Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1275

.pdf
Скачиваний:
29
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
13.85 Mб
Скачать

 

 

a

f

2о

о= \

о 2

_

а

------М 2

 

 

(

e- ( 6 - v

r 5+- )

+ -

d E = ^ 4

f

e

^

V2'd 6 =

Г я

Л

 

 

 

 

1/«

А

 

 

 

 

о* а— /-

 

 

 

 

V2

 

 

 

-

 

V2

 

 

 

 

 

 

 

у

я

 

_J

 

V я

V-o

i/«

V J

dz

=

= * А

Г е - ' Л - ^ Ч г

f e " ' * +

[

 

 

 

_

_

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fte "2"

[1 -|-erf(X)],

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

erf(A) =

— — I

e

dz,

 

 

 

 

V *

0

 

 

 

 

In

к

 

A =

In

К

 

a =

 

 

 

1 / 2 а

 

У2 а

 

1/2

 

Таким образом,

 

 

 

 

 

^ „(/)=

J h * £ s h L e 2 Г1 -j-erf

—-— In

# ) ]

 

2>-"'

 

L

W

i a

Аналогичным образом получаем, что

 

9 . ( 0 =

bhA',ck‘k . е~^~Г 1— erf ( — — 1 п -^ -

v'j)]'

 

W

 

L

 

*

Складывая

(3.18)

и

(3.19), имеем

 

 

(ЗЛ8)

(3.19)

 

л

 

-------- —

Л

0*

 

--------

 

0*

 

 

 

 

 

;

2

=

 

;

л 2

 

 

(3.20)

 

*7ж 1*7=

е

 

 

с

 

 

 

 

 

 

Ив*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v (< )= -£ - r i - e

r

f f - ^

l n

- ^

- ^

^

l

(3-21)

 

 

2

L

 

\V 2 а

 

*

 

V 2

/ J

 

 

3.

Р а с ч е т

п о к а з а т е л е й

разработки

элемента одно­

рядной

системы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет показателей разработки элемента системы осуществ­

ляется в следующем порядке. Вначале по формуле (3.13) опреде­

ляют проницаемость

 

 

пропластка,

обводнявшегося

ко времени

t

= /*. Для условий задачи имеем, например, при t* =

6 ,9 -107 с «

~

800 сут

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т (1 - s „ о с т -SCB)

kg

 

kg

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

\

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

2Apct

 

 

 

 

 

 

 

 

__

0.2(1 — 0,45 — 0,1)4-10—3-500a

=

j ш

 

ш _ 12 м*

 

 

 

 

2-0,375-10*-6.9-107

 

 

 

 

 

 

81

Для вычисления дебита нефти и воды необходимо определять значение интеграла

erf (

l n- ^L- -

— -

V V 2 о

к

У 2

Можно при этом использовать также таблицы интеграла веро­

ятности

 

 

 

 

 

 

 

Ф(х) =

f

°

е Z' 2dz\

 

 

У 2л

 

 

 

помещенные,

например,

в справочнике [41.

Имеем

соотношение

 

.

 

 

 

 

х

_

J erf (х)

- — — $ e~z'dz = Ф (х у 2 ) •

Обозначим

 

У я

0

 

l

i

f

e *

о

X -

У2

о

 

k

У 2

 

I Z — I n —

z ~ ~ — — — >

тогда

 

 

 

 

 

 

 

V х У 2

- —

1 п -^ -----а.

ок

Таким образом, обводненность v = v (t) будем вычислять по формуле (3.21), преобразованной к виду

у , ( 0 = ^ ( 0 = 4 - [ 1 - Ф ( 4 - 1 п - Ь — а )] .

 

Прежде

чем

вычислять v3 =

v3 (t),

приведем к виду, удобному

для

вычислений,

зависимость

k* =

k* (/)•

 

 

Имеем для условий задачи

 

 

 

 

k

_

 

0,2(1 — 0,45 — 0,1)4-10~3-5002

1,2-10~4

 

 

* _

 

 

 

2-0,375-10е

 

_

t

 

Например,

при t = 4-107

с « 464 сут

проницаемость

k

----- = 0

3 . 10-и мз_

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

../гг

 

l i f e *

1

OQI

з-10-*2

-0 ,6 6 5

х У 2

 

= ---- In—------- о =

--------2,3 ш -------------

 

 

 

 

о

I

0,665

Ь

0 ,4 -Ю- 12

 

- 1,504 • 2,3 lg 7,5 —0,665 = 2,365.

По таблицам Ф (2,365) = 0,983. Отсюда при t = 4 -107 с значе­ ние v3 = 0,0085. При вычислениях интеграла Ф (■*]/ 2) следует

82

учитывать, что при отрицательном аргументе он равен отрица­ тельной величине, т. е.

Ф ( — х У 2 ) = — Ф(х у 2).

Тогда

vs(0 = 4 - [ 1 + Ф ( - * 1/Т )].

Результаты вычислений изменения во времени обводненности продукции, а также дебита нефти и воды при постоянном дебите жидкости для элемента пласта приведены в табл. 13 при ряде зна­ чений времени / = t*.

Таблица

13

 

ф (* V г)

 

 

 

Л

К .

2

v3

^нэ’

^ПЭ’

годы

\о~1-

 

м1 сут

м' сут

1

.3,810

2,722

0,9935

0,00325

96,68

0,320

2

1,903

1,680

0,907

0,0465

92,50

4,500

3

1,268

1,070

0,715

0,143

83,17

13,83

4

0,951

0,638

0,476

0,262

71,59

25,41

5

0,7610

0,302

0,238

0,381

60,04

36,96

6

0,634

0,0281

0,0223

0,489

49,58

47,42

7

0,544

—0,204

—0,161

0,581

40,67

56,33

8

0,476

—0,405

—0,314

0,657

33,26

63,74

9

0,423

—0,582

—0,439

0,720

27,21

69,79

10

0,381

—0,740

—0,541

0,771

22,26

74,74

11

0,346

—0,883

—0,623

0,811

18,30

78,70

12

0,317

1,014

—0,690

0,845

15,04

81,96

13

0,293

1,135

—0,743

0,872

12,46

84,54

14

0,272

1,246

—0,787

0,894

10,33

86,67

15

0,254

1,350

—0,823

0,912

8,58

88,42

Дебит жидкости, получаемый из элемента разработки ^жэ, со­

гласно (3.20) не изменяется со временем при Арс = const. По фор­ муле (3.20) для условий задачи имеем

 

 

400-15 0,375-106-1 0,4-10~12

0,665=

Яжэ

е 2

1,1225-10-3 м3/с =

 

 

 

2 1 0 - 3-500

 

 

 

=

97

м3/сут.

 

 

 

 

При

v3 =

0,0085

дебит

qB3 =

0,0085-1,12-10~3 = 0,0095 х

X 10_3 м3/с =

0,82 м3/с, т. е. через 464 сут после начала разработки

элемента из него будет добываться почти безводная продукция.

На

рис.

29 приведена зависимость

обводненности продукции

v3 = v3 (/) от времени. Как

видно,

обводненность продукции вна­

чале растет медленно, а затем темп роста увеличивается и примерно при />*13 лет снова нарастает сравнительно медленно.

Чтобы определить изменение во времени текущей нефтеотдачи элемента г|э = г|3 (/), поступают двояким образом. Можно опреде­ лить накопленную добычу нефти элемента по формуле

83

г

Рис. 29. Зависимость обводненности продукции и нефтеотдачи от вре­ мени для элемента при одноряд­ ной схеме расположения скважин

QHS —J*ОЯйЭ(0 dt

и затем ее разделить на геологические запасы нефти в элементе. Так как добыча нефти исчисляется в объемных единицах, приве­ денных к пластовым условиям, будем определять не геологические запасы нефти элемента в массовых единицах, а объем нефти Vнэ. в пластовых условиях в элементе пласта. Имеем

V нэ = blhotn (1 —sCB) =

400 • 500 • 18,75 • 0,2 • 0,9' - 675 • 103 м3.

