Исследование работы скважины (стр. 1 из 2)
Кафедра «ВТЛ и гидравлики»
Курсовая работа
По дисциплине Подземная гидромеханика
На тему Исследование работы скважины
2010
Реферат
В курсовой работе исследуется гидродинамические и другие характеристики работы скважины. Рассматривается режим вытеснения нефти водой из пласта в скважину. Такой режим называется водонапорный. Нефть и вода в пласте движутся одновременно, постепенно нефть вытесняется в скважину, а пласт заполняется водой. В результате проведенных исследований было установлено, что чем ближе положение границы ВНК к скважине, тем выше дебит. Курсовая работа выполнена на 25 страниц, приведено 11 рисунков, 4 таблицы. Выполнено построение трех индикаторных диаграмм, двух кривых депрессии и двух гидродинамических полей. Библиография включает в себя три источника.
Введение
Подземная гидромеханика — наука о движении жидкости, газов и их смесей в пористых и трещиноватых горных породах. Подземная гидромеханика рассматривает особый вид движения жидкости — фильтрацию[2].
В нефтегазовой отрасли она позволяет определить характер изменения скоростей фильтрации и движения жидкости, распределения давления по длине пласта от контура питания до скважины; определение дебита, коэффициента продуктивности, время прохождения фильтрующейся жидкости от контура до скважины. Полученные данные позволяют решать задачи прогнозирования и контроля разработки нефтяных, газовых, нефтегазовых и газоконденсатных пластов. Кроме того, в решении учитываются характер неоднородности пласта, характер несовершенства скважины.
Пласт вскрыт гидродинамически совершенной скважиной, такая скважина является теоретической и используется для учебных расчётов. Существует чёткое разделение между водной и нефтяной зонами, что свидетельствует о поршневом вытеснении, которое принимается при теоретических расчётах[1].
Вытеснение нефти водой является одним из основных методов повышения продуктивности пласта. Этот метод применяется в Российской Федерации и за рубежом, так как он один из сравнительно простых методов применяемых при добыче нефти после того как иссякла естественная энергия пласта[3].
Основой метода является закачка воды в продуктивный пласт через нагнетательные скважины. Могут применяться рядные, контурные и точечные системы заводнения.
1. Теоретическая часть
Заданный процесс является примером работы скважины на водонапорном режиме. Нефть вытесняется в добывающую скважину из продуктивного пласта под действием напора воды закачиваемого в нагнетательную скважину. В нефтеносном контуре образуются водная и нефтяная части, а так же водонефтяной контакт [1].
При отборе жидкости из скважины частицы жидкости в пласте будут двигаться по горизонтальным прямолинейным траекториям, радиально сходящимся к центру скважины. Такой фильтрационный поток называется плоскорадиальным. В начальный момент времени, при наличии в пласте только нефти можно применить расчётную схему (рис.1) и зависимости для плоскорадиального фильтрационного потока.
Рисунок 1 – Схема плоскорадиального фильтрационного потока[1]
Результаты исследования скважины на нескольких режимах приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Результаты исследования скважины
| Дебит скважины Q, м3/сут | 12,4 | 29,0 | 45,1 | 50,2 | 57,4 | 65,8 |
| Давление на забое скважины рс, МПа | 10,2 | 8,7 | 7,3 | 6,8 | 6,2 | 5,4 |
Для того чтобы определить, по какому закону происходит фильтрация нефти в начальный момент времени, необходимо по данным исследования скважины построить индикаторную диаграмму. При этом наносятся точки, и подбирается теоретическая индикаторная диаграмма (рисунок 2).
Рисунок 2 – Индикаторная диаграмма
Рассмотрим задачу о вытеснении нефти водой в условиях плоскорадиального движения по закону Дарси в пласте, изображённом на рисунке 3. На контуре питания радиуса RК поддерживается постоянное давление рк, на забое скважины радиуса rс – постоянное давление рс, толщина пласта h и его проницаемость k также постоянны. Обозначим через R0 и rн соответственно начальное и текущее положение контура нефтеносности, концентричные скважине и контуру питания, через рв и рн – давление в любой точке водоносной и нефтеносной области соответственно, через р – давление на границе раздела жидкостей.
Рисунок 3 – Схема пласта при плоскорадиальном вытеснении нефти водой
В случае установившегося плоскорадиального движения однородной жидкости и если изобару, совпадающую в данный момент с контуром нефтеносности, принять за скважину, то распределение давления и скорость фильтрации в водоносной области можно выразить так:
(1) 
(2)А если эту же изобару, совпадающую с
, принять за контур питания, то распределение давления и скорость фильтрации в нефтеносной области можно записать так: 
(3) 
(4)Давление на границе раздела жидкостей p найдем из условия равенства скоростей фильтрации нефти и воды на этой границе, для чего приравняем (1) и (3) при
В результате получим 
(5)Определим характеристики рассматриваемого плоскорадиального фильтрационного потока нефти и воды.
1. Распределение давления в водоносной и нефтеносной областях найдем из уравнений (1) и (3), подставив в них значения давления на границе раздела p из (5). В результате получим
, при 
;(6) 
, при 
. (7)2. Скорости фильтрации жидкостей определяем
при ; (8) при . (9)Из формул (8) и (9) видно, что скорости фильтрации, как воды, так и нефти растут во времени (так как знаменатель в указанных формулах уменьшается во времени).
3. Дебит скважины Q найдем, умножив скорость фильтрации
на площадь 
: 
(10) 
(11)При постоянной депрессии
дебит скважины увеличивается во времени, т.е. с приближением к ней контура нефтеносности. Такое самопроизвольное увеличение дебита нефти перед прорывом воды в скважину подтверждается и промысловыми наблюдениями. При 
формула (10) превращается в формулу Дюпюи.4. Время прохождения частицей жидкости заданного участка от
до 
определяем 
(12)5. Время вытеснения всей нефти водой T найдем, подставив в уравнение (12)
. В результате получим (пренебрегая 
по сравнению с 
) 
(13)6. Определяем коэффициент продуктивности по формуле
. (14)7. Для определения линейности фильтрации определим число Рейнольдса по формуле Щелкачёва В.Н.:
, (15)скважина фильтрация нефть плоскорадиальный
где
кинематический коэффициент вязкости воды, определяемый по формуле[1] 
. (16)2. Математический расчет
2.1 Исследование фильтрации при различном положении радиуса водонефтяного контакта
Рассчитаем коэффициент фильтрации по формуле (11) взяв значения из графика на рисунке 2:
