2. Определение коэффициента продуктивности скважины методом прослеживания уровня жидкости

Определение коэффициента продуктивности методом прослеживания уровня (по механизированному фонду скважин).

При установившемся режиме работы скважины фильтрация жидкости в однородном пласте при линейном законе определяется формулой Дюпии:

Гидродинамические методы исследования скважин на Приразломном месторождении (3.12)

Где Q - дебит скважины в пластовых условиях (см3/сек)

к - проницаемость пласта (д)

h - мощность пласта (см)

-вязкость жидкости в пластовых условиях (спз)

Рк и Рс - соответственно давление на контуре пласта и на забое скважины (кг с/см)

Rк и rс - соответственно радиус контура питания и радиус скважины

Из уравнения (1) найдём коэффициент продуктивности скважины К:

Прослеживание уровня основано на методе последовательной смены стационарных состояний.

Предлагается, что радиус влияния скважин постоянен, а также, что жидкость несжимаема и возмущение у стенки скважины мгновенно распространяется на расстояние постоянного радиуса, равного радиусу влияния скважины.

Тогда, если предположить в каждый момент приток в скважину установившимся, то найдём:

Где Рк - пластовое давление, Рс (t) - забойное давление. Если скважина не переливающая, то

Приравнивая (1) и (2) и выражая Р в (1) через уровень, получим:

где Нк и Нс (t) - соответственно статический и динамический уровни жидкости в скважине

q - плотность жидкости в пластовых условиях

F - площадь поперечного сечения колонны

Интегрируя (3), найдём

- уравнение прямой в координатах:

или

где

НСО - уровень жидкости в скважине при установившемся состоянии. По углу наклона этой прямой к оси абсцисс tg найдём:

Составляя (3.19) и (3.16), найдём коэффициент продуктивности:

Обработка данных прослеживания уровня и построение графиков

По замерам динамического уровня жидкости в скважине строится график изменения уровня Н, t.

После замера восстановления давления в скважине, на устье зафиксировано избыточное буферное давление РУ;

Н= Н+НСТ. (3.21)

удельный вес жидкости в пластовых условиях

Обрабатывая кривую прослеживания уровня, составляем таблицу (3.2): расчёт параметров.

Строится график: ln H, t сек:

F - площадь поперечного сечения колонны, см

(Д1-Д2) - толщина стенки колонны

j - удельный вес жидкости в пластовых условиях

d - внешний диаметр НКТ.

Если дан внутренний диаметр НКТ, учитывать 2 толщины стенки НКТ (2-2,5 милиметров).

Пример:

перевести в

перевести в т/сут атм=1,27 т/сут атм.j-удельный вес жидкости в поверхностных условиях.

3.Основные цели расчета технологических процессов.

Процесс – это любое последовательное изменение характеристик предмета, явления, системы в природе, технике или обществе, направленное на достижение определенного результата.

Существуют следующие виды процессов:

– естественные – процессы, протекающие в природе самопроизвольно без воздействия человека. Характеризуются большой протяженностью во времени;

– производственные (технологические) – осуществляются с целью извлечения углеводородного сырья, его подготовка, транспортирование и переработка в продукты потребления. Такие процессы организуются и контролируются человеком, они состоят из большого числа последовательных стадий.

Классификация нефтегазовых технологических процессов.

I. В зависимости от законов, определяющих скорость их протекания:

1. Гидромеханические процессы, скорость которых определяется законами гидродинамики – науки о движении жидкостей и газов. К этим процессам относятся: перемещение жидкостей, сжатие и перемещение газов, отстаивание (разделение жидких и газовых неоднородных систем в поле сил тяжести), центрифугирование (в поле центробежных сил), фильтрование (под действием разности давлений при движении через пористый слой) и перемешивание жидкостей.

2. Тепловые процессы, скорость которых определяется законами теплопередачи – науки о способах распространения тепла. Такими процессами являются нагревание, охлаждение, выпаривание и конденсация паров.

3. Массообменные (диффузионные) процессы, характеризуются переносом одного или нескольких компонентов исходной смеси из одной фазы в другую через поверхность раздела фаз и описываются законами массопередачи. К этой группе процессов относятся абсорбция, перегонка, ректификация, экстракция из растворов, растворение и экстракция из пористых твердых тел, кристаллизация, адсорбция и сушка.

