Расчет безводного периода эксплуатации несовершенной скважины при опережающей разработке нефтяной оторочки

Большинство нефтяных, газоконденсатно-нефтяных, нефтегазовых и газовых залежей, разрабатываемых в настоящее время, подстилаются частично или полностью подошвенными водами или оконтуриваются краевыми водами или имеет место то и другое одновременно. Преждевременное обводнение или загазовывание скважин, незнание закономерностей и причин этого явления ведет к потерям большой доли промышленных запасов нефти и, таким образом, снижению нефтеотдачи пласта, увеличению сроков разработки и в конечном итоге к большим материальным затратам на извлечение нефти из пласта. Отсюда тщательное изучение процессов продвижения подошвенных вод и верхнего газа, сложного явления деформации поверхности раздела фаз в пористой среде (конусообразования), особенностей и закономерностей обводнения пластов и скважин, совместного притока жидкостей к забою скважины и изучение природных факторов, способствующих увеличению безводного и безгазового периодов эксплуатации и улучшению технологических условий разработки залежей с целью наибольшего извлечения нефти из пласта, одна из основных задач увеличения нефтеотдачи на современном этапе.

1. РАСЧЕТ БЕЗВОДНОГО ПЕРИОДА ЭКСПЛУАТАЦИИ НЕСОВЕРШЕННОЙ СКВАЖИНЫ ПРИ ОПЕРЕЖАЮЩЕЙ РАЗРАБОТКЕ НЕФТЯНОЙ ОТОРОЧКИ

В связи с этим решение проблемы создания эффективных алгоритмов и программных комплексов, в которых реализованы основные методы расчета наиболее используемых показателей разработки нефтегазового месторождения являются весьма актуальной.

Существует методика расчета безводного периода эксплуатации несовершенной скважины при опережающей разработке нефтяной оторочки. Рассмотрим движение границы раздела двух жидкостей (нефть-вода) в осесимметричном однородно-анизотропном пласте. В работах [1, 2] приведено следующее решение, полученное по схеме жесткой трубки тока, для определения безводного периода работы несовершенной скважины, дренирующей нефтяной пласт с подошвенной водой:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

где , - коэффициенты относительных фазовых проницаемостей для воды и нефти соответственно;

- насыщенность нефтью на фронте вытеснения и содержания остаточной воды в зоне вытеснения соответственно;

m - эффективная пористость нефтенасыщенного пласта.

Таким же путем могут быть получены формулы для определения времени безводной эксплуатации горизонтальных и вертикальных скважин, дрен и галерей в полосообразном пласте. Для этого необходимо использовать соответствующие решения для потенциала, например решения, приведенные в [1, 2].

Алгоритм расчета безводного периода эксплуатации несовершенной скважины, при опережающей разработке нефтяной оторочки по уточненной методике:

Вводим исходные данные: плотность воды, св, кг/м3, плотность нефти, , кг/м3 , вязкость воды, , Па·с, вязкость нефти, , Па·с, проницаемость по горизонтали, , Д, толщина пласта, h, м, ОФП нефти на фронте вытеснения, , ОФП нефти в зоне вытеснения, , ОФП воды на фронте вытеснения, , ОФП воды в зоне вытеснения, (у0), дебит, Q, м3 /с, радиус контура питания, , м, радиус скважины, , м, относительное вскрытие пласта, , д.ед., анизотропия пласта, ч, пористость, m, д.ед.

Если скважина перфорирована вводим параметры перфорации: Длина перфорационного канала, м, Радиус перфорационного отверстия, м, отв./пог.м.

Рассчитываем разность плотностей по формуле

(5)

Находим отношение вязкостей по формуле

Вычисляем параметр размещения скважины по формуле

Определяем параметр по формуле

Находим параметр по формуле

Рассчитываем добавочное фильтрационное сопротивление по формуле

Рассчитываем добавочное фильтрационное сопротивление по формулам

Находим параметр D по формуле

Вычисляем параметр К по формуле

Рассчитываем параметр A по формуле

Определяем безразмерное время по формуле

Рассчитываем размерное время безводного периода эксплуатации несовершенной скважины по формуле

Данный алгоритм программно реализован в среде программирования Borland Delphi 7. Разработанный программный продукт включает в себя следующие возможности:

- Расчет безводного периода эксплуатации несовершенной скважины, при опережающей разработке нефтяной оторочки,

- Вывод всех промежуточных результатов расчета,

- Построение графических зависимостей от множества изменяемых параметров,

- Построение трехмерных графических зависимостей.

Вычислительный блок «Расчет безводного периода эксплуатации несовершенной скважины, при опережающей разработке нефтяной оторочки по уточненной методике» показан на рисунке 1.

При помощи разработанного программного продукта произведен расчет и были получены зависимости этого параметра от ряда показателей. Зависимости представлены в графическом трехмерном и двухмерном виде.

Графическая зависимость на рисунке 2 показывает, что увеличение радиуса контура питания уменьшает продолжительность безводного периода эксплуатации. Это связано с тем, что конус с одинаковой интенсивностью подъема поднимется на большую высоту при большем основании, которое равно диаметру контура питания и, соответственно, быстрее произойдет прорыв подошвенной воды в скважину.

Рисунок 1. Блок «Расчет безводного периода эксплуатации несовершенной скважины, при опережающей разработке нефтяной оторочки по уточненной методике»

Рисунок 2. Зависимость продолжительности безводного периода эксплуатации от радиуса контура питания

Рисунок 3. 3-D зависимость продолжительности безводного периода эксплуатации от длины перворационного канала

Полученная в результате вычисления поверхность на рис. 3 демонстрирует зависимость периода безводной эксплуатации от двух факторов, от плотности перфорации и от радиуса контура питания. Как мы видим из рис.7 максимальные значения продолжительности безводного периода эксплуатации находятся в области, соответствующей наименьшему радиусу питания и наибольшей длине перфорационного канала.

В данной работе был рассмотрен процесс конусообразования, а также методика определения безводного периода при разработке нефтяного пласта с наличием подошвенной воды. На основании анализа различных методик расчета был составлен алгоритм по уточненной методике А. П. Телкова. По составленному алгоритму был разработан программный продукт, позволяющий рассчитывать безводный период эксплуатации несовершенной скважины и строить двухмерные и трехмерные графические зависимости между ключевыми величинами. На процесс конусообразования влияют достаточное количество различных факторов. Например, влияние фильтрационно-емкостных свойств пласта и проницаемости призабойной зоны, что было показано графическими зависимостями от параметров перфорации - более глубокая перфорация по результатам вычислительного эксперимента приводит к увеличению безводного периода эксплуатации.

Таким образом, в данной работе была освящена проблематика процесса конусообразования и проведен анализ расчета основных параметров данного процесса.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