Расчёт притоков к гидродинамически несовершенной скважине»

Лабораторная работа

Скважина называется гидродинамически совершенной, если она вскрывает пласт на всю мощность и забой скважины открытый, т. е. вся вскрытая поверхность забоя является фильтрующей поверхностью. Поток жидкости к совершенной скважине – плоский фильтрационный поток. Если скважина с открытым забоем вскрывает пласт не на всю мощность, а только на некоторую величину b, или если скважина сообщается с пластом через отдельные отверстия, то фильтрация жидкости или газа будет пространственной (трехмерной), а скважина – гидродинамически несовершенной.

Различают три вида несовершенства скважин:

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

2) скважина гидродинамически несовершенная по характеру вскрытия пласта – скважина, вскрывающая пласт от кровли до подошвы, но сообщающаяся с пластом через отверстия в колонне труб, в цементном кольце или в специальном фильтре;

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

Схема притока к несовершенной скважине:

а) по степени вскрытия; b) по характеру вскрытия

Гидродинамическое несовершенство скважины проявляется в том, что в призабойной зоне пласта с конечной толщиной отсутствует радиальность потока, обусловленная конструкцией забоя или фильтра.

Дебит несовершенной скважины меньше дебита совершенной, действующей в тех же условиях, что и данная несовершенная скважина. В некоторых случаях (при торпедной или кумулятивной перфорации, когда глубина прострела достаточно велика) может наблюдаться обратная картина.

Дебит скважины гидродинамически несовершенной как по степени вскрытия пласта, так и по характеру вскрытия рассчитывается по формуле:

                                                                   (1)

где С₁ – безразмерная величина, определяющая дополнительное фильтрационное сопротивление, обусловленное несовершенством скважины по степени вскрытия пласта; С₂ – безразмерная величина, определяющая дополнительное фильтрационное сопротивление, вызванное несовершенством скважины по характеру вскрытия пласта.

С₁ и С₂ находятся из графиков В. И. Щурова, построенных по данным исследования притока жидкости к скважинам с двойным видом несовершенства на электролитических моделях.

Величина С₁ представлена на рис. 1 в зависимости от параметров
a = h/Dc и = b/h.

На рис. 2, 3, 4 дана зависимость С₂ от трех параметров: nD_c, l = l'/D_c и  = d₀/D_c,

где n – число перфорационных отверстий на 1 м; D_c – диаметр скважины в м; l' – глубина проникновения пуль в породу в м; d₀ – диаметр отверстий в м.

Соответствие между кривыми и значениями параметра =d₀/D_c видно из следующих данных:

Номер кривой

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

0,08

0,09

Формулу (1) можно записать иначе, введя в нее приведённый радиус скважины

,

т. е. радиус такой совершенной скважины, дебит которой равен дебиту несовершенной скважины:

.

Задание. Определить коэффициенты гидродинамического несовершенства скважины С₁ и С₂ (по графикам Щурова), рассчитать приведенный радиус скважины и дебит скважины. Исходные данные: давление на контуре питания P_k, давление на забое скважины P_с, коэффициент проницаемости k, вязкость жидкости , мощность пласта h, диаметр скважины D_с, радиус контура питания R_k, вскрытие пласта b, число прострелов на 1 м вскрытой мощности пласта n, глубина проникновения пуль в породу l', диаметр отверстия d₀.

Исходные данные для расчета:

k =

0.5

Д

D_с=

см

R_k =

км

 =

мПа*с

P_с

7.84

МПа

P_k

9.80

МПа

b

м

Варианты:

h, м

d₀, м

0.010

0.012

0.014

0.016

0.018

Вариант 01- 10

n=

отв./м

l'=

см

Вариант 11- 20

n=

отв./м

l'=

см

Вариант 21- 30

n=

отв./м

l'=

см

Вариант 31- 40

n=

отв./м

l'=

см

Рисунок 1.

Рисунок 2.

Рисунок 3.

Рисунок 4.

Вопросы по теории

1. Границы применимости закона Дарси.

2. Обобщенный закон Дарси. Случай совместного течения двух несмешивающихся жидкостей.

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров