Чем учитывается несовершенство скважины

Учет несовершенства скважин при расчете их дебита по

Виды несовершенства скважин; расчетные формулы для дебита несовершенной скважины

Скважина называется гидродинамически совершенной, если она вскрывает продуктивный пласт на всю толщину и забой скважины открытый, т.е.вся вскрытая поверхность забоя является фильтрующей. Однако во многих случаях продуктивные пласты вскрываются скважинами не на всю их толщину, а частично; такие скважины считаются несовершенными.

В подземной гидрогазодинамике различают два основных вида несовершенства скважины (рис. 28):

1) гидродинамически несовершенная по степени вскрытия продуктивного пласта;

2) гидродинамически несовершенная по характеру вскрытия пласта.

Скважина называется гидродинамически несовершенной по степени вскрытия пласта, если она вскрывает пласт не на всю толщину h пласта, а только на некоторую ее глубину b с открытым забоем; при этом отношение называется относительным вскрытием пласта.

Скважина называется гидродинамически несовершенной по характеру вскрытия пласта, если она вскрывает весь пласт (до подошвы), но сообщение с пластом происходит через специальные отверстия в обсадной колонне и цементном камне или через специальные забойные фильтры.

Нередко встречаются скважины с двойным видом несовершенства – как по степени, так и по характеру вскрытия пласта.

Рис.28. Схема гидродинамически совершенной и несовершенных скважин

А- гидродинамически совершенная скважина; б- скважина, не совершенная по степени вскрытия; в- скважина, не совершенная по характеру вскрытия; г- скважина, не совершенная по характеру и степени вскрытия.

Приток жидкости к несовершенным скважинам даже в горизонтальном однородном пласте постоянной толщины перестает быть плоскорадиальным. Строгое математическое решение задачи о притоке жидкости к несовершенной скважине в пластах конечной толщины представляет большие (иногда непреодолимые) математические трудности. Приведем без выводов и доказательств несколько известных решений по определению дебита несовершенной по степени вскрытия скважины.

Прежде всего допустим, что скважина вскрыла кровлю пласта неограниченной толщины (h ® ¥) и при этом ее забой имеет форму полусферы. В этом случае можно считать, что поток радиально-сферический при условии и тогда дебит определяется по формуле (4.7).

Если скважина вскрыла пласт неограниченной толщины на глубину b, то ее дебит можно найти по формуле Н.К. Гиринского:

. (5.1)

Задача о притоке жидкости к несовершенной по степени вскрытия пласта скважине в пласте конечной толщины h исследовалась М. Маскетом (1932г.). Вдоль оси скважины на вскрытой ее части длиной b он располагал воображаемую линию, поглощающую жидкость, каждый элемент которой является стоком (рис. 29).

Рис. 29

Интенсивность расходов , т.е. дебитов, приходящихся на единицу длины поглощающей линии, подбиралась различной в разных ее точках для выполнения необходимых граничных условий:

при r=R_K,

r=r_C,

Выполнение условия непроницаемости кровли и подошвы пласта удовлетворялось отображением элементарных стоков относительно кровли и подошвы пласта бесчисленное число раз.

Подбирая интенсивность расходов q и используя метод суперпозиции действительных и отображенных стоков, М.Маскет получил следующую формулу для дебита гидродинамически несовершенной скважины:

(5.2)

где

а функция имеет следующее аналитическое выражение:

(5.3)

График функции имеет вид (рис. 30).

Рис. 30

Нетрудно заметить, что если , т.е. пласт вскрыт на всю толщину, формула (5.2) переходит в формулу Дюпюи для плоскорадиального потока.

Иногда для расчета дебита несовершенной скважины используется более простая формула И. Козени

(5.4)

Отметим оригинальное упрощенное решение И.А. Чарного по определению дебита несовершенной по степени вскрытия скважины при малых значениях относительного вскрытия (b 1 234

Дата добавления: 2016-11-04 ; просмотров: 3982 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Лабораторная работа № 7

Для пробивки отверстий в обсадных колоннах и цементном кольце применяют в основном пулевую и беспулевую перфорацию. Перфораторы, соединенные в гирлянды, спускают в скважину на каротажном кабеле.

В настоящее время на промыслах распространен метод беспулевой перфорации.

В основу беспулевых перфораторов заложен принцип осевой кумуляции. Отверстия в колонне создаются не пулями, а фокусированными струями газов, которые возникают при взрыве кумулятивных зарядов.

