Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Исследование показателей двухфазной фильтрации в системе пласт-скважина. Методические указания к лабораторным работам
.pdf
41
Рис. 19. График функции Бакли-Леверетта (а) и производной
свв
в
в
SS
Sf
Sf
'
в
Sfq
lhbm
t
'
*
f(S)
0
Sсв
Sв
1
1
S
S*
f′(S)
0
S1
S2
f′(S
1
)=f
′(S
2
)
S
f′(S2)
f′(S1)
S*
Sсв
функции Бакли-Леверетта (б):
Sсв – насыщенность порового объёма связанной водой;
S* - предельная водонасыщенность
Водонасыщенность на фронте вытеснения нефти водой и соответствующие значения функции Бакли-Леверетта, а также её производной связаны соотношением:
. (46)
С их помощью могут быть рассчитаны показатели эффективности заводнения [4, 5, 6], например, время начала обводнения продукции пласта t*.
Для линейного вытеснения:
, (47)
при этом b, h, l – геометрические параметры протяжённого участка
пласта (ширина, толщина и длина, соответственно); q – расход закачиваемой воды в единицу времени; m – коэффициент пористости.
Для радиального вытеснения:
42
в
2
к
Sfq
mrh
t
*
, (48)
вв
вб
SfSf
Sf
S
SS
св
св
с
свв
1
1
..
где rк – радиальная координата границы области отбора жидкости.
Ещё одним показателем эффективности заводнения служит безводный коэффициент вытеснения нефти, определяемый с помощью
соотношения
. (49)
С увеличением
и, соответственно, увеличивается
/
кривая f(S) сдвигается вправо, возрастает Sв
в
н
. Иными словами, с увеличени-
б.в.
ем вязкости воды и (или) с уменьшением вязкости нефти эффективность процесса вытеснения повышается. Этому способствует, например, применение пен и загустителей, повышающих вязкость воды,
или тепловых методов, уменьшающих вязкость нефти.
Практическая часть
Цель работы:
ситуация 1 - изучить вопрос гравитационной устойчивости гра-
ницы раздела двух несмешивающихся жидкостей применительно к
процессам добычи нефти и определить показатели притока нефти к
вертикальной скважине, вскрывшей пласт с подошвенной водой;
ситуация 2 – изучить механизм фильтрации и определить дебит
жидкой фазы в случае радиального притока газированной жидкости к
вертикальной гидродинамически совершенной скважине;
ситуация 3 – 1) получить диаграмму Вогеля в случае, когда пластовое давление выше давления насыщения нефти газом; 2) получить
диаграмму Вогеля в случае, когда пластовое давление ниже давления
насыщения нефти газом;
ситуация 4 - оценить влияние соотношения вязкостей нефти и
воды на продолжительность безводного периода разработки (4.1) и
величину безводного коэффициента извлечения нефти (4.2) при
«непоршневом» вытеснении нефти водой.
43
Материалы и оборудование
Типовая исходная геолого-технологическая информация; справочные материалы; материалы стандартных лабораторных исследований, промысловых экспериментов и геологического изучения пласта; персональный компьютер и программное обеспечение общего
назначения.
СИТУАЦИЯ 1
Исходная информация
Вариант 1.
Пласт, подстилаемый подошвенной водой, вскрыт вертикальной
гидродинамически совершенной добывающей скважиной на глубину
b=12,5 м. Радиус контура питания R0=200 м, диаметр забойного
участка ствола скважины Dс=21,9 см, начальная нефтенасыщенная
толщина пласта h0=50 м, разность плотностей нефти и воды
−
=300 кг/м3, коэффициент динамической вязкости нефти
в
н
=2
н
мПас. Пласт считается однородным, проницаемости по горизонтальному и вертикальному направлениям равны kr=kz=0,5 мкм2, пористость m=0,25.
Последовательность выполнения работы
В соответствии с целью работы в ходе учебного исследования
требуется выполнить следующее.
1. Определить предельный безводный дебит скважины способом
И.А. Чарного.
2. Определить высоту подъёма конуса подошвенной воды.
3. Определить предельно допустимую депрессию.
4. Определить время безводной эксплуатации скважины:
а) способом П.Б. Садчикова;
б) способом В.Л. Данилова, Р.М. Каца.
По итогам работы каждый обучающийся оформляет отчёт, пример оформления титульного листа дан в приложении 1.
44
Для самостоятельного выполнения работы используют данные
.g
hk
Q
r
нв
н
2
0
0
2
h
;hq
;hqQQ
0пр
h
приложения 3 в соответствии с вариантом, назначенным преподавателем.
Получаемые результаты и их обработка
1. Определение предельного безводного дебита скважины.
1.1. Применяя способ И.А. Чарного, рассчитывают параметр Q0
[м3/с]:
(50)
1.2. Находят параметры
предварительно определив коэффициент анизотропии проницаемости
по уравнению (21).
А
1.3. Находят безразмерный дебит
графику (рис. 9).
1.4. Определяют предельный безводный дебит скважины:
2. Определение высоты подъёма конуса подошвенной воды
2.1. Находят параметр η
2.2. Определяют высоту подъёма конуса подошвенной воды по
уравнению (22).
3. Определение предельно допустимой депрессии
Предельно допустимую депрессию определяют по способу М.
по справочному графику (рис. 9).
max
и ρ по уравнениям (20),
по справочному
, [м3/с], [м3/сут].
Маскета, используя выражение (23). Результат расчёта переводят из
[Па] в [МПа].
Предварительно находят вспомогательную функцию
справочному графику (рис. 10).
4. Определение времени безводной эксплуатации скважины
Время безводной эксплуатации рассчитывают по уравнению (24),
подставляя в него значения безразмерного параметра τс, предварительно определённого по формулам (25) и (26).
по
45
Проверка правильности полученных студентом результатов
осуществляется преподавателем путём сравнения с эталонными значениями определяемых показателей.
Содержание отчёта
Отчёт должен включать следующее:
1) цель работы;
2) формулировку ситуационной задачи с необходимым набором
исходных данных;
3) промежуточные расчёты и результаты согласно п.п.1-4;
4) вывод, в котором анализируются итоговые результаты иссле-
дования.
СИТУАЦИЯ 2
Исходная информация
Вариант 1.
Нефтенасыщенный пласт, форма которого близка к круговой,
эксплуатируется единственной центральной добывающей скважиной,
гидродинамически совершенной по степени и характеру вскрытия.
Пласт сложен карбонатной породой с поровым типом коллектора и
считается однородным. Давление в пласте ниже давления насыщения
нефти газом. Условия отбора соответствуют безводному притоку газированной жидкости к вертикальному забойному участку ствола
скважины в стационарном режиме по закону Дарси.
Радиус контура питания пласта Rк=1 км. Несмотря на постепенное снижение пластового давления депрессия постоянна и равна 1,96
МПа, коэффициент динамической вязкости нефти
=1,2 мПас, ра-
н
диус ствола скважины Rc=0,1 м, толщина пласта h=8 м, абсолютная
проницаемость породы k=0,5 мкм2.
Зависимости относительных проницаемостей для нефтяной фазы
kн и газовой фазы kг от нефтенасыщенности S заданы кривыми Викова-Ботсета, которые представлены на рис. 20.
46
kг
kн
100
80
60
40
20
0
0
20
40
60
80
100
S, %
kг, kн, %
Рис. 20. Справочный график Викова-Ботсета
для известняков и доломитов
(ситуация 2)
Последовательность выполнения работы
В соответствии с целью работы в ходе учебного исследования
требуется выполнить следующее:
1) определить дебит жидкой (нефтяной) фазы для разных значе-
ний текущей насыщенности, соответствующей средневзвешенному
пластовому давлению.
Текущую насыщенность пласта жидкой фазой S для исходных
данных по варианту 1 рекомендуется принять равной:
47
№ опыта
1 2 3 4 5 6 7
S, %
60
65
70
75
80
85
90
2) построить график зависимости дебита жидкой (нефтяной) фа-
S, %
60
65
70
75
80
85
90
kн, д. ед.
… … … … … … …
Qн, м3/сут
… … … … … … …
зы от текущей нефтенасыщенности S;
3) сделать вывод о влиянии разгазирования на эффективность
вытеснения нефти.
Результаты, полученные в ходе работы, каждый обучающийся
приводит в отчёте.
Для самостоятельного выполнения работы используют данные
приложения 4 в соответствии с вариантом, назначенным преподавателем.
Получаемые результаты и их обработка
1. Определение дебита жидкой (нефтяной) фазы
1.1. Для каждого значения насыщенности S, которая рассматри-
вается в качестве однозначной функции пластового давления, находят относительную фазовую проницаемость kн по справочному графику (рис. 20).
1.2. Определяют дебит жидкой (нефтяной) фазы по способу Г.Б.