Текущая нефтеотдача

элемента составит

j j b = Q n 3 ^ нэ-

 

Однако установление текущей нефтеотдачи описанным способом связано с численным определением накопленной добычи нефти, что может внести погрешности в расчеты.

Поэтому применим второй метод расчета нефтеотдачи — анали­ тический. Так, к некоторому моменту времени t обводняются про­ слои, имеющие проницаемость выше проницаемости k*. Толщина этих обводненных прослоев равна h. Имеем

оо

h = h^ f{k)dk.

К

Суммарное количество нефти, извлеченной из этих прослоев,.

QH31

b ltT l

(1

OCT

SHCB) hS

 

 

Имеем для логарифмически нормального распределения

 

 

ОО

 

_

(ln fe -ln fe)12

о с

_ ( у - у ) 2

hlh =

 

f — -j=— е

dk = f —— — e

dy —

 

 

ь

2л ok

 

 

7 У 2л ст

 

 

 

к*

 

 

 

УФ

 

1

1 —Ф

 

 

 

 

2

 

о

 

 

 

 

 

 

 

84

Нефть извлекается из еще необводнившихся прослоев. При усло­ вии |iB/&B= |1н/&н из формулы (3.6) получаем

|Лн

kt^pzt

 

 

 

 

 

 

kH

Лр* —

 

 

 

 

 

 

 

 

т (1

----

S H0CT

S C B )

 

 

 

 

 

Добыча нефти

из

необводнившихся

прослоев

 

 

d Q n 3 2 = = b t T l ( 1

S H O C T

^ с в ) X ^ d h .

 

 

 

 

 

Из приведенных формул получаем

 

 

 

 

Q.M =

 

f kf (k) d k = ?HS (0 <.

 

 

 

 

fM

 

О

 

 

 

 

 

 

Таким

образом, текущая

нефтеотдача

элемента

составит

 

 

ФнЭ1 -f~ QH32

 

 

 

 

 

In kjf

 

г1э =

0

SHOCT

S c b ) T]2

1— Ф

k

4-

V„3

 

 

2(1

sCB)

 

a

 

 

 

 

 

 

Чнэ (0 1

Изменение во времени нефтеотдачи показано на рис. 29, откуда видно, что через 15 лет после начала разработки элемента его нефте­ отдача станет равной т]э = 0,371.

4.

О п р е д е л е н и е п о к а з а т е л е й

разработки место­

рождения.

месторождения

Согласно плану разбуривания и обустройства

ежегодно в течение шести лет, т. е. в течение срока ввода месторож­ дения в разработку, в эксплуатацию передается по 50 элементов. Всего за 15 лет будет введено в эксплуатацию 300 элементов. Для простоты считаем, что добыча нефти с разбуриваемых и обустраи­ ваемых элементов будет происходить с начала каждого года.

Для определения изменения во времени добычи нефти по место­ рождению в табл. 14 приведены данные о добыче нефти из элемен­ тов, вводимых в действие за каждый год. Для определения добычи нефти по месторождению в целом добыча нефти по группам элемен­ тов суммируется по каждой горизонтальной строке таблицы. Ана­ логичным образом строится табл. 15 для расчета добычи воды. Обводненность добываемой из месторождения продукции вычис­ ляют по формуле

^ v=<7B/(<7B+ ?„)y

Всего по месторождению в разработку вовлекается объем нефти в пластовых условиях

( VH = 300 • 540 • 103= 16210е м3. )

Коэффициент охвата по месторождению в целом г|2 = 0,8. Поэтому общий объем нефти в пласте

( V„ = VH/ris = 202,5 -106 м3. )

85

Таблица

14

 

 

 

 

 

 

 

t ,

Добыча

нефти по группам элементов (по 50 элементов), м'/сут

Добыча нефти

 

 

 

 

 

 

из место­

годы

1

2

3

4

5

6

рождения,

 

м /сут

1

4834,0

4834,0

 

 

 

 