С появлением беспулевых перфораторов стало возможно создавать отверстия в колонне без повреждения ее цементного кольца. Это имеет большое значение при перфорации колонн в маломощных продуктивных пластах, близ которых залегают обводненные или газовые пласты. Беспулевая перфорация обеспечивает надежное вскрытие пласта и улучшение проницаемости за счет образования более глубоких каналов, чем при пулевой перфорации.

Учет несовершенства скважин.

Несовершенством скважин обусловлено появление дополнительных сопротивлений, возникающих в призабойной зоне и у стенок скважины в результате отклонения потока жидкости от плоско-параллельного, а также в результате сгущения линий токов у перфорационных отверстий, вызывающих местное повышение скоростей движения жидкости. На этом основании уравнение движения жидкости в несовершенную скважину формально можно написать:

(7.1)

где С = С₁+С₂ – коэффициент, учитывающий несовершенство скважины по характеру и по степени вскрытия.

Величина коэффициента С зависит от числа перфорационных отверстий, их диаметра, характера размещения отверстий на поверхности обсадной колонны, от глубины пулевых каналов в породе и глубины вскрытия пласта.

Отношение дебита несовершенной скважины к дебиту совершенной скважины называют коэффициентом совершенства:

(7.2)

(7.3)

Аналитическое решение задачи притока жидкости в несовершенной скважине приводит к сложным уравнениям, практическое использование которых весьма затруднительно. Поэтому В.И. Щуров определил величину С для различных видов несовершенства скважин экспериментально при помощи электролитических моделей и построил графики зависимости величины С₁ от числа и диаметра отверстий, диаметра скважины, глубины отверстий и степени вскрытия пласта. На рис. 71 приведен один из графиков В.И. Щурова, по которому можно найти величину С₁.

График на рис. 72. действителен для , где — глубина проникновения пули в породу.

Такие же графики построены и для других величин . Глубину проникновения пуль в породу можно оценить экспериментально.

Для определения величины коэффициента С₂, учитывающего несовершенство скважины по степени вскрытия, В.И. Щуровым построена другая серия графиков (рис. 72).

Дополнительное сопротивление притоку жидкости в скважине, несовершенной по степени вскрытия, зависит от отношения

Вскрытой (перфорированной) мощности пласта Н к общей его эффективной мощности h и от отношения

Общей вскрытой мощности пласта h₀ к диаметру скважины D.

По параметрам d и a на графике рис.72 находится величина С₂.

Учет совершенства скважины равнозначен замене несовершенной скважины эквивалентной ей совершенной скважиной, радиус которой значительно меньше. Радиус такой условной совершенной скважины называют приведенным радиусом r_пр. С учетом его уравнение притока жидкости в скважину будет иметь вид:

(7.4)

Сравнивая уравнения (1) и (4) получим:

= (7.5)

(7.6)

(7.7)

Из соотношения (7) по величине С можно найти приведенный радиус совершенной скважины, эквивалентной скважине перфорированной или вообще несовершенной. Для удобства расчетов на рис 73 приведен соответствующий пересчетный график В.И. Щурова.

Пользуясь этим графиком, предварительно определяем по величине С, взятой по горизонтальной оси, значение параметра

Тогда приведенный радиус легко находится из соотношения:

Источник

Виды несовершенства скважин. Методы учета несовершенства скважин при расчете их дебита.

Задачи подземной гидромеханики решаются из условий, что скважина является гидродинамически совершенной. Скважина называется гидродинамически совершенной, если она вскрывает продуктивный пласт на всю толщину и забой скважины открытый, т.е. вся вскрытая поверхность забоя является фильтрующей. Практика РНГМ свидетельствует о том, что скважины следует относить к гидродинамически несовершенным.

Различают три вида несовершенства скважин:

3) скважина гидродинамически несовершенна как по степени, так и по характеру вскрытия пласта (рис. 5.4, г).

Многочисленными теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено влияние гидродинамического несовершенства скважин на характер КВД на их начальных участках. Несовершенство скважин ведет к деформации (сужению) линии тока. А это обусловливает увеличение фильтрационных сопротивлений и нерадиальность притока. Как правило, в большинстве случаев несовершенство скважин снижает их дебит. Для оценки влияния несовершенства скважины на ее дебит вводят коэффициент совершенства скважин

Дебит гидродинамически совершенной скважины определяется по формуле Дюпюи:

где Q – дебит скважины, см 3 /с; к – проницаемость продуктивного пласта, мкм 2 ;

Р_пл, Р_заб – пластовое и забойное давление, кгс/см 2 ; h – толщина пласта, см; μ – вязкость жидкости, мПа*с, R_к и r_с – радиус контура питания и радиус скважины, м. Дебит гидродинамически несовершенной скважины определяется по формуле с учетом несовершенства скважины:

.

