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

Рис. 8.8. Рекомендуемые диаметры скважины в интервале продуктивного пласта в масштабе диаметра пилот-ствола в зависимости от отношения dj/dmax

1 + 2,32-

(8.9)

пmnfvd

где Q - расход; dt - диаметр вымываемых частиц; dn - гидравлический эквивалент пор скелета породы пласта; m - мощность пласта; n - активная пористость грунта; f - коэффициент трения песка; vdt - гидравлическая крупность вымываемых частиц.

Предлагается при выборе диаметра фильтра учитывать степень кольматации продуктивного пласта. Чем выше кольматация пласта, тем больше должен быть диаметр скважины. Диаметр зоