13. Підземна гідравлика. Визначення розходу та швидкісного напору

Підземна гідравліка (підземна гідродинаміка) - наука про рух нафти, води, газу та їх сумішей (флюїдів) через гірські породи, що мають порожнечі, які можуть являти собою пори або тріщини. Теоретичною основою ПГ є теорія фільтрації, що описує рух флюїду з позиції механіки суцільного середовища. При любому способі добутку нафти і газу відбувається їх рух в пласті, тому без знань підземної гідравліки неможливо вирішити важливі задачі технології розробки родовищ, неможливо вибрати систему розробки р-щ і експлуатацію свердловин, які були б найбільш раціональні для даних пластових умов.

Родовища нафти приурочені найчастіше до пластів теригенних і карбонатних осадових гірських порід (пісковиків, вапняків, алевритів, глин) представляють собою скупчення зерен мінералів скріплених цементуючим матеріалом. Поровий простір осадових гірських порід - складна нерегулярна система сполучених між зернових пустот, в яких важко виділити окремі порові канали. Розміри пор в піщаних породах складають зазвичай одиниці або десятки мікрометрів. Набагато складніше поровий простір карбонатних порід (вапняків, доломітів), яке характеризується неоднорідною системою первинних пор, а також системою тріщин, каналів і каверн, що утворюються після утворення самої породи. Дослідженням пористих середовищ (колекторів) займається петрофізики. Моделювання пористих середовищ та їх класифікація проводиться за двома основними напрямками: геометричному і механічному.

Напор (у гідравліки ) - величина тиску рідини (або газу), що виражається висотою стовпа рідини (газу) над обраним рівнем відліку; вимірюється в лінійних одиницях (метрах).

Напор в гідростанціях та інших гідротехнічних спорудах дорівнює різниці рівнів води (урізу води) у верхньому і нижньому б'єфах.

Повний запас питомої енергії потоку (повний напір) визначається рівнянням Бернуллі і включає в себе: висоту даної точки над площиною відліку (висотний напір у полі тяжіння),

тиск рідини, обумовлене пружним стисненням (гідростатичний напір), тиск рідини, обумовлене швидкістю потоку (швидкісний напір).

де:  — втрати напору на гідравлічному опорі;  — коефіцієнт втрат на тертя;  — середня швидкість руху рідини;  — прискорення вільного падіння.

Величина   називається швидкісним (або динамічним) напором.

14. Типи вод родовищ. Методи індикації водоприпливів і їх ізоляції (лекція 13 Полівцев). По відношенню до продуктивних горизонтів води поділяються на верхні, нижні, проміжні, контурні (крайові), підошовні, тектонічні, змішані Видобуток продукції супроводжується переміщенням контактів в напрямку експлуатаційних свердловин.

Методи визначення місць припливу в свердловину

В практиці розробки залежно від джерел і шляхів поступлення вод, РТ-умов та технологічних особливостей застосовувались способи визначення місць водоприпливу:

1. Спосіб засипання піску полягав в поступовому заповненню стовбура порціями піску (50 м) з перевірками на герметичність. Після перекриття місця припливу поглинання розчину різко зменшувалося, що й було ознакою знаходження деформацій колони. Далі спускали в колонну труби для промивки зверху і фіксували глибину збільшення поглинання. Ця глибина відповідала місцю водоприпливу.

2. Спосіб продавлювання корка. Виготовлявся дерев`яний корок з діаметром, який проштовхувався водою з промивального агрегата або насосу від гирла вниз. Рідина, що заповнює стовбур, під тиском уходила в поглинаючий пласт через злам колони. Після проходження негерметичності колони корок зупиняється, спостерігається стрибок тиску. Якщо зміни тиску немає, положення корка визначають ехолотом або апаратом Яковлева та продовжується закачування.

3. Застосування електрометрії. Резистивіметричне визначення місця припливу використовує різницю в електричних опорах рідини, закачаної в пласт та сторонньої води, яка поступає в стовбур. Якщо стовбур заповнити однорідною та відмінною за мінералізацією рідиною, місце припливу визначиться на діаграмі опору по стовбуру свердловини стрибком опору.

4. Застосування термометрії. Електротермометром виконують вимірювання в зупиненій свердловині з швидкістю не більше 200 м / годину. Застосовують метод тартання у випадках слабкого припливу води і продавлювання, якщо припливи значні. В обох варіантах після промивки роблять контрольний вимір по стовбуру, який показує поступове підвищення температури з глибиною. Після тартання і виклику припливу термометричні криві будуть розміщені вище або нижче «фонової», залежно від співвідношення температур порід і закачуваної води. Місце зламу кривих вказує на положення зламу колони.

5. Застосування радіоактивного каротажа. Закачка води з домішкою радіоактивних ізотопів дозволяє прослідкувати пласти, в які поступила вода, за їх підвищеною радіоактивністю. Попередньо проводиться каротаж.

Основні методи ізоляції водоприпливів включають:

1. механічну ізоляцію; 2. встановлення цементних мостів та пакерів; 3. закачку ізолюючих рідин в затрубний простір для ізоляції заколонних перетоків, а саме цемента, смол, гелів, закачка гелів вище ВНК; 4.заглушування нижніх інтервалів перфорації цементними мостами та пакерами; 5. ізоляція певних ділянок стовбура; 6. заводнення пінами, закачкою сумішей «мудрих» синтетичних матеріалів , які краще проводять нафту, ніж воду (полімери та ПАР) та ін.