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

Часть II

ТЕЧЕНИЕ ОДНОРОДНЫХ ЖИДКОСТЕЙ К СКВАЖИНЕ

Основную часть трещиноватых пластов можно подразделить на два типа: 1) трещиноватые пласты с пустотностью, обусловленной только наличием трещин, и 2) трещиноватые пласты с двумя видами пустотности или с так называемой двойной пустотностью (пористостью) (рис. 6.1). Пласты обоих типов характеризуются наличием системы трещин, разделяющих породу на блоки, а различаются наличием или отсутствием эффективной пористости породы блоков. В первом случае блоки практически непроницаемы, в то время как во втором случае они проницаемы, а их пористость может быть довольно значительной. Пористость породы блоков (матрицы) существенно улучшает емкостные свойства пласта, и поэтому трещиноватые пласты с двойной пустотностью представляют больший интерес.

В трещиноватом пласте с одним видом пустотности, характеризующимся развитой сетью трещин, для описания процесса течения могут быть использованы уравнения, выведенные для сплошной среды, но при условии замены параметров, применяемых для оценки трещин и блоков, параметрами, описывающими тождественные свойства сплошной среды. Замена производится путем присвоения каждой точке пласта свойств представительного образца лороды вокруг этой точки, включающего и трещины и блоки. Таким образом определяются пустотность и проницаемость в каждой точке пласта, и уравнения течения могут быть представлены дифференциальными уравнениями в частных производных. В случае пласта с двойной пустотностью рассматриваются две перекрывающиеся, вложенные друг в друга сплошные среды: одна - соответствующая трещиноватой среде, другая - среде, характеризующейся блоками. При этом каждой точке будут соответствовать по два значения пустотности (пористости) и проницаемости, т. е. трещинной пустотности и пористости блоков матрицы, трещинной проницаемости и проницаемости собственно породы.

В пластах с одним видом пустотности, независимо от масштаба представительного объема пласта, непроницаемые блоки играют роль твердых зерен терригенного пласта, а трещинная пустотность- роль межзернового пространства. Как можно предположить, уравнения, описывающие процесс течения в трещиноватых пластах с одним видом пустотности (трещинной) должны быть такими же, как и для обычных коллекторов. Таким образом, большой разницы между трещиноватыми пластами с одним видом пустотности и обычными пластами, имеющими зернистую текстуру, нет.

Рис. 6.1. Типы пустотности трещиноватых пластов.

а -трещинная пустотность, обусловленная макротрещиноватостью; б -двойная пустотность, обусловленная системой макротрещин и микротрещнноватостью блоков; в - двойная пустотность, обусловленная трещиноватостью породы и межзерновой пористостью матрицы (блоков)

Однако характер течения жидкости в пластах с двойной пустотностью, а соответственно и уравнения, описывающие течение, более сложные.

В гл. 6 данной книги детально описывается основной закон течения в трещиноватых породах с непроницаемой матрицей, в частности законы, определяющие движение жидкостей по трещинам к скважине. В гл. 7 выводятся уравнения, соответствующие закону течения в пласте с двойной пустотностью, а также дается критический анализ существующих уравнений. Особое внимание уделяется характеру движения жидкостей к скважине. Также детально рассматриваются методы интерпретации физических параметров, характеризующих изменение давления в зависимости от времени. В гл. 8 подробно обсуждаются различные специальные проблемы, связанные с изменением динамики работы скважин в условиях интерференции или нестационарного течения жидкостей в коллекторе, с которыми обычно сталкиваются при оценке характеристик пласта. Кроме того, исследуется возможность применения для естественно-трещиноватого пласта-коллектора методик, разработанных для случая создания искусственной трещиноватости в пористой среде.

Глава 6

ТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ К СКВАЖИНЕ В ТРЕЩИНОВАТОЙ ПОРОДЕ С НЕПРОНИЦАЕМОЙ МАТРИЦЕЙ (БЛОКАМИ)

В непористом (с непроницаемой матрицей) трещиноватом пласте, т. е. в пласте с одним видом пустотности, обусловленной только наличием толщин, течение жидкости происходит по сети трещин. По аналогии, проводимой между трещиноватым пластом с таким видом пустотности и пластом с межзерновым поровым пространством, можно предположить, что процесс течения в обеих системах описывается одними и теми же уравнениями; например, для усло-

ВИЙ ламинарного течения по трещинам уравнение движения выводится на основе закона Дарси. Для случая течения в сети трещин уравнения, соответствующие закону Дарси, могут быть также получены из концепсуальных (умозрительных) моделей (Ирмей, Ромм, Сноу). Отправной точкой их вывода является уравнение течения в отдельной трещине. Задача о течении жидкости в непористом трещиноватом пласте оказывается также актуальной и для течения в системе с двойной пустотностью ввиду особых условий стационарного течения в трещиноватом пласте. Условия течения в этом случае фактически являются результатом постоянного перехода определенного количества жидкости из матрицы в систему трещин и одновременного движения эквивалентной массы жидкости к забою скважины. Установившееся течение жидкости через систему с двойной пустотностью физически идентично течению через непористую трещиноватую породу.

6.1. Закон течения однородных жидкостей

6.1.1. Течение однородных жидкостей в отдельной трещине

Простейшей моделью течения через отдельную трещину является течение в узком пространстве между двумя параллельными пластинами (рис. 6.2.).

Ламинарное течение определяется уравнением Навье-Стокса:

(6.1)

где р - плотность; Итр - скорость течения в трещине; g - ускорение свободного падения; Y-потенциал; ц -вязкость жидкости. Если предположить, что число Рейнольдса величина малая,

то инерциальный член (dtpV) «тр будет достаточно мал по сравнению с членом, учитывающим вязкостное трение, т. е. влияние вязкости, которым пренебречь нельзя. При этом стационарное течение несжимаемой жидкости можно выразить уравнением (6.1), которое в этом случае будет иметь следующий вид:

(6.2)

Рис. 6.2. Схема течения жидкости по трещине, образованной двумя плоскими поверхностями.

/ - эпюра скоростей; b - раскрытость трещины; X, у, г -оси координат