3.11. Приток жидкости к скважинам.

При эксплуатации скважины движение пластовой жидкости осуществляется в трех системах пласт-скважина-коллектор, которые действуют независимо друг друга, при этом взаимосвязаны между собой.

Рис. 3.9. Схема добычи нефти из пласта.

Приток жидкости в скважины происходит под действием разницы между пластовым давлением и давлени­ем на забое скважины. Разность между пластовым и забойным давлением называется депрессией на пласт.

ЛР=Рпл-Рзаб (3.15)

Так, как движение жидкости в пласте происходит с весьма малыми скоростями, то оно подчиняется ли­нейному закону фильтрации - закону Дарси. При постоянной толщине пласта и открытом забое скважины жид­кость движется к забою по радиально-сходящимся направлениям. В таком случае говорят о плоскорадиальной форме потока. Если скважина достаточно продолжительно работает при постоянном забойном давлении, то ско­рость фильтрации и давление во всех точках пласта перестает изменяться во времени и поток является установив­шимся.

Рис. 3.10. Схема плоскорадиального потока в пласте

a) горизонтальное сечение

b) вертикальное сечение

Рис. 3.11 График распределения давле­ния в плоскорадиальном фильтрацион-ном потоке.

Для установившегося плоскорадиального потока однородной жидкости по закону Дарси дебит скважины можно определить по формуле:

(3.16)

где Q - дебит скважины (объем жидкости, поступающей на забой скважины в единицу времени); k - про­ницаемость пласта; h - толщина пласта; Рпл - пластовое давление; Рз забойное давление в скважине; ^ - вязкость жидкости; rk - радиус контура питания скважины (равен половине расстояния между двумя соседними скважина­ми); ie - радиус скважины.

25

Анализ формулы (3.16) показывает, что на дебит скважины влияют:

1) проницаемость пласта - чем она больше, тем выше дебит скважины;

2) толщина пласта — чем она больше, тем выше дебит скважины;

3) депрессия на пласт - чем больше депрессия, тем выше дебит скважины;

4) вязкость жидкости - чем она больше, тем ниже дебит скважины;

5) отношение радиуса контура питания к радиусу скважины - чем больше это отношение, тем выше де­бит скважины.

3.12. Виды гидродинамического несовершенства скважин.

Формула (3.16), называемая формулой Дюпюи справедлива для расчета дебита гидродинамически совер­шенных скважин, к которым относят скважины с открытым забоем, вскрывшие пласты на всю толщину (рис. 3.12, а).

Рис. 3.12. Виды гидродинамического совершенства скважин.

а - совершенная скважина; б - несовершен­ная по степени вскрытия; в несовершенная по характеру вскрытия; г - с двойным видом несовершенства

Если скважина имеет открытый забой, но вскрыла пласт не на всю толщину (рис. 3.12, б), то ее называют гидродинамически несовершенной по степени вскрытия. Скважины, вскрывшие пласт на всю толщину, но соеди­няющиеся с пластом посредством перфорации (рис. 3.12, в), являются гидродинамически несовершенными по ха­рактеру вскрытия. Есть скважины с двойным видом несовершенства - как по степени, так и по характеру вскрытия (рис. 3.12, г).

Вблизи ствола гидродинамической несовершенной скважины происходит искажение плоскорадиальной формы потока и возникают дополнительные фильтрационные сопротивления потоку жидкости.

При расчете дебита скважин их гидродинамическое несовершенство учитывается введением в формулу Дюпюи коэффициента дополнительных фильтрационных сопротивлений С:

^,2.^.k.h.(P^-^) (з.17) //•(In^+C)

1-е

Величина коэффициента дополнительных фильтрационных сопротивлений зависит от степени вскрытия пласта, плотности перфорации, длины и диаметра перфорационных каналов.

Формулу (3.17) можно представить с использованием понятия приведенного радиуса скважины Гепр:

(3.18)

Приведенный радиус скважины - это радиус гидродинамически совершенной скважины, которая обеспе­чивает при равных прочих условиях такой же дебит, как гидродинамически несовершенная скважина. Для совер­шенной скважины Гпр=1с, для несовершенных Гпр<Ге.

Если гидродинамическое несовершенство скважины характеризовать отношением ее дебита к дебиту гид­родинамически совершенной скважины в равных условиях, то:

(3.19)

где (р - коэффициент гидродинамического несовершенства скважины.