Производительность скважин при заводнении
.pdf
СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
Зависимость дебита от времени
Дебит, м3/сут
200
190
180
170
160
150
140
1 час |
Неустановившийся |
Псевдоустановившийся |
Установившийся |
|
|||
|
режим |
режим |
режим |
21 час |
|
|
|
|
|
Tss |
|
Tpss |
|
|
60 дней |
|
|
|
0 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
||||
|
|
|
Время, дни |
|
|
|
|
|
Рисунок 3.2. Динамика дебита добывающей скважины элемента симметрии 5-точки
Непосредственно после запуска происходит быстрое уменьшение дебита во время неустановившегося режима, который в рассматриваемом примере продолжается примерно
21 час. После дебит продолжает падать, но скорость его падения уменьшается по мере приближения к стационарному значению, такой характер изменения дебита соответствует псевдоустановившемуся режиму. На (Рисунок 3.3) приведена динамика среднего пластового давления. Видно, что в период псевдоустановившегося режима происходит изменение среднего пластового давления. Уменьшение дебита добывающей скважины в этот период обусловлено именно изменением среднего пластового давления, в то время как во время неустановившегося режима изменение дебита можно условно объяснить распространением воронки депрессии и увеличением эффективного радиуса контура дренирования.
- 23 -
СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
Зависимость среднего пластового давления от времени
Среднее пластовое давление, атм
245 240 235 230 225 220 215 210
21 час
Tpss
0 |
10 |
Псевдоустановившийся
режим
Tss
|
|
|
|
|
|
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
|
|
Время, дни |
|
|
|
|
Рисунок 3.3. Динамика среднего пластового давления элемента симметрии 5-точки
3.2. Выделение режимов в логарифмических и полулогарифмических координатах
На графике в декартовых координатах различие между режимами не очень заметно.
Поэтому для выделения характерных признаков режимов рассмотрим специальные способы отображения, а именно используем логарифмические и полулогарифмические координаты. На (Рисунок 3.4) показано поведение величины, обратной дебиту, в
логарифмическом масштабе по оси абсцисс. На графике четко виден прямолинейный участок, соответствующий обратно логарифмическому падению дебита на неустановившемся режиме.
- 24 -
СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
1/(Q(t)-Qss), м3/сут
0.1 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 
0.01
0 
0.1
Зависимость падения дебита от времени
Неустановившийся
режим
Tpss
1 |
10 |
Время, дни |
|
Рисунок 3.4. Динамика величины, обратной изменению дебита относительно дебита на установившемся режиме в логарифмических координатах
Напротив, если построить зависимость дебита (разности текущего дебита и дебита на установившемся режиме) от времени используя логарифмический масштаб (Рисунок 3.5)
по оси ординат, можно выделить другой прямолинейный участок, соответствующий псевдоустановившемуся режиму, следующему за неустановившимся. Такому поведению графика соответствует экспоненциальное приближение к уровню отбора на установившемся режиме.
- 25 -
СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
Зависимость падения дебита от времени
(Q(t)-Qss), м3/сут
100
Псевдоустановившийся
режим
10
1
T
0.1
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
|
|
|
|
Время, дни |
|
|
|
|
|
Рисунок 3.5. Динамика изменения дебита в полулогарифмических координатах
Таким образом, для добывающей скважины в рассматриваемом примере смена режимов сопровождалась изменением характера падения дебита по мере приближения к стационарному значению. Сначала такое падение было обусловлено распространением воронки депрессии и увеличением ее радиуса, потом – уменьшением среднего пластового давления.
3.3. Динамика дебита нагнетательной скважины
Показательным является график зависимости дебита закачки от времени (Рисунок
3.6). В отличие от добычи при падении среднего пластового давления приемистость скважины не падает, а растет. Поэтому в период неустановившегося режима можно наблюдать постепенное увеличение приемистости. Отметим, что быстрое падение расхода в период неустановившегося режима сохраняется аналогично добывающей скважине.
Смена направления изменения дебита обуславливает наличие минимума на графике, что является наиболее ярким показателем смены режима.
