Размещено на http://allbest.ru

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра «разработка и эксплуатация нефтяных и газонефтяных месторождений»

РЕФЕРАТ

на тему: «Движение жидкости в пласте к двум равнодебитным стокам (источникам)»

по дисциплине «Подземная гидрогазодинамика»

Выполнил: студент Д.И.Зарипов

Проверил: к.т.н., доцент кафедры

«Разработка и эксплуатация нефтяных

и газонефтяных месторождений». Н.Р.Яркеева

УФА 2023



Содержание

Введение

1. Приток жидкости к скважине, расположенной вблизи непроницаемой прямолинейной границы

2. Приток жидкости к скважине, эксцентрично расположенной в круговом пласте

3. Приток жидкости к бесконечным цепочкам и кольцевым батареям скважин

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Подземная гидромеханика - наука о движении жидкостей, газов и их смесей в пористых и трещиноватых горных породах. Она является той областью гидромеханики, в которой рассматривается не движение жидкостей и газов вообще, а особый вид их движения - фильтрация, которая имеет свои специфические особенности. Она служит теоретической основой разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений.

Разработка нефтяных и газовых месторождений производится не единичными скважинами. Для обеспечения достаточного уровня добычи жидкости или газа нужно определённое количество скважин. Поэтому в фильтрационных расчётах, относящихся к разработке месторождения, надо рассматривать множество скважин, размещённых определённым образом на площади нефтегазоносности.

В данной работе будет, затронут лишь установившийся эффект взаимодействия скважин, который может характеризовать только последнюю стадию перераспределения давления в пласте. Чтобы упростить работу будем рассматривать приток к скважинам лишь несжимаемой жидкости в несжимаемом пласте при водонапорном режиме. Стоит упомянуть, что пласты рассматриваемые в работе, представляют собой единые гидравлические системы.



1. Приток жидкости к скважине, расположенной вблизи непроницаемой прямолинейной границы

Данная ситуация может возникнуть при расположении добывающей скважины возле сброса или около границы выклинивания продуктивного пласта. В этом случае реальную скважину-сток зеркально отображают относительно непроницаемой границы, и дебиту скважины-изображения приписывают тот же знак, что и дебиту реальной скважины. Рассматривая приток жидкости к двум равнодебитным скважинам, нетрудно установить, что скорость фильтрации на непроницаемой границе будет направлена вдоль границы, т. е. граница является линией тока и фильтрация через нее отсутствует. Дебит скважины в этом случае определяется из уравнений (1) и (2) для n = 2 в пласте с удаленным контуром питания:

где 2а - расстояние между реальной и воображаемой скважинами.

2. Приток жидкости к скважине, эксцентрично расположенной в круговом пласте

Пусть в плоском пласте постоянной толщиной h с круговым контуром питания радиуса Rк, на котором поддерживается постоянный потенциал Фк, на расстоянии от центра круга расположена скважина-сток А, на которой поддерживается постоянный потенциал Фс (рис. 1). Требуется определить дебит скважины и потенциал в любой точке пласта.



(Рис.1) Схема притока жидкости к скважине, эксцентрично в круговом пласте

Отобразим скважину-сток А фиктивной скважиной-источником А', расположенной от скважины А на расстоянии а и лежащей на продолжении OА. Это расстояние а определим из условия постоянства потенциала на окружности радиуса Rк, для чего выразим потенциал в двух точках М1 и М2 контура питания, взятых на пересечении прямой АА' с контуром питания. По методу суперпозиции потенциалы в этих точках будут иметь следующие выражения:

(3)

(4)

Из равенства правых частей формул (3) и (4) найдем расстояние между скважинами А и А':

(5)



Для того чтобы определить дебит скважины А, запишем выражение потенциала на ее забое:

(6)

Вычитая (6) из (3), получим:

(7)

Подставляя теперь выражение (6) в (7), находим:

(8)

нефтяной газовый скважина пласт горный

Из формулы (8) получаем дебит скважины А, эксцентрично расположенной в круговом пласте:

(9)

При эксцентриситете = 0 формула (9) обращается в формулу Дюпюи.

