Совместная работа пласта и скважины при фильтрации несжимаемой жидкости к несовершенной по степени вскрытия скважине

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Российский Государственный Университет нефти и газа им. И.М. Губкина

Кафедра нефтегазовой и подземной гидромеханики

Контрольная работа

по дисциплине «Подземная гидромеханика»

на тему: «Совместная работа пласта и скважины при фильтрации несжимаемой жидкости к несовершенной по степени вскрытия скважине»

Работу выполнил:

Клестов М.

Москва, 2012 г.

Содержание

• Введение
• 1. Виды несовершенства скважин. Определение дебитов несовершенных скважин
• 2. Потери давления при движении жидкости по насосно-компрессорным трубам при давлении выше давления насыщения
• 3. Совместная работа пласта и скважины: принцип расчета
• Вывод
• Список используемой литературы
• Введение
• Подземная гидромеханика - наука о движении жидкостей, газов и их смесей в пористых и трещиноватых горных породах. Она является той областью гидромеханики, в которой рассматривается не движение жидкостей или газов вообще, а особый вид их движения - фильтрация, которая имеет свои специфические особенности. Она служит теоретической основой разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. Вместе с тем, методами фильтрации решаются важнейшие задачи гидрогеологии, инженерной геологии, гидротехники, химической технологии и т.д.
• Для более прочного усвоения курса подземной гидромеханики проводится данная работа, цели которой:

1. Познакомится с видами несовершенства скважин и определением их дебита.

2. Определение потерь давления при движении жидкости по насосно-компрессорным трубам при давлении выше давления насыщения.

3. Научится расчету совместной работы пласта и скважины, а также проанализировать полученные результаты и сделать вывод.

Теперь непосредственно приступим к нашей работе.

скважина дебит нефтеотдача фильтрация

1. Виды несовершенства скважин. Определение дебитов несовершенных скважин

В теории фильтрации различают три вида несовершенства скважины:

1) скважина гидродинамически несовершенная по степени вскрытия пласта - это скважина с открытым забоем, вскрывшая пласт не на всю толщину;

2) скважина гидродинамически несовершенная по характеру вскрытия пласта - это скважина, вскрывшая пласт на всю толщину, но сообщающаяся с пластом через систему перфорационных отверстий или специальные фильтры;

3) скважина гидродинамически несовершенная как по степени, так и по характеру вскрытия.

Рис. 1. Схема притока к скважине, несовершенной по характеру вскрытия

? - расстояние между отверстиями вдоль оси скважины;

- радиус гидродинамически несовершенной скважины.

Скважина, несовершенная по характеру вскрытия, сообщается с пластом через систему перфорационных отверстий. Вблизи отверстий форма потока радиально-сферическая. Суммарная площадь фильтрации определяется суммой сечений отверстий, что значительно меньше поверхности вскрытого пласта. Это приводит к возникновению дополнительных сопротивлений в призабойной зоне пласта. Исследования показывают, что за пределами цилиндрической поверхности радиуса = + ? линии тока практически параллельны, и поток становится плоскорадиальным.

Рис. 2. Схема притока к скважине, несовершенной по степени вскрытия

Если скважина гидродинамически несовершенна по степени вскрытия. То линии тока будут параллельны за пределами цилиндрической поверхности радиуса ?1,5h. В зоне, прилегающей к скважине, поток жидкости вблизи кровли пласта будет плоскорадиальным, а в остальной части - радиально-сферическим.

Дебит скважины, несовершенной по степени вскрытия, можно найти по формуле Н.К. Гиринского, если считать, что скважина вскрыла пласт неограниченной толщины на глубину b:

Q =

Для пласта конечной толщины h М. Маскет предложил формулу:

Q =

где параметр С= учитывает дополнительные фильтрационные сопротивления, обусловленные несовершенством скважины как по степени вскрытия пласта (), так и по характеру вскрытия ().

Параметр зависит от:

- отношения мощности пласта h к диаметру скважины : a=h/

- относительного вскрытия: h' = b/h

Параметр зависит от 3 параметров:

- от произведения числа перфорационных отверстий на 1 м вскрытия толщины пласта n и диаметра скважины

- отношения глубины проникновения пуль в породу к диаметру скважины

- отношения диаметра перфорационных отверстий к диаметру скважины

Эти параметры можно найти по графикам В.И. Щурова.

2. Потери давления при движении жидкости по насосно-компрессорным трубам при давлении выше давления насыщения

Насосно-компрессорные трубы (НКТ) служат для подъема пластового флюида из скважины на дневную поверхность. Так как колонна насосно-компрессорных труб по своей сути ни что иное как простой трубопровод, то, соответственно, и расчет колонны НКТ будет таким же как расчет простого трубопровода. При расчете простого трубопровода основным уравнением является уравнение Бернулли. При движении жидкости в трубах, при различных режимах течения, существуют потери напора. Это потери напора на местные сопротивления, которые практически не зависят ни от длины участка длины, ни от ее диаметра.

Большое влияние на потери по длине оказывает шероховатость твердых стенок, ограничивающих поток жидкости. Шероховатость характеризуется величиной и формой различных (порой самых незначительных по размерам) выступов и неровностей, имеющихся на стенках. Шероховатость зависит от материала стенок и способа изготовления труб. Обычно с течением времени шероховатость изменяется (появление коррозии, отложение солей и т.д.).

3. Совместная работа пласта и скважины: принцип расчета

Чтобы определить забойное давление (Pc) и дебит (Q) несовершенной по степени вскрытия скважины необходимо воспользоваться формулой Маскета и уравнением Бернулли. Из этих двух уравнений находим зависимость дебита(Q) от забойного давления(Pc). Строим график зависимости Q(Pc) для каждого уравнения, точка пересечения двух графиков будет являться искомым результатом для совместной работы пласта и скважины.

Рис. 3. Схема совместной работы пласта и скважины

Q = - формула Маскета.

Для определения коэффициента гидравлического сопротивления () необходимо выяснит характер движения флюида в насосно-компрессорных трубах, т.е определить число Re (Рейнольдса).

,

где средняя скорость определяется по формуле

.

В зависимости от числа Рейнольдса (Re) и относительной шероховатости стенок труб коэффициент гидравлического сопротивления () определяется по следующим формулам:

1. (Re ? 2320), т. е для ламинарного течения жидкости

2. Формула Блазиуса

при ()

3. Формула Альтшуля

при ()

4. Формула Шифринсона

при

Формулы 2-4 для турбулентного течения жидкости.

Вывод

При расчете данной работы дебит скважины получился ? 0,01 м3/с или 760,32 т/сут. Это очень высокий дебит.

Для разных значений относительного вскрытия пласта дебит примерно одинаковый (0,01 м3/с), но чем больше величина относительного вскрытия пласта, тем больше дебит скважины при одинаковом забойном давлении для различных вариаций величины относительного вскрытия пласта.

Существует множество методов повышения нефтеотдачи пластов и увеличения дебитов скважин. Достичь повышения дебита скважины можно путем увеличения перепада давления (депрессии) ?Р=Рк - Рс. Также дебит скважины зависит от радиуса скважины (rc) и радиуса насосно-компрессорных труб (rнкт), по которым идет подъем пластового флюида на поверхность. Чем больше rc, тем больше дебит, а при увеличении rнкт также растет дебит, т.к уменьшаются потери на трение по длине трубопровода. Также дебит скважины зависит от физических свойств флюида, например, от вязкости нефти, от количества растворенного газа в нефти и т.д.

Таким образом, в ходе работы были рассмотрены и решены все поставленные задачи и ключевые вопросы.

Список используемой литературы

1. А.К. Курбанов, В.Д. Епишин. Методические указания к выполнению курсовых работ по дисциплине «Нефтегазовая и подземная гидромеханика». Москва, 1986 год.

2. М.Н. Кравченко, Е.Г. Разбегина. Прикладные задачи теории фильтрации. Москва, 2003 год.

3. К.С. Басниев, И.Н. Кочина, В.М. Максимов. Подземная гидромеханика. Москва, 1993 год.

4. Конспект лекций по дисциплине: «Подземная гидромеханика». Клестов М.

Размещено на Allbest.ru