ловиями использовался численный метод, применяемый для решения задач многомерной фильтрации и алгоритма его реализации на ЭВМ, подробно изложенный в [5]. Для численного решения уравнения (3.253) в разностных коэффициентах необходимо учитывать член θ, обусловленный нелинейным законом фильтрации.
Решение уравнения (3.253) считалось справедливым и сопоставлялось с приближенным решением (3.243), (3.251), (3.252) только после выхода скважины на стационарный режим, т.е. когда депрессионная воронка в пласте стабилизировалась.
По известным значениям давления на контуре питания pê и на скважине pñ, полученным из решения уравнения (3.253), вычислялись дебиты горизонтальной скважины по приближенным формулам (3.243), (3.251), (3.252). Дебит горизонтальной скважины Qà, полученный по приближенным формулам, сравнивался с дебитом Q÷, полученным из численного решения уравнения (3.253).
Погрешность (в %), связанная с применением аналитических формул (3.243), (3.251), (3.252), определялась из соотношения
∆ = |
|
Q÷ − Qà |
100. |
(3.257) |
|
||||
|
|
Q÷ |
|
Сопоставление результатов расчетов по приближенным формулам (3.243), (3.251), (3.252) и по уравнению (3.253) при исходных данных, близких по ем- костно-фильтрационным свойствам Средне-Ботуобинского и Уренгойского (валанжинская залежь) месторождений, для различных h è Rê приведено в табл. 3.17, из которой видно, что погрешность, допускаемая по приближенным формулам, не превышает 3,7 %. Однако следует отметить тенденцию к ее увеличе- нию с увеличением толщины пласта, что связано с принятой моделью задачи, в которой истинная зона фильтрации заменяется пластом переменной толщины, изменяющейся по гиперболическому закону.
Сопоставление результатов приближенного и «точного», численного решений различных вариантов задачи, приведенное в табл. 3.17 (различные толщины пластов, расстояния до контура питания, свойства газа), показывает на впол-
|
|
Ò à á ë è ö à |
3.17 |
|
|
|
|||
Результаты расчетов дебита горизонтальной скважины по приближенным |
|||||||||
формулам |
(3.243), (3.251), (3.252) и численное решение уравнения (3.253) |
||||||||
|
|
при различных h è Rê |
|
|
|
||||
|
|
|
|
Давление, МПа |
Дебит, тыс. м3/ñóò. |
Погрешность |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∆, % ïðè- |
Месторождение |
Параметры |
|
|
|
|
ïî (3.243), |
ïî |
||
|
|
|
|
ближенных |
|||||
|
|
|
|
pê |
|
pç |
(3.251), |
||
|
|
|
|
|
(3.253) |
формул |
|||
|
|
|
|
|
|
|
(3.252) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средне-Ботуобин- |
h = 10 ì, Rê = 200 ì, |
|
14,80 |
|
14,38 |
201,6 |
200 |
0,8 |
|
ñêîå L = 200 ì, Rñ = |
À = 0,06076, Â = |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,1 ì |
= 1,397 10–7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h = 20 ì, Rê |
= 400 ì, |
|
14,81 |
|
14,38 |
207,4 |
200 |
3,7 |
|
À= 0,06051, Â = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 6,936 10–8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h = 10 ì, Rê |
= 300 ì, |
|
14,81 |
|
14,17 |
205,2 |
200 |
2,6 |
|
À= 0,09036, Â = |
|
|
|
|
|
|
|
|
Уренгойское (ва- |
= 2,055 10–7 |
= 500 ì, |
|
30,53 |
|
25,47 |
505,2 |
500 |
1,0 |
h = 10 ì, Rê |
|
|
|||||||
ланжинская залежь) |
À = 0,532, Â |
= |
|
|
|
|
|
|
|
L = 200 ì, Rc = |
= 5,706 10–5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0,1 ì |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ï ð è ì å ÷ à í è å: À = [ÌÏà2/(òûñ. ì3/ñóò)]; |
B = |
[ÌÏà2/(òûñ. ì3/ñóò)2]. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
361
не пригодную точность приближенных формул, а, следовательно, и на целесообразность применяемых для их вывода моделей.
Кроме того, для оценки влияния нелинейности закона фильтрации на дебит горизонтальной скважины и точности приближенных формул (3.243), (3.251), (3.252) были проведены расчеты по уравнению (3.253) и по данным приближенным формулам для различных величин коэффициента β , определяющего нелинейность закона фильтрации. Оценки проводились для пористой среды, по своим параметрам близкой к коллектору Средне-Ботуобинского месторождения.
В табл. 3.18 и 3.19 приведены результаты расчетов по приближенным формулам (3.243), (3.251), (3.252) дебита горизонтальной газовой скважины, полностью вскрывшей полосообразный пласт, при нелинейном законе фильтрации и следующих исходных данных: pê = 15 ÌÏà, L = 200 ì, Rê = 500 ì, Rñ = = 0,1 ì, h = 10 м. При расчетах различных вариантов коэффициент À, учитывающий линейные потери давления, оставался постоянным, а значение коэффициента β* возрастало, увеличивая коэффициент Â, учитывающий нелинейные потери давления. Из табл. 3.18 и 3.19 видно, что с увеличением коэффициента Â в уравнении притока газа к горизонтальной скважине при постоянных коэф-
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ò à á ë è ö à |
3.18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Дебиты горизонтальной скважины при À = 0,1504 ÌÏà2/(òûñ. ì3/ñóò) |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
и различных величинах коэффициента Â, |
∆p2 = 29 ìÏà2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
β*, 1/ì |
|
|
0 |
|
|
7,0324 109 |
|
7,0324 109 |
|
7,0324 1010 |
|
7,0324 1011 |
|
|
7,0324 1012 |
||||||||
Â, ÌÏà2/(òûñ. |
|
|
0 |
|
3,3673 10–7 |
|
3,3673 10–6 |
|
3,3673 10–5 |
|
3,3673 10–4 |
|
|
3,3673 10–3 |
|||||||||
ì3/ñóò)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q , òûñ. ì3/ñóò |
|
|
193 |
|
193 |
|
|
192 |
|
185 |
|
|
145 |
|
|
|
73 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ò à á ë è ö à |
3.19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Дебиты горизонтальной скважины при À = 0,0150 ÌÏà2/(òûñ. ì3/ñóò) |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
и различных значения коэффициента Â, ∆p2=29 ìÏà2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
β*, 1/ì |
|
0 |
|
3,8646 107 |
|
3,8646 108 |
|
3,8646 109 |
|
3,8646 1010 |
|
|
3,8646 1011 |
||||||||||
Â, ÌÏà2/(òûñ. |
|
0 |
|
1,8505 10–8 |
|
1,8505 10–7 |
|
1,8505 10–6 |
|
1,8505 10–5 |
|
|
1,8505 10–4 |
||||||||||
ì3/ñóò)2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q , òûñ. ì3/ñóò |
|
1928 |
|
|
1923 |
|
|
1884 |
|
1609 |
|
|
910 |
|
|
|
357 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ò à á ë è ö à |
3.20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Результаты расчетов дебита горизонтальной скважины по приближенным |
|
|
|||||||||||||||||||||
формулам |
(3.243), (3.251), (3.252) и численное решение уравнения (3.253) |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
при различных значений коэффициента B |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Давление, МПа |
|
Дебит, тыс. |
|
|
|
|
Погреш- |
|||||
|
Â, ÌÏà2/(òûñ. |
À, ÌÏà2/(òûñ. |
|
ì3/ñóò. |
|
Äî- |
|
ность |
|||||||||||||||
β*, 1/ì |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ëÿ |
|
∆, % |
|||||||||||
|
|
|
|
ïî |
|
|
|
|
|||||||||||||||
ì3/ñóò)2 |
|
ì3/ñóò) |
|
|
|
|
|
|
|
|
ïî |
|
ÀQ, |
прибли- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pê |
|
pç |
|
(3.243), |
|
|
% |
|
женных |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.251), |
|
(3.253) |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
формул |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.252) |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
3,8646 107 |
|
1,835 10–8 |
|
1,5487 10–2 |
|
15,258 |
|
14,739 |
|
1004 |
|
1000 |
|
99,5 |
|
0,41 |
|||||||
3,8648 108 |
|
1,835 10–7 |
|
1,5487 10–2 |
|
15,262 |
|
14,736 |
|
1006,8 |
|
1000 |
|
98,2 |
|
0,68 |
|||||||
3,8646 109 |
|
1,835 10–6 |
|
1,5482 10–2 |
|
15,285 |
|
14,698 |
|
1014,8 |
|
1000 |
|
88,0 |
|
1,48 |
|||||||
3,8646 1010 |
|
1,835 10–5 |
|
1,5438 10–2 |
|
15,520 |
|
14,323 |
|
1036,1 |
|
1000 |
|
43,2 |
|
3,62 |
|||||||
3,8646 1011 |
|
1,835 10–4 |
|
1,5578 10–2 |
|
17,704 |
|
9,667 |
|
1039,2 |
|
1000 |
|
7,1 |
|
3,90 |
362
фициенте À и депрессии на пласт ∆p2 происходит весьма существенное снижение ее дебита.
Для различных значений коэффициента Â, давлений pê è pç в табл. 3.20 приведены дебиты горизонтальной газовой скважины, полностью вскрывшей полосообразный пласт, полученные по приближенным формулам (3.243), (3.251), (3.252) и из численного решения уравнения трехмерной нестационарной фильтрации газа при нелинейном законе сопротивления (3.253), а также погрешность приближенного аналитического метода по сравнению с численным решением. Из результатов расчетов, приведенных в табл. 3.20, следует, что с увеличением доли сопротивления, связанного с инерционными силами, погрешность аналитического метода, т.е. формул (3.243), (3.251), (3.252), растет, хотя и не превышает 3,9 %, что является вполне приемлемым для инженерных расчетов.
363