Потенциал в любой точке пласта М, находящейся на расстоянии r1 от скважины A и на расстоянии r2 от скважины А', можно выразить так:



(10)

Вычитая из (10) выражение (6) и учитывая (5), получим:

(11)

Выражение для потенциала в точке М можно получить также и вычитанием из уравнения (3) или (4) уравнения (10):

(12)

3. Приток жидкости к бесконечным цепочкам и кольцевым батареям скважин

На примере притока жидкости к нескольким рядам или кольцевым батареям скважин ознакомимся с широко применяемым при проектировании разработки нефтяных месторождений методом эквивалентных фильтрационных сопротивлений, предложенным Ю. П. Борисовым и основанным на аналогии движения жидкости в пористой среде с течением электрического тока в проводниках.

Рассмотрим без вывода задачу о притоке жидкости к одной цепочке скважин, расположенных на расстояниях 2 друг от друга и на расстоянии L от прямолинейного контура питания. Пусть на контуре питания задан постоянный потенциал Фк, на забоях скважин - потенциал Фс (рис. 2). Требуется определить дебит каждой скважины и суммарный дебит n скважин в цепочке.

Рис. 2. Схема притока жидкости к цепочке скважин

Рис.3. Кривая распределение потенциалов вдоль линии тока.

Рис.4. Схема эквивалентных фильтрационных сопротивлений при потоке к цепочке скважин.



Решение задачи заключается в следующем. Цепочка скважин-стоков отображается зеркально относительно контура питания в скважины-источники, и рассматривается интерференция двух цепочек скважин в неограниченном пласте.

Вдоль прямой АВ, проходящей через скважины (как говорят, вдоль главной линии тока), частицы жидкости будут двигаться наиболее быстро.

Прямую А'В' и ей подобные, делящие расстояние между скважинами пополам, в силу симметрии потока можно рассматривать как непроницаемые границы, вдоль которых движение будет наиболее медленным. Они называются нейтральными линиями тока.

Характер распределения потенциалов вдоль этих прямых АВ и А'В' показан на рис. 3.

Задача решается методом суперпозиции. Результаты решения показывают, что на расстоянии от контура питания до половины расстояния между скважинами движение жидкости практически прямолинейное и падение потенциала на этом участке происходит по закону прямолинейной фильтрации.

Основное падение потенциала происходит вблизи скважины, где характер движения близок к радиальному.

При этом дебит каждой скважины цепочки выражается следующей формулой:

(13)

(14)



где - гиперболический синус.

(15)

В случае, когда, величина очень мала и тогда:

(16)

Отсюда следует, что при дебит скважины:

(17)

Вводя обозначения:

(18)

формулу (18) представим в виде:

(19)

аналогичному закону Ома.

Величина , по терминологии Ю. П. Борисова, называется внешним фильтрационным сопротивлением батареи, - внутренним.

Таким образом, приток жидкости к цепочке скважин можно представить схемой эквивалентных фильтрационных сопротивлений, показанной на рис. 4.

Аналогом объемного расхода q служит сила тока, а аналогом разности фильтрационных потенциалов - разность электрических потенциалов. Суммарный дебит всей прямолинейной цепочки из n скважин:

(20)

Рис.5. схема эквивалентных фильтрационных сопротивлений при потоке к трём цепочкам скважин.

Из формулы (20) получили выражение для внешнего фильтрационного сопротивления цепочки:

(21)

которое представляет собой сопротивление потоку жидкости от контура питания до галереи длиной , расположенной на расстоянии L, от контура питания, а внутреннее сопротивление:



(22)

выражает сопротивление, возникающее при подходе жидкости к скважинам в зоне радиусом, где фильтрация практически плоскорадиальная.

Пусть теперь полубесконечный пласт с прямолинейным контуром питания разрабатывается тремя параллельными цепочками скважин с числом скважин в каждой n1, n2, n3.

Пусть скважины в каждой цепочке имеют одинаковые радиусы rc1, rc2, rc3 и забойные давления pc1, рc2, рс3, суммарные дебиты цепочек составляют ,,.

Схема соответствующих эквивалентных фильтрационных сопротивлений будет теперь разветвленной (рис.5).

Расчет схемы проводится аналогично расчету электрических разветвленных цепей по законам Ома и Кирхгофа.

Составляются алгебраические линейные уравнения по числу неизвестных (либо дебитов ,,, либо забойных давлений pc1, рc2, рс3 ).

При этом очевидно, внешние сопротивления будут равны:

(23)

где L1,L2, L3 - расстояния соответственно от контура питания до первой цепочки, между первой и второй цепочками, между второй и третьей цепочками.

Внутренние сопротивления определяются по формулам:



(24)

Отметим, что приток жидкости к трем кольцевым батареям скважин, соосным круговому контуру питания, рассчитывается по той же схеме эквивалентных фильтрационных сопротивлений (см. рис. 5), что и для цепочек скважин. При этом внешние фильтрационные сопротивления будут выражаться так:

(25)

где R1, R2, R3 - радиусы батарей.

Внутренние фильтрационные сопротивления определяются по формулам (24).



Заключение

В рассматриваемой работе по дисциплине подземной гидромеханики изучена тема: «Движение жидкости в пласте к двум равнодебитным стокам (источникам». В данной работе мы, путём анализа научно-технических работ и материалов, мы изучили основные принципы и задачи интерференции совершенной скважины, а также привели математические уравнения, описывающие данные задачи.

Таким образом обобщая вышеизложенные выводы можно сказать: что приближая нагнетательные скважины к добывающим, можно добиться увеличения добычи при более тесном расположении скважин.



Список использованных источников

1. Б.Б. Пыхачев. "Подземная гидравлика".- М.: Недра,1990. - С. 103-105.

2. Басниев К.С.,. Подземная гидромеханика: Учебник для вузов //. Кочина И.Н., Максимов В.М - М.: Недра, 1993. . - 402 с

3. Бузинов С.М.,. Исследование нефтяных и газовых скважин и пластов. // Умрихин И.Д - М.: Недра 1984- С. 87-92.

4. В.Д. Лысенко. " Разработка нефтяных месторождений. Проектирование и анализ".- М.: Недра 1998. - . - 103 с

5. В.Н. Щелкачев. "Подземная гидравлика".- М.: Недра.,2001. - С. 17-33.

6. В.С.Бойко. "Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений".- М.: Недра 1990. - С. 11.

7. Евдокимова В.А., Сборник задач по подземной гидравлике. // Кочина И.Н. - М.: Недра 1979, . - 168 с.

8. Желтов Ю.П. Механика нефтегазового пласта, М: Недра, 1975[8]

9. К.М. Донцова. "Разработка нефтяных месторождений". - М.: Недра 1977. - С. 11-23.

10. К.С. Басниев. "Подземная гидравлика". // А.М. Власов. - М.: Недра 1995- С. 85-92.

11. Куштанова Г.Г. Подземная гидромеханика. Учебно-методическое пособие для магистрантов физического факультета по направлению «Радиофизические методы по областям применения»/ - М.: Казан.(Приволж.) федер. ун-та, 2010, - С. 100-110.

12. Петрушин Е.О., Интерференция совершенной скважины // Арутюнян А.С., Ассаиди М.Б. // ЦДНГ1 ОАО «Печоранефть» 2005 // - URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=32381511& (дата обращения: 20.06.2020)

13. Пыхачев Г.Б.,. Подземная гидравлика. // Икаев Р.Г М: Недра. 1973 - С. 67-73.

14. Пятибрат В.П. Подземная гидромеханика. Учебное пособие. - М.: - Ухта: УГТУ, 2002. - С. 50-52.

15. П.Я. Полубаринова Развитие исследований по теории фильтрации в СССР.. - М: Наука, 1969

16. Чарный И.А Подземная гидромеханика. - М.: Гостоптехиздат, 1963.-- С. 145-150.

Размещено на Allbest.ru

...