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

для различных значений единственного безразмерного параметра задачи (Q > О отвечает закачке, Q < О - отбору жидкости)

о. = а*.

С ростом параметра А относительное изменение давления уменьшается. Если учесть, что в широком диапазоне изменения А зависимость Др/Q от \nt достаточно близка к линейной (см. рис. 31), то при любой интерпретации результатов исследований с ростом интенсивности закачки увеличивается эффективная гидропроводность пласта (fe/i/p.), определенная по кривым изменения давления (соответственно уменьшается гидропроводность с увеличением интенсивности отбора).

Если не учитывать зависимости проницаемости и пористости от давления, но считать закон фильтрации нелинейным псевдопластическим (рост относительной подвижности с ростом скорости фильтрации, Ф"(С/)<0), то анализ кривых изменения давления при пуске скважины по стандартной методике [11] приводит к выводу, что эффективная гидропроводность возрастает с увеличением абсолютного значения дебита, при котором проведено исследование скважины. Причем, если закон фильтрации аппроксимируется степенной зависимостью Ф(С/) = С/, то зависимость эффектной гидропроводности от дебита также степенная:

(й%)эф~С1 C = 2(s-l)/(3-s). (1П.88)

Таким образом, основное отличие между эффектами нелинейно-упругого режима и нелинейной фильтрации при исследовании

скважин проявляется в том, что первым соответствует рост эффективной гидропроводности с ростом дебита при закачке и падение при отборе; вторым - рост гидропроводности с ростом дебита как для закачки, так и для отбора (рис. 32). Легко убедиться, что это -общий факт, не зависящий от принятых аппроксимаций. Такое отличие служит своего рода «диагностическим признаком» для различения двух причин нелинейности.

Можно предположить методику выделения каждого из этих эффектов, выделяя четную и нечетную по Q части зависимости Ap/Q от Q.

Другим важным диагносциру-ющим признаком может быть характер распространения возмуще-НИИ на больших расстояниях от

РИС. 31. Кривые относительного изменения давления.

Значения /1: /-0; 2--0,03: 3-0,03;

4--0,15; 5 - 0,15; 6--0,3; 7 - 0,3;

« - 1,5; 9-3,0

-3.8

-3.0

-1.4 in/

РИС. 32. Изменение эффективной гндропровод-ностн при нелинейно-упругом режиме (/) н нелинейной фильтрации ( )

0,05

-0,05

РИС. 33. Изменение давления при периодическом возбуждении скважины: /- вдали от скважины; 2 -в точке, близкой к скважине

скважины, в этой области давление мало отклоняется от невозмущенного, а скорости фильтрации близки к нулю. Поэтому очевидно, что здесь нелинейно-упругие эффекты слабы, а эффекты нелинейной фильтрации, в особенности типа предельного градиента давления, выражены особенно сильно. Так, на рис. 33 показано изменение давления на различных расстояниях от возмущающей скважины при периодическом (со сменой знака) изменении дебита в ней.

Помимо относительно быстрого затухания возмущений и конечности расстояния, на которое они распространяются, существенно, что с растоянием последовательные импульсы давления не сглаживаются, а все более приближаются по форме к прямоугольным. Этот качественный признак можно использовать для установления наличия в пластовых условиях предельного градиента давления.

Задача 1. Показать, что решение задачи о притоке к скважнне, пущенной в работу с постоянным дебитом Q, автомодельно при степенном законе фильтрации. Исследовать зависимость давления в точке наблюдения от времени. Получить зависимость (HI.88).

Задача 2. Объяснить качественно эффект перестройки импульсов в прямоугольные при фильтрации с предельным градиентом.

Задача 3. Определить максимальный нозможный отбор газа в расчете на одну скважину, если начальное пластовое давление ро> минимально Допустимое давление на забое р н движение газа следует закону фильтрации

(Vp-nV IVpl); v/>n, ptt=0, V/f4<n.

§ 4. Неравновесность при фильтрации однородных жидкостей. Движение в трещиновато-пористых и слоисто-неоднородных пластах

Вводя в качестве основных локальных характеристик фильтрационного движения давление р и скорость фильтрации и (а в некоторых случаях и температуру пористой среды Т), мы неявно допускаем, что в пределах физически бесконечно малого объема пористой среды эти величины изменяются незначительно.

В свою очередь, это означает, что локально каждый элемент среды находится в состоянии термодинамического равновесия. Такое допущение справедливо, пока рассматриваются процессы существенно более длительные, нежели процесс установления термодинамического равновесия в физически бесконечно малом объеме пористой среды. Однако в некоторых существенных для приложений случаях строение реальных объектов таково, что «элементарный объем» достаточно велик, а процесы установления термодинамического равновесия в нем настолько замедленны, что их длительность оказывается сопоставимой со временем переходного процесса в пласте в целом. Тогда эти неравновесные процессы подлежат учету и их влияние может оказаться определяющим. Именно так обстоит дело в некоторых задачах двухфазной фильтрации (см. гл. IV). В этом параграфе рассматриваются неравновесные процессы, происходящие при неустановившемся движении однородной, ньютоновской жидкости в трещиновато-пористых и слоистых пластах.

Фильтрация однородной жидкости в трещиновато-пористой среде. Ряд крупнейших месторождений нефти приурочен к трещиноватым породам, в которых существует развитая система трещин, полностью или частично, наряду с порами, обусловливающая фильтрационные свойства среды. Специфика такой среды обусловлена тем, что трещина, в отличие от пор, имеющих все размеры одного порядка, это - узкая щель, два измерения которой на несколько порядков больше третьего. В результате даже при самом незначительном объеме трещин в общем объеме пустот твердого скелета они могут оказывать определяющее влияние на движение жидкости.

Обычно различают чисто трещиноватые и трещиновато-пористые среды. Первые из них представляют собой блоки горной породы, между которыми имеются трещины, причем сами блоки непроницаемы и не обмениваются жидкостью с трещинами (например, трещиноватые граниты); в трещиновато-пористой среде блоки представляют собой куски обычной пористой среды, обла-

Основные положения теории нестационарной фильтрации в трещиновато-пористых средах были сформулированы в работах Г. И. Баренблатта, Ю. П. Желтова и И. Н. Кочиной [7], а затем развиты многими исследователями- см. более подробное изложение и библиографию [6, 21, 34].