4. Химические (реакционные) процессы, определяются законами химической кинетики. Химические реакции сопровождаются обычно переносом массы и энергии, соответственно скорость химических процессов зависит от гидродинамических условий. Скорость реакций подчиняется законам макрокинетики.

5. Механические процессы, описываются законами механики твердых тел. К ним относятся измельчение, транспортирование, сортировка (классификация) и смешение твердых веществ. Также к механическим процессам можно отнести процессы переработки химических продуктов в изделия – прессование, литье, экструзия и др.

II. По способу организации:

1. Периодические (все стадии протекают в одном месте, но в разное время).

2. Непрерывные (все стадии протекают одновременно, но разобщены в пространстве).

3. Комбинированные (к ним относятся непрерывные процессы, отдельные стадии которых проводятся периодически или наоборот).

III. В зависимости от изменения рабочих параметров (скоростей, температур, концентраций и др.) во времени:

1. Установившиеся (стационарные) – параметры постоянны во времени.

2. Неустановившиеся (нестационарные) – параметры переменны во времени. По распределению времен пребывания частиц среды, различают следующие теоретические модели аппаратов непрерывного действия:

− идеального вытеснения ИВ (все частицы равномерно распределены по

площади поперечного сечения аппарата и действуют при движении подобно твердому поршню, время пребывания частиц одинаково);

− идеального смешения ИС (частицы сразу же полностью перемешиваются, т.е. равномерно распределяются в объеме аппарата, во всех точках объема мгновенно выравниваются значения характеризующих параметров, время пребывания частиц неодинаково);

− промежуточного типа (время пребывания более равномерно, чем в ИС, но никогда не выравнивается, как в ИВ).

Основные цели расчета процессов и аппаратов:

1) определение условий предельного, или равновесного, состояния системы;

2) вычисление расходов исходных материалов и количеств получаемых продуктов, количеств потребной энергии (тепла) и расхода теплоносителей;

3) определение оптимальных режимов работы и соответствующей им рабочей поверхности или рабочего объема аппаратов;

4) вычисление основных размеров аппаратов.

Последовательность расчетов:

− расчет и анализ статики процесса (рассмотрение данных о равновесии), исходя из чего определяют направление протекания и возможные пределы осуществления процесса;

− нахождение предельных значений параметров процесса для вычисления его движущей силы;

− составление материальных и энергетических балансов;

− расчет кинетики процесса, определяющей скорость его протекания;

− определение рабочей поверхности или объема аппарата.

Материальный и тепловой балансы – законы сохранения массы и энергии для физико-химических процессов.

Материальный баланс - количество поступающих веществ ∑Gн должно быть равно количеству веществ ∑Gк , получаемых в результате проведения процесса, в практических условиях неизбежны необратимые потери веществ ∑Gп:

∑Gн =∑Gк +∑Gп .

Тепловой баланс – количество теплоты ∑Qн , введенной в процесс, равно количеству теплоты ∑Qк , выведенной из процесса, включая необратимые потери в окружающую среду ∑Qп:

∑Qн =∑Qк +∑Qп .

Движущая сила (разность потенциалов) – для гидромеханических процессов определяется разностью давлений, создаваемой с помощью насосов, компрессорных машин, за счет различия уровней жидкостей или плотностей;

для теплообменных – разностью температур поверхностей стенок (при теплопроводности), поверхности стенки и жидкости, или наоборот (при теплоотдаче), теплоносителей, омывающих разделяющую их стенку (при теплопередаче); для массообменных разностью между рабочей и равновесной, или наоборот, концентрациями распределяемого компонента в данной фазе.

Основное уравнение процесса в общем виде:

M = U А К τ,

где М – количество перенесенного вещества или тепла; U - движущая сила; А – величина, к которой относят интенсивность процесса (рабочая поверхность, рабочий объем); К – коэффициент скорости процесса, учитывает все отклонения реального процесса от данной упрощенной зависимости, отражает влияние всех факторов, не учтенных остальными величинами, является мерой интенсивности процесса.

Интенсивность процесса (М/Аτ) – результат, отнесенный к единице времени и единице величины А:

Плотность потока – количество рассматриваемой субстанции М (массы вещества, теплоты и т.д.), проходящей в единицу времени τ через единицу площади F произвольной поверхности

плотность любого потока q, как правило, прямо пропорциональна градиенту движущей силы процесса qrad U:

q = K qrad U

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 15