Для смешанного несовершенства величина С выражается суммой С= с₁ + с₂, каждая из составляющих которой может быть определена по кривым В.И.Щурова (которые он построил, используя аналогию течения эл.тока и фильтрацию жидкости в пористых средах), исходя из степени вскрытия пласта

,

плотности перфорации и диаметра скважины (nD), диаметра отверстий в колонне

и глубины каналов в пласте при перфорации

Графики для определения поправки С на несовершенство скважины

, где n – число отверстий на1 погонный метр, D – диаметр скважины по долоту,

,

Методы учета несовершенства скважин при расчете их дебита. Широкое распространение на практике получил метод, основанный на ЭГДА с использованием

экспериментальных коэффициентов В.И.Щурова. Ванна заполняется электролитом, в который погружается один кольцевой электрод, моделирующий кольцевое пространство. В центре погружается электрод на заданную глубину, соответствующей степени вскрытия пласта скважиной. К обоим электродам подводится разность потенциалов, являющаяся аналогом перепада давления. Сила тока является аналогом дебита скважины, а омическое сопротивление электролита является аналогом фильтрационного сопротивления, причем главный цилиндрический электрод моделировал скважину с открытым забоем, а цилиндр из изоляционного материала с монтированными электродами моделировал скважину несовершенную по характеру вскрытия. В. И. Щуров предложил ввести в формулу Дюпюи коэффициент С, т. е. учесть влияние несовершенства скважины на ее дебит

где С – коэффициент, выражающий доп. фильтрационное сопротивление, вызванное несовершенством скважины как по степени вскрытия, так и по характеру вскрытия. Формула Дюпюи для совершенной и несовершенной скважины можно представить следующим образом:

Щуров предложил отдельно учитывать влияние несовершенства по степени и по характеру вскрытия пласта на дебит скважины введением коэффициентов с₁ и с_2. Измеряя разность потенциалов и силу тока по з. Ома, можно подсчитать сопротивления, сделать пересчет на фильтрационное сопротивление и определить дополнительное фильтрационное сопротивление. Учет несовершенства скважин по графикам Щурова очень удобен, но он приближенный, т. к. неизвестно точно: 1) n – число перфорационных отверстий на 1 погонный метр толщины пласта. Невозможно точно сказать, сколько пуль пробило колонну.2) l – длина перфорационных каналов. Невозможно точно определить глубину перфорационных каналов.3) d – диаметр перфорационных отверстий. Невозможно точно определить диаметр перфорационных отверстий.

Метод Щурова имеет ряд существенных недостатков, поэтому лучше пользоваться методикой основанной на понятии «приведенный радиус скважины»:

Где r_сприв – приведенный радиус скважины. Под приведенным радиусом скважины понимают радиус такой воображаемой скважины (условный), которая в аналогичных условиях дает такой же дебит, что и реальная несовершенная скважина со значительно меньшим радиусом.

Приведенный радиус определяют по результатам ГДИ скважины на неустановившихся режимах.

Подставляя в формулы вместо r_c r_пр, мы как бы заменяем одну скважину или систему реальных несовершенных скважин их гидродинамическими эквивалентами – совершенными скважинами с фиктивными приведенными радиусами. Таким образом введенное понятие «приведенный радиус скважины» позволяет распространить сложные расчетно-аналитические формулы по определению дебитов системы взаимодействующих идеальных скважин с плоской фильтрацией на такую же систему реальных скважин фильтрацией вблизи забоев.

Дата добавления: 2018-10-27 ; просмотров: 1903 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Виды несовершенства скважин. Методы учета несовершенства скважин при расчете их дебита.

Задачи подземной гидромеханики решаются из условий, что скважина является гидродинамически совершенной. Скважина называется гидродинамически совершенной, если она вскрывает продуктивный пласт на всю толщину и забой скважины открытый, т.е. вся вскрытая поверхность забоя является фильтрующей. Практика РНГМ свидетельствует о том, что скважины следует относить к гидродинамически несовершенным.

Различают три вида несовершенства скважин:

3) скважина гидродинамически несовершенна как по степени, так и по характеру вскрытия пласта (рис. 5.4, г).

Многочисленными теоретическими и экспериментальными исследованиями установлено влияние гидродинамического несовершенства скважин на характер КВД на их начальных участках. Несовершенство скважин ведет к деформации (сужению) линии тока. А это обусловливает увеличение фильтрационных сопротивлений и нерадиальность притока. Как правило, в большинстве случаев несовершенство скважин снижает их дебит. Для оценки влияния несовершенства скважины на ее дебит вводят коэффициент совершенства скважин

Дебит гидродинамически совершенной скважины определяется по формуле Дюпюи:

где Q – дебит скважины, см 3 /с; к – проницаемость продуктивного пласта, мкм 2 ;

Р_пл, Р_заб – пластовое и забойное давление, кгс/см 2 ; h – толщина пласта, см; μ – вязкость жидкости, мПа*с, R_к и r_с – радиус контура питания и радиус скважины, м. Дебит гидродинамически несовершенной скважины определяется по формуле с учетом несовершенства скважины:

.

Для смешанного несовершенства величина С выражается суммой С= с₁ + с₂, каждая из составляющих которой может быть определена по кривым В.И.Щурова (которые он построил, используя аналогию течения эл.тока и фильтрацию жидкости в пористых средах), исходя из степени вскрытия пласта

,

плотности перфорации и диаметра скважины (nD), диаметра отверстий в колонне

и глубины каналов в пласте при перфорации

Графики для определения поправки С на несовершенство скважины

, где n – число отверстий на1 погонный метр, D – диаметр скважины по долоту,

,

Методы учета несовершенства скважин при расчете их дебита. Широкое распространение на практике получил метод, основанный на ЭГДА с использованием

экспериментальных коэффициентов В.И.Щурова. Ванна заполняется электролитом, в который погружается один кольцевой электрод, моделирующий кольцевое пространство. В центре погружается электрод на заданную глубину, соответствующей степени вскрытия пласта скважиной. К обоим электродам подводится разность потенциалов, являющаяся аналогом перепада давления. Сила тока является аналогом дебита скважины, а омическое сопротивление электролита является аналогом фильтрационного сопротивления, причем главный цилиндрический электрод моделировал скважину с открытым забоем, а цилиндр из изоляционного материала с монтированными электродами моделировал скважину несовершенную по характеру вскрытия. В. И. Щуров предложил ввести в формулу Дюпюи коэффициент С, т. е. учесть влияние несовершенства скважины на ее дебит

где С – коэффициент, выражающий доп. фильтрационное сопротивление, вызванное несовершенством скважины как по степени вскрытия, так и по характеру вскрытия. Формула Дюпюи для совершенной и несовершенной скважины можно представить следующим образом:

Щуров предложил отдельно учитывать влияние несовершенства по степени и по характеру вскрытия пласта на дебит скважины введением коэффициентов с₁ и с_2. Измеряя разность потенциалов и силу тока по з. Ома, можно подсчитать сопротивления, сделать пересчет на фильтрационное сопротивление и определить дополнительное фильтрационное сопротивление. Учет несовершенства скважин по графикам Щурова очень удобен, но он приближенный, т. к. неизвестно точно: 1) n – число перфорационных отверстий на 1 погонный метр толщины пласта. Невозможно точно сказать, сколько пуль пробило колонну.2) l – длина перфорационных каналов. Невозможно точно определить глубину перфорационных каналов.3) d – диаметр перфорационных отверстий. Невозможно точно определить диаметр перфорационных отверстий.

Метод Щурова имеет ряд существенных недостатков, поэтому лучше пользоваться методикой основанной на понятии «приведенный радиус скважины»:

Где r_сприв – приведенный радиус скважины. Под приведенным радиусом скважины понимают радиус такой воображаемой скважины (условный), которая в аналогичных условиях дает такой же дебит, что и реальная несовершенная скважина со значительно меньшим радиусом.

Приведенный радиус определяют по результатам ГДИ скважины на неустановившихся режимах.

Подставляя в формулы вместо r_c r_пр, мы как бы заменяем одну скважину или систему реальных несовершенных скважин их гидродинамическими эквивалентами – совершенными скважинами с фиктивными приведенными радиусами. Таким образом введенное понятие «приведенный радиус скважины» позволяет распространить сложные расчетно-аналитические формулы по определению дебитов системы взаимодействующих идеальных скважин с плоской фильтрацией на такую же систему реальных скважин фильтрацией вблизи забоев.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Источник