- 26 -
СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
Зависимость приемистости от времени
Приемистость, м3/сут
160 |
|
|
|
|
|
|
|
1 час |
Неустановившийся |
Псевдоустановившийся |
Установившийся |
|
|
155 |
|
режим |
режим |
|
режим |
|
|
|
|
|
|||
150 |
|
|
|
|
|
|
145 |
|
|
|
|
|
|
140 |
|
|
|
|
|
|
135 |
Tpss |
|
|
|
60 дней |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
130 |
|
|
Tss |
|
|
|
125 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 |
|
|
|
|
|
|
115 |
21 час |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
110 |
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
|
|
|
Время, дни |
|
|
|
Рисунок 3.6. Зависимость приемистости от времени
На следующем рисунке приведено сравнение дебита добывающей и приемистости нагнетательной скважины (обе величины в пластовых условиях) на одном графике.
Видно, что закачка и отбор с разных сторон стремятся к одному стационарному значению,
соответствующему установившемуся режиму, при этом отбор всегда остается больше закачки.
- 27 -
СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
Дебит, м3/сут
|
Qдоб(t) и Qнагн(t) при Pпл0=250 атм |
|
|
300 |
Неустановившийся |
Псевдоустановившийся |
Установившийся |
|
|||
|
режим |
режим |
режим |
250 |
|
|
|
200 |
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
Добывающая скважина |
|
100 |
|
|
|
|
|
Нагнетательная скважина |
|
50 |
|
Дебит на установившемся режиме |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
|
|
|
Время, дни |
|
|
|
Рисунок 3.7. Сравнение динамик дебита добывающей скважины и приемистости
нагнегагельной скважины элемента симметрии пятиточечной схемы разработки
3.4. Зависимость длительности псевдоустановившегося режима от разницы начального и установившегося давлений
Описанный ранее случай соответствует падению среднего пластового давления в процессе установления стационарного состояния при условии, что начальное среднее давление в пласте больше стационарного значения. Очевидно, такое описание можно обобщить на случаи, когда начальное давление меньше стационарного значения
(например, после перевода скважины в нагнетание после отработки на нефть), а также на случай, когда начальное давление равно стационарному. На (Рисунок 3.8) приведена динамика отборов для элемента заводнения для случаев различных значений начального пластового давления. Параметры пласта и геометрия шаблона заводнения такие же что и в рассматриваемом выше примере пункта 3.1.
- 28 -
СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
Дебит, м3/сут
300 250 200 150 100 50 0
|
Qдоб(t) |
|
Неустановившийся |
Псевдоустановившийся |
Установившийся |
режим |
режим |
режим |
Начальное Рпл=250 атм
Начальное Рпл=200 атм
Начальное Рпл=150 атм
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
|
|
|
Время, дни |
|
|
|
Рисунок 3.8. Динамика дебита добывающей скважины элемента симметрии пятиточечной схемы разработки для разных начальных пластовых давлений
Во всех рассмотренных случаях установившееся значение среднего пластового одинаково (200 атм) и скважины работают с постоянными забойными давлениями добычи и нагнетания 50 и 350 атм. соответственно.
Видно, что если начальное давление (150 атм) меньше стационарного значения,
добыча ведет себя аналогично закачке в рассмотренном ранее случае, т.е. быстро падает на неустановившемся режиме и постепенно увеличивается по мере роста среднего давления. Нагнетательная и добывающая скважины в этом случае как будто меняются местами. При этом плавный рост симметричен падению дебита для случая начального давления 250 атм относительно горизонтальной прямой, соответствующей установившемуся значению. Очевидно, что в рассматриваемом случае закачка все время превышает отбор, что и приводит к росту среднего давления.
Превышение закачки над отбором можно объяснить большей репрессией на нагнетательной скважине по сравнению с депрессией на добывающей. По мере увеличения среднего давления депрессия увеличивается, в то время как репрессия – падает, что и приводит к описанному поведению системы. По мере приближения к стационарному значению скорость изменения давления уменьшается, т.к. уменьшается
- 29 -
СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
дисбаланс между закачкой и отбором. Это и есть псевдоустановившийся режим в системе заводнения.