4834,0

2

4625,0

9459,0

3

4158,5

4625,0

4834,0

13 617,5

4

3579,5

4158,5

4625,0

4834,0

17 197,0

5

3002,0

3579,5

4158,5

4625,0

4834,0

20 199,0

6

2479,0

3002,0

3579,5

4158,5

4625,0

4834,0

22 678,0

7

2033,5

2479,0

3002,0

3579,5

4158,5

4625,0

19 877,5

8

1663,0

2033,5

2479,0

3002,0

3579,5

4158,5

16 915,5

9

1360,5

1663,0

2033,5

2479,0

3002,0

3579,5

14 117,5

10

1113,0

1360,5

1663,0

2033,5

2479,0

3002,0

11

651,0

И

915,0

11 1з;о

1360,5

1663,0

2033,5

2479,0

9 564,0

12

752,0

915,0

1113,0

1360,5

1663,0

2033,5

7 837,0

13

623,0

752,0

915,0

1113,0

1360,5

1663,0

6 426,5

14

516,5

623,0

752,0

915,0

1113,0

1360,5

5 280,0

15

429,0

516,5

623,0

752,0

915,0

1113,0

4 348,5

Таблица

15

 

 

 

 

 

 

 

 

Добыча

воды по группам элементов (по 50 элементов), м1сут

Добыча воды

ГОДЫ

 

 

 

 

 

 

из место­

1

2

3

4

 

6

рождения,

 

 

м:1сут

1

16,0

16,0

 

 

 

 

 

16,0

2

225,0

 

241,0

3

691,5

225,0

16,0

 

932,5

4

1270,5

691,5

225,0

16,0

2 203,0

5

1848,0

1270,5

691,5

225,0

16,0

4 051,0

6

2371,0

1848,0

1270,5

691,5

225,0

16,0

6 422,0

7

2816,5

2371,0

1848,0

1270,5

691,5

225,0

9 222,5

8

3187,0

2816,5

2371,0

1848,0

1270,5

691,5

12 184,5

9

3489,5

3187,0

2816,5

2371,0

1848,0

1270,5

14 982,5

10

3737,0

3489,5

3187,0

2816,5

2371,0

1848,0

17 449,0

11

3935,0

3737,0

3489,5

3187,0

2816,5

2371,0

19 536,0

12

4098,0

3935,0

3737,0

3489,5

3187,0

2816,5

21 263,0

13

4227,0

4098,0

3935,0

3737,0

3489,5

3187,0

22 673,5

14

4333,5

4227,0

4098,0

3935,0

3737,0

3489,5

23 820,0

15

4421,0

4333,5

4227,0

4098,0

3935,0

3737,0

24 751,5

Нефтеотдача по месторождению в целом определяется как отноше­ ние объема накопленной добычи нефти

QH = .1 <7„(0 dt

к первоначальному объему нефти в пласте W На рис. 30 показана зависимость обводненности v и текущего коэффициента вытеснения т)! от времени по месторождению в целом.

v/ З а д а ч а 3.8КПри разработке нефтяного месторождения, имеющего площадь нефтеносности 5 = 2494,08-104 м2, использо-

86

Рис. 30. Зависимость технологиче­ ских показателей разработки место­ рождения от времени при одноряд­ ной схеме расположения скважин

вано площадное заводнение при семиточечной схеме расположения скважин. Расстояние между двумя добывающими или между до­ бывающей и нагнетательной скважинами 2ос = R = 400 м. Ра­ диус нагнетательной скважины гс = 0,1 м.

Продуктивный пласт неоднородный по толщине, и его можно представить моделью слоисто-неоднородного пласта. Плотность

распределения

абсолютной проницаемости соответствует, как и

в

задаче 3.7К,

логарифмически нормальному закону. При этом

k

= 0,25-10~12

м2, а = 0,5. Общая толщина пласта составляет

25 м, а толщина пропластков, вовлекаемых в разработку, h = 20 м.

Пористость

нефтенасыщенных

пород т =

0,23, вязкость

нефти

в

пластовых

условиях р,н =

2,5 мПа-с,

вязкость

воды

рв =

=

1 мПа-с.