Пыхачёва, используя выражение (35).
1.3. Результаты определений записывают в таблицу (по образцу
табл. 4).
Таблица 4
Результаты определения дебита с использованием
графика Викова-Ботсета
2. Оценка влияния разгазирования на дебит скважины
По табличным данным строят график зависимости дебита Qн от
текущей насыщенности S.
48
Содержание отчёта
дебит нефти
qo=64 м3/сут ;
дебит воды
qw=0 м3/сут ;
пластовое давление
Р=20 МПа ;
забойное давление
Р
wf
=10,3 МПа ;
давление насыщения
Р
b
=10 МПа ;
скин-фактор
S=0.
Отчёт должен включать следующее:
1) цель работы;
2) формулировку ситуационной задачи с необходимым набором
исходных данных;
3) график Викова-Ботсета;
4) уравнение и расчёт дебита для одного значения насыщенности;
5) результаты определений дебита в табличной и графической
форме согласно п.п.1-2;
6) вывод, в котором анализируются итоговые результаты иссле-
дования.
Примерная структура вывода
Чем меньше / больше насыщенность пласта жидкой фазой, т.е.
чем больше / меньше в пласте выделившегося газа, тем меньше /
больше дебит скважины по нефти. Глубокое разгазирование нефти в
пласте приводит к режиму растворённого газа, снижению / возраста-
нию темпов отбора нефти, ухудшению / улучшению выработки запасов
и условий эксплуатации скважин.
Проверка правильности полученных студентом результатов
осуществляется преподавателем путём сравнения с эталонными значениями определяемых показателей.
СИТУАЦИЯ 3.1
Исходная информация
Вариант 1.
Пластовое давление выше давления насыщения. Скважина работает со следующими параметрами:
49
Последовательность выполнения работы
МПасутм
3
/
wf
o
PP
q
PI
сутм
3
/
bb
PPPIq
2
.
8,02,01
8,1
b
wf
b
wf
b
bo
P
P
P
P
PPI
qq
В соответствии с целью работы в ходе учебного исследования
требуется:
1) рассчитать коэффициент продуктивности PI при отсутствии
газа в потоке жидкости;
2) рассчитать дебит нефти qb при забойном давлении, равном
давлению насыщения (Pwf=Pb=10 МПа);
3) определить значения дебита нефти qo при забойных давлениях
ниже давления насыщения (P
4) построить индикаторную диаграмму скважины в координатах
«давление P – дебит нефти qo».
Результаты, полученные в ходе работы, каждый обучающийся
приводит в отчёте.
Для самостоятельного выполнения работы используют данные
приложения 5 в соответствии с вариантом, назначенным преподавателем.
Получаемые результаты и их обработка
1. Расчёт и построение индикаторной диаграммы Вогеля
1.1. Определяют коэффициент продуктивности при отсутствии
газа в потоке жидкости:
= 9; 8; 7; 6; 5; 4; 3; 2; 1; 0 МПа);
wf
давлению насыщения:
ниже давления насыщения:
1.2. Определяют дебит нефти при забойном давлении, равном
1.3. Определяют значения дебита нефти при забойных давлениях
Результаты записывают в таблицу (по образцу табл. 5).
50
Таблица 5
Pwf, МПа
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
qo, м3/сут
… … … … … … … … … … …
дебит нефти
qo=30 м3/сут ;
дебит воды
qw=0 м3/сут ;
пластовое давление
Р=11 МПа ;
забойное давление
Р
wf
=9 МПа ;
Результаты определения дебита с использованием
модифицированного приближения Вогеля
1.4. Строят индикаторную диаграмму в виде зависимости «дебит-
давление», выделяют линейную и нелинейную части графика.
1.5. Проверяют по графику выполнение условия (38).
Содержание отчёта
Отчёт должен включать следующее:
1) цель работы;
2) формулировку ситуационной задачи с необходимым набором
исходных данных;
3) расчёт коэффициента продуктивности при отсутствии газа в
потоке жидкости;
4) расчёт дебита нефти при забойном давлении, равном давлению
насыщения нефти газом;
5) уравнение и расчёт дебита для одного значения забойного дав-
ления ниже давления насыщения;
6) результаты определений дебита в табличной форме:
7) индикаторную диаграмму скважины;
8) проверку условия (38).
СИТУАЦИЯ 3.2
Исходная информация
Вариант 1.
Пластовое давление ниже давления насыщения. Скважина работает со следующими параметрами:
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]