Если начальное значение давления равно установившемуся (200 атм), то закачка становится равна отбору с ранних моментов времени а среднее давление остается постоянным. Такой случай также представлен на (Рисунок 3.8). В этом случае уменьшение дебита происходит только в относительно короткий период неустановившегося режима. Сразу после его окончания начинается установившийся режим.
Приведенный пример наглядно иллюстрирует различие в длительностях неустановившегося и псевдоустановившегося режимов. При отсутствии псевдоустановившегося режима изменение дебита происходит только непродолжительное время в течение неустановившегося режима, в то время как при псевдоустановившемся режиме дебит изменяется длительное время. Позже будет показано, что факторы определяющие длительность этих двух режимов также различны. На неустановившийся режим влияние оказывают в первую очередь коэффициент пьезопроводности и радиус области дренирования и практически не влияет значение скин-фактора и депрессии на скважине, на псевдоустановившийся режим оказывает влияние соотношение отбора к объему дренируемой области, т.е. депрессия и скин фактор будут играть существенную роль.
3.5. Зависимость длительности псевдоустановившегося режима от скин фактора. Качественное отличие PSS от неустановившегося режима
Несмотря на то, что падение дебита за время неустановившегося режима весьма существенно в рассмотренных моделях, на практике за счет малой длительности такого режима в высокопроницаемых пластах такое падение может остаться незамеченным.
Однако при разработке низкопроницаемых залежей длительность этого режима может оказаться весьма значительной. Обычно разработка таких коллекторов проводится с использованием технологии гидроразрыва пласта (ГРП). Наличие трещины ГРП позволяет существенно увеличить темп отбора при прочих равных условиях, а его увеличение приводит к сокращению времени протекания псевдоустановившегося режима.
На (Рисунок 3.9) показаны зависимости дебита элемента пятиточечной системы от времени для различных значений скин-факторов нагнетательной и добывающей скважин.
Меньшим значениям скин-фактора соотвествуют большие значения дебита, поэтому для удобства анализа значения дебита были приведены к значению дебита на установившемся
- 30 -
СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
режиме. При приведении значение дебита на установившемся режиме для каждого из случаев было принято равным единице, поэтому все графики стремятся к единичному значению.
Q, отн. ед.
|
Сравнение динамики относительных дебитов закачки для случая |
|
|||||
|
|
|
разных скин-факторов |
|
|
|
|
1.4 |
|
|
|
|
|
|
|
1.2 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
0.8 |
|
|
|
|
|
|
|
0.6 |
|
|
|
|
|
|
S=0 |
|
|
|
|
|
|
S=-2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
|
|
S=-4 |
|
|
|
|
|
|
S=-6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.2 |
|
|
|
|
|
|
S=-7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
140 |
|
|
|
|
t, часы |
|
|
|
Рисунок 3.9. Динамика дебита добывающей скважины элемента симметрии пятиточечной схемы разработки для разных скин факторов
Для удобства был рассмотрен случай роста среднего пластового давления,
соответствующий наличию минимального значения дебита на границе установившегося и псевдоустановившегося режимов. Из графиков видно, что уменьшение скин-фактора приводит к уменьшению длительности псевдоустановившегося режима, в то время как длительность неустановившегося режима меняется незначительно. Такое различие еще раз подчеркивает разницу в характере этих режимов.
Нестрого разницу во влиянии скин-фактора на длительности можно объяснить следующим образом. Уменьшение скин-фактора увеличивает эффективный радиус скважины, увеличивает дебит. Как следствие увеличения радиуса сокращается также расстояния от стенки скважины до границы области дренирования. Длительность неустановившегося режима пропорциональна квадрату этого расстояния. Однако, даже увеличение эффективного радиуса в 100 раз (т.е. с 0.1 до 10 м) при радиусе зоны дренирования 250 м. относительное изменение квадрата расстояния составит около 8.5%,
в то время как дебит изменится примерно в 2.5 раза. Поскольку длительность псевдоустановившегося режима напрямую связана с отношением дебита к поровому
- 31 -
СПБГУАП группа 4736 Контакты https://new.guap.ru/i03/contacts
объему пласта, то соответствующим образом изменится и длительность. Длительность неустановившегося режима при этом изменится незначительно.
- 32 -