опис мовою блоксхем та мовою програмування. Мета уроку: Дати поняття про вказівку повторення та її використання при розвязуванні задач про типи циклів та їх оформлення мовою програмування Паскаль та мовою блоксхем. Тип уроку: Лек
14142. Використання циклу з параметром для розвязування задач 66.5 KB
  Тема уроку: Використання циклу з параметром для розвязування задач. Мета уроку: Навчити використовувати цикл з параметром для розвязування типових задач. Тип уроку: Практичний. На початку уроку рекомендується провести письмове опитування можна у вигляді диктанту