3.2 Экспериментальная установка

Разрез моделируемого кругового пласта схематично представлен на рисунке 3.2. В качестве модели пласта используется горизонтальный пласт, наполненный песком и имеющий форму конуса. В вертикальной плоскости сечения пласта (рисунок 3.3) расположены пьезометрические скважины П2 – П11.

Сосуд Мариотта 1 моделирует круговую область питания пласта благодаря поддержанию постоянного уровня жидкости.

Отбор жидкости производится из добывающей скважины 1 в емкость 2 открытием крана 3. При отборе жидкости из добывающей скважины 1 в пласте происходит перераспределение давления, которое фиксируется пьезометрическими скважинами П2 – П11. Пьезометрическая скважина П7 расположена на контуре питания моделируемого пласта.

Радиус контура питания R = 0,9 м

Радиус скважины r_с = 0,005 м

Эффективная толщина модели пласта h = 0,1 м

Глубина залегания модели пласта L =1,1 м.

Статический уровень жидкости в скважине h_ст = 0,20 м

r₂=0,05 м, r₃=0,15 м, r₄=0,25 м, r₅=0,35 м, r₆=0,45 м, r₇=0,55 м, r₈=0,65 м, r₉=0,75 м, r₁₀=0,85 м, r₁₁=0,9 м=R_к

На модели кругового пласта изучается характер распределения давления в залежи круговой формы и проводится гидродинамическое исследование скважины на установившихся режимах фильтрации жидкости (метод установившихся отборов).

3.3 Изучение характера распределения давления в залежи круговой формы

Из скважины 1 отбирается жидкость при четырех различных установившихся режимах. На каждом режиме замеряется расход воды и определяются динамические уровни жидкости в добывающих скважинах и скважинах- пьезометрах П2 – П11.

Первый установившийся режим отбора жидкости производится при наиболее высоком динамическом уровне и, следовательно, наименьшем дебите. При последующих трех замерах динамический уровень каждый раз понижается путем дополнительного открытия крана 3.

Определение дебита скважины Q производится с помощью мерного цилиндра и секундомера при установившемся уровне притока жидкости в добывающей скважине

, (3.9)

где V – объем вытекшей жидкости, м³;

t – время истечения, с.

Данные измерений заносятся в таблицу 3.1.

За начало отсчета уровней в пьезометрах принято положение статического уровня. Поэтому фактическое значение динамического уровня жидкости от устья "скважин-пьезометров" рассчитывается по формуле

h_д=h_ст+h'_д, (3.10)

где h_Д^' – расстояние до динамического уровня жидкости в скважинах-пъезометрах, м.

Переход от динамических уровней к высоте столба жидкости в скважинах-пьезометрах производится по формуле

, (3.11)

а к давлению – по формуле

, (3.12)

где H – высота столба воды в скважине-пьезометре, м;

ρ_В – плотность воды (1000 кг/м³);

g – ускорение силы тяжести (9,81 м/с²).

Таблица 3.1 – Результаты измерений динамического уровня, высоты столба жидкости и давления на забоях скважин

Номер режима и дебит, м3/с

Показания пьезометра

Скв.1

П2

П3

П4

П5

П6

П7

П8

П9

П10

П11

1 Q =

hД, м

H, м

PФ, Па

PТ, Па

2 Q =

hД, м

H, м

PФ, Па

PТ, Па

3 Q =

hД, м

H, м

PФ, Па

PТ, Па

4 Q =

hД, м

H, м

PФ, Па

PТ, Па

По результатам расчётов необходимо построить график распределения давления в залежи круговой формы в координатах "P–r" как показано на рисунке 3.4. Графики выполняются в масштабах, рассчитанных на всю страницу.

Рисунок 3.4 – Распределение давления по радиусу кругового пласта

Для сопоставления с фактическими рассчитывают теоретические значения давлений в точках расположения пьезометрических скважин по формуле

, (3.13)

где Р_С и Р_К –давления соответственно в скважине и на контуре питания;

r – расстояние от оси скважины до i-гo пьезометра.

Результаты расчетов записываются в таблицу 3.1. На отдельном рисунке строятся фактические и теоретические распределения давления по радиусу кругового пласта для режимов 1 и 4. В заключение необходимо сделать выводы о характере распределения давления в пласте, а также о соответствии теоретических и фактических значений давления в пьезометрах.