Насыщенность пласта связанной водой

sCD= 0,1. Вы­

теснение нефти водой происходит поршневым способом, при этом

для

всех

пропластков

kn = 1,

kB = 0,4, S H O C T

=

0,4,

так

что

[ijkв = \ i j k u. Перепад

давления

между нагнетательной скважи­

ной и контуром отбора радиусом

R составляет

Дрс =

2-10°

Па.

Скорость ввода элементов

в

разработку — 10

элементов

за

год,

срок

ввода месторождения

в

разработку — 6 лет. Таким

об­

разом, всего в разработку вводится 60 элементов.

Требуется определить изменение в течение 15 лет следующих показателей:

1.Добычи нефти, обводненности продукции и текущей нефте­ отдачи для одного элемента разработки.

2.Добычи нефти, воды и текущей нефтеотдачи для месторож­ дения в целом.

Ре ш е н и е .

1. О б щ а я м е т о д и к а расчета добычи нефти и воды. Бу­ дем приближенно считать, что при разработке элемента семито­ чечной системы происходит радиальное вытеснение нефти водой, закачиваемой в нагнетательную скважину, к «контуру отбора», имеющему форму окружности радиуса R (см. рис. 26), на которой находятся добывающие скважины.

Элементарный расход воды dqi, поступающей в t-й пропласток толщиной dhi, в этом случае составит

dqi = ----- ^ L 2 n d h ir- ^ - -

MB dr

87

Будем полагать, что в некоторый момент времени t фронт воды, вытесняющей нефть из i-го пропластка, продвинулся на расстоя­ ние гв от начала координат (см. рис. 26).

Разделяя переменные в приведенном выражении и интегрируя

в пределах гс < г < гв,

получаем

 

dqi In rBlrc= (kBki/\LB)

2ndhi (pc — pB),

(3.22)

где pB— давление на фронте вытеснения нефти водой.

Впереди фронта вытеснения движется нефть. Поэтому после

интегрирования аналогичного выражения для нефти

в пределах

гв < г < R имеем

 

 

 

 

dqi In R/rB= (kH cl[xH) 2Tidhi (рв

PK

(3.23)

где рк — давление на контуре добывающих скважин.

 

Из (3.22) и (3.23) получаем

 

 

dqi = ________2nktApMi________.

(3.24)

k B

Г c

k B

Г в

 

Аналогично случаю прямолинейного вытеснения нефти водой, рассмотренному в задаче 3.7К, напишем для элементарного расхода воды, вытесняющей нефть из /-го пропластка, следующее выраже­ ние:

dqi = m(\ — s„0CT—sCB)2nrB- ^ - . (3.25) at

Приравнивая правые части выражений (3.24) и (3.25) и опуская индекс i, получаем

 

In ———-[■

Ин

 

drв

 

khpc

(3.26)

£ в

гс

 

 

dt

m (1

$Н 0С Т

---- S C B )

Обозначая p =

rjr c и выполняя

интегрирование уравнения

(3.26)

при

Дрс =

const, приходим к следующему соотношению

для определения р при различных значениях времени t

Ив

Ин ) [рг ( ln р - j - ) 4

 

- ^ - ln —

(р2— 1) =

( kB

2/гДрс£

 

 

 

ftн

Гс

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.27)

 

 

 

 

 

 

 

 

т

( ^

S HOCT

SCB ) Г с

 

 

 

 

Чтобы

найти проницаемость

пропластков,

обводнившихся

к моменту времени

t =

t#, необходимо положить в формуле (3.27)

£> = рк = R!rc. Тогда

из (3.27)

получим

 

 

(3.28)

:88

Как и в задаче 3.7К, положим dh = hf (k) dk. Учитывая это, на основе формулы (3.24) получим следующие выражения для дебита нефти, приведенного к пластовым условиям и воды:

к,

Ян(0 =

2nhAp

_________ kf (k) dk_________

^ ~ \ п

--- In—£

(3.29>

 

 

гв

 

о

кв

rc

kH

 

 

 

 

 

7.(0 =

2nkBhApc

С kf (k) dk.

 

 

1 Я~~

 

 

 

Ив In-----

к. (t)

 

 

 

 

Гс

 

 

 

В первую формулу

(3.29)

следует подставить гв= rB(t) из фор-

мулы (3.27). Дебиты нефти и воды в общем случае можно опреде­ лять численным путем с применением ЭВМ на основе системы со­ отношений (3.27), (3.28) и (3.29). Однако в рассматриваемой задаче по условию |ХВ/kB—р„/^„ = 0.

С учетом этого условия приведенные соотношения значительно упрощаются.

Из (3.28) получаем в этом случае

 

 

 

=

С =

0

5н ост

S C B ) ^сМ-н

Рк (Рк

0

(3.30)

 

 

2ДpckH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из (3.29)

имеем

 

 

 

 

 

 

 

 

_

к* (О

 

 

 

 

 

<?„(<) =

2я*нрс

Г

kf(k)dki

 

 

(3.31)

 

Ин In

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qB(t)=

 

-

Г

kf{k)dk.

 

 

 

 

цв 1n ———

J

 

 

 

 

 

 

 

rc

К it)

 

 

 

 

 

Соответственно

для

дебита жидкости

<7ж = Я» +

 

Яв получаем

из (3.31) следующее выражение:

 

 

 

 

Ям

2*k«h&P'Ckf {k)dk =

2яМА^ с ■f kf (k) dk,

 

(3.32)

 

Ин In ------- J

 

 

Ив In -------

J

 

 

 

Гс

0

 

 

Гс

0

 

 

2. Р а с ч е т

п о к а з а т е л е й разработки элемента семи­

точечной системы разработки. Поскольку плотность вероятностно­ статистического распределения проницаемости пропластков в рас­ сматриваемой задаче, как и в задаче 3.7К, подчиняется логариф­ мически нормальному закону, интегралы, входящие в правые ча­ сти формул (3.31) и (3.32), уже вычислены в задаче 3.7К и их можно взять непосредственно из решения предыдущей задачи.

89

Имеем на основе (3.31),

(3.32)

и формул предыдущей задачи

 

 

а3

 

 

 

C

 

 

 

1 -f erf ( ~ — In

 

 

 

 

 

Hi,

In

~ \L

\ V 2ст

kt

к ) ] -

 

 

о=

 

 

 

 

 

 

 

- [ 1—erf ( — — In- c

(3.33)

 

Гс

L

U

2a

kt

т

 

 

 

 

 

 

 

 

tJL

.

v

 

- 7 -

 

 

\

}»,Jn

* . =

 

 

rc

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

 

 

 

т

 

sca) 9H(*2 -

rl) ln —

 

 

 

 

 

 

 

rc

 

 

2ДрсЛн

Приведем прежде всего данное выражение для С к удобному для вычислений виду, подставив в него значения величин из усдовня задачи. Имеем

с -

0»33-0,5»2,5. Ю -3 (400а - 0,1*) 2.3 lg 400/0.1 =

9 597 . 10- s ма .с

 

22 106 1

’ “

При

i - 4 годам = 1261,6* 105 с обводнятся

прослои, имеющие

проницаемость k равную или превышающую

k9,527*10^ _ — о 755* 10~12 м2.

*1261,6'10s

В соответствии с решением задачи 3.7К

х \ -2

1п -^-

о

'

2,3 lg-^f— ----- 0,5=1,708.

О

k

 

0. 5

0.25

По справочнику 141 Ф (1,708) = 0,912. Тогда, как и в случае задачи 3.7К, имеем

V

<1^1=0.044.

Таким образом,происходитобводнение элемента в начальный период его

разработки сравнительно медленно.

Определим дебит жидкости, извлекаемой из элемента иди за­ качиваемой в пего. Из (3.33) имеем

^V

Щпа, 1

г

* Л<ЙС 1Л_з,

= 3,435' 10^ эо с =

 

№~s-2,Sllg-

400

 

ШьЛ м^'еуТч

9)0)

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]