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

терь напора в глинистой корке в общем балансе потерь напора в пласте. На рис. 1.10 показана зависимость доли перепада давления, приходящейся на глинистую корку, от проницаемости пласта k и общего перепада давления J для необработанного и обработанного КМЦ глинистого раствора. В реальных условиях под проницаемостью пласта k, контактирующего с глинистой коркой, более правильно принимать проницаемость закольматированной зоны. С увеличением проницаемости околоскважинной зоны от 0 до 1 мкм2 растет доля потерь напора в глинистой корке, которые при k = 1 мкм2 составляют уже 50 % от общего перепада давления на пласт.

Дальнейшее увеличение проницаемости околоскважинной зоны приводит к увеличению доли потерь напора в глинистой корке, хотя интенсивность роста постепенно снижается. При проницаемости околоскважинной зоны 1-2 мкм2 доля потерь напора в корке изменяется от 50 до 75 % от общих потерь напора в пласте. Увеличение проницаемости пласта (k > 2 мкм2) приводит к постепенному увеличению доли потерь напора в глинистой корке до значений 80-85 %, которые стабилизируются при проницаемости около 4-4,5 мкм2.

Увеличение депрессии на пласт также приводит к росту доли потерь напора в глинистой корке в общем балансе потерь напора в пласте. При давлении от 0 до 2 МПа происходит наиболее существенный рост потерь напора в глинистой корке от 0 до 60 %. Рост возмущения более 2 МПа приводит к стабилизации доли потерь напора в глинистой корке на 70-80 % в общем балансе потерь напора в пласте.

Итак, наличие на стенках скважины слабопроницаемой глинистой корки может увеличить сопротивление фильтрации, снизить реальную депрессию на пласт до 20-40 % от возможных значений. В этой связи наличие глинистой корки ненарушенной структуры может привести к снижению удельного дебита на 50 % при понижениях до 1 МПа и на 70-80 % при увеличении воз-

Рис. 1.10. Зависимость отношения J3/J от проницаемости корки k3 и перепада давления обработанного (1) и необработанного (2) раствора

мущения до 4-5 МПа. Непропорциональное увеличение доли потерь напора, приходящейся на корку от общего перепада давления на пласт обусловлено нелинейным характером фильтрации в глинистых породах.

1.1.4. ДВИЖЕНИЕ ПОТОКА В ГРАВИЙНОЙ ОБСЫПКЕ

Гравийная обсыпка состоит из частиц, превышающих по размеру частицы песка продуктивного пласта в несколько раз. При этом предполагается, что фильтрационные характеристики гравия существенно лучше, чем пласта и околоскважинной зоны. Потери напора при фильтрации в гравийной обсыпке.

J ца

J 4

2nk4 m

ln r3

r4 2nm

r4r2

(1.39)

где k4 - проницаемость гравийной обсыпки; r3 - радиус гравийной обсыпки; r4 - радиус фильтра.

В уравнении (1.39) учтен член, пропорциональный квадрату скорости фильтрации потока, так как предполагается, что в обсыпке в реальных условиях происходит турбулизация потока. Наиболее высокие скорости притока, а значит и турбулизация, наблюдается в верхних сечениях продуктивного интервала.

Потери напора в гравийной обсыпке определяются коэффициентом проницаемости или фильтрации гравия. В практике установилось мнение, что с увеличением фракции гравия проницаемость обсыпки возрастает. На самом деле это не так. Проницаемость обсыпки максимальна только в том случае, если между размерами частиц гравия и песка продуктивного пласта выдерживается определенное соотношение. Размер гравия рекомендуют принимать в 6 раз большим размера частиц песка продуктивного пласта. В случае, если размер частиц гравия составляет от 6 до 12 размеров частиц песка продуктивного пласта, наблюдается закупорка пор фильтра мелкими фракциями. При заполнении пор шламом проницаемость обсыпки резко снижается.

Проницаемость зависит от коэффициента межслойности, равного отношению среднего размера частиц гравия к среднему размеру частиц песка продуктивного пласта (рис. 1.11). По Н. Стейну, если коэффициент межслойности более 6, то поры обсыпки заполняются песком и коэффициент проницаемости постепенно снижается до 0,2 от первоначальных. Проницаемость гравийной обсыпки может снижаться до значений проницаемости пластового песка или даже ниже.

Многими исследователями установлено, что смеси неоднород-

Рис. 1.11. Зависимость проницаемости обсыпки от коэффициента межслойности:

1 - гравийный фильтр задерживает песок по внешнему контуру; 2 - песок проникает в поры гравийного фильтра, но в скважину не выносится; 3 - пескование

ных по фракционному составу переуплотнены и могут иметь проницаемость, близкую к проницаемости фракции, составляющей 10 % от фракционного отсева. Зависимость изменения проницаемости гравийной обсыпки, подобранной в соответствии с определенными коэффициентами межслойности, во времени по Р. Сеусье, показана на рис. 1.12. В течение первых 3-4 мин с начала откачки проницаемость обсыпки ухудшается для коэффициента межслойности 9,4 в 5-6 раз. Дальнейшего существенного изменения проницаемости гравийного фильтра во времени не происходит. Проницаемость обсыпки снижается с начальных значений 600 до 80-110 Д. Максимальную проницаемость сохраняет гравийная обсыпка, подобранная в соответствии с коэффициентом межслойности, равным 6,7. Проницаемость изменяется с исходных значений 300 до 150-170 Д, т.е. уменьшается в 22,5 раза.

Уменьшение проницаемости гравийной обсыпки обусловлено тем, что даже при коэффициентах межслойности 6,7 размер пор в сравнении с размером частиц песка продуктивного пласта оказывается завышенным и мелкие фракции закупоривают поры, а это приводит к росту гидравлического сопротивления и снижению дебита. Если коэффициент межслойности более 12, то проницаемость обсыпки снова начинает увеличиваться и достигает максимальных значений, близких к исходным при коэффициентах межслойности 18-20 (рис. 1.13). Допускать проникновение песка в скважину нельзя, чтобы предотвратить образование песчаной пробки, снижение дебита, быстрый износ водоподъемного оборудования.

Для различной степени неоднородности гравия и песка проницаемость гравийной обсыпки может в 30-50 раз превышать проницаемость пластового песка. Необходимо отметить, что гра-