Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 [ 54 ] 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238

сти в однородном пласте (когда кинематическая вязкость жидкости коэффициенты проницаемости и пористости пласта кит постоянны) линейный закон фильтрации наругаится только тогда, когда скорость фильтрации достигнет некоторого критического значения гкр. Зная Кскр, ш, к, и, можно определить величину гкр из соответствую-гцей формулы (см. § 2 главы VII); например.

(Т9, IX)

Сопоставляя последнее положение с первыми двумя, приходим к следуюгцему выводу: при малых понижениях пьезометрического уровня жидкости в скважине, т. е. вообгце при малых дебитах, скорости фильтрации во всем пласте, вплоть до стенки скважины, могут быть столь малы, что линейный закон фильтрации не наругаается и на начальном участке ипдикаторпая линия оказывается прямой.

Увеличивая дебит, достигнем сначала в самой ближайгаей окрестности скважины столь значительной величины скорости фильтрации, что закон окажется наругаепным. Конечно, наругаение закона распространится только на ту малую нризабойпую область, внутри которой скорости фильтрации превзогали критическое значение.

Область, внутри которой линейный закон фильтрации паругаеп и на границе области скорости фильтрации равны критическому значению, назовем областью кризиса; на рис. 60 окружность Акр радиуса Гкр представляет горизонтальное сечепие границы области кризиса; Ас и Aj - горизон-

тальные сечения скважины и границы области питания. При дальнейгаем увеличении дебита скорости фильтрации и область кризиса увеличиваются. С момента наругаения линейного закона фильтрации ипдикаторпая линия искривляется и в пласте сосугцествуют два режима фильтрации: вне области кризиса - режим фильтрации, следуюгций упомянутому закону, и внутри области кризиса - режим фильтрации, не следуюгций этому закону.

Строго говоря, в рассматриваемом случае нельзя говорить о сосу-гцествовапии в пласте двух определенных режимов фильтрации: нельзя

Рис. 60. Граница кризиса Акр линейного закона фильтрации.

считать режим фильтрации внутри области кризиса следующим единому закону, резко отличному от линейного закона фильтрации и отображаемому, например, формулой типа (70, IX) с постоянным показателем степени п. Скорее можно предполагать постепенно усиливающееся отклонение от этого закона по мере перехода от границы внутрь области кризиса. Это подтверждается анализом графиков рис. 40, хотя специальных экспериментальных исследований по этому вопросу не проводилось. Отметим, что в результате исследования скважин получено больпюе количество индикаторных диаграмм, на которых линии оказываются прямыми на участках, соответствующих малым дебитам, и индикаторные линии постепенно искривляются при больгаих темпах отбора жидкости из скважин.

Этот факт с несомненностью свидетельствует о том, что при малых дебитах линейный закон фильтрации оказывается справедливым всюду вплоть до стенки скважины, а при больгаих дебитах этот закон наругаается.

Из изложенного выгае ясно, что этот закон не может наругааться сразу по всему пласту, а будет наругааться сначала лигаь в призабойной зоне.

Следовательно, задача о радиальном притоке жидкости к скважине в условиях сосуществования различных режимов фильтрации в пласте приобретает особенно больпюе значение, ибо отвечает реально существующим условиям в пласте. Наоборот, можно утверждать, что постановка задачи в § 5 данной главы была далека от реальности - нельзя считать, что во всем пласте, вплоть до границы области питания, справедлив единый закон фильтрации, отличный от линейного закона фильтрации.

Истинные особенности радиального притока жидкости к скважине при одновременном существовании различных режимов фильтрации пласте должны определяться «промежуточными закономерностями» по сравнению с теми, какие были установлены в § 2 и 5 данной главы.

С целью уточнения этого вопроса В. Н. Щелкачевым была регаена следующая задача, также упрощающая действительные условия и рассматривающая максимально возможные наругаения линейного закона фильтрации в призабойной зоне: вне зоны кризиса справедлив линейный закон фильтрации, а внутри - закон Краснопольского,

Прежде чем проанализировать итоги регаения упомянутой задачи, рассмотрим пример подсчета значения параметра Re.

"Мы здесь упомянули об индикаторных диаграммах таких скважин, которые эксплуатировали пласт в условиях водонапорного режима, когда даже при больгаих дебитах весь газ в пласте был заведомо растворен в нефти.

Пример 1. Допустим, что гидродинамически совергаепная скважина вскрыла нласт могцностью Ъ = 10 ж и имеет дебит Q = = 100 м/сутки] радиус скважины = 10 и ее забой открытый, так что жидкость свободно поступает в скважину через всю поверхность ее стенок с плогцадью F = 27rRcb.

Допустим далее, что коэффициент проницаемости пласта к = = 1 = 10~см, пористость т = 0,2, кинематическая вязкость жидкости в пластовых условиях и = 1 сантистоксу = 0,01 см? j сек.

Подсчитаем максимальную величину параметра Re в пласте, которая будет соответствовать точкам у стенки скважины. Предварительно определим скорость фильтрации v у степки скважины; заметим, что

Q = 100 м?Iсутки = 1157 см? jсек, F = 62830 Q

0,0184 см/сек.

(80, IX)

Па основании формулы (19, VII) получим:

10 0,0184л/10-8

0,223

0,01

0,075.

(81, IX)

Полученное значение величины Re намного меньгае критического, которое принимается минимально равным 1.

Для условий эксплуатации нефтяной скважины мы взяли весьма малое значение довольно малое значение b и сравнительно больгаие к и Q. Поэтому смело можно сделать вывод, что для гидродинамически совергаенных нефтяных скважип с открытым забоем значение параметра Re у стенки скважины (т. е. максимальное в фильтрационном потоке) должно быть, как правило, значительно меньгае критического значения, а следовательно, в таких условиях линейный закон фильтрации в пласте не наругаится. Сохраним все прежние условия данного примера, по допустим, что забой скважины не открытый, а скважина сообгцается с пластом через 100 простреленных в колонне отверстий, причем радиус каждого отверстия О, 5 см. Обозначим об-гцую плогцадь всех отверстий через F и подсчитаем среднюю скорость фильтрации v в пласте у отверстия:

F = 100-7г0,52 = 78,55 см,

14, 7 см/ сек.

(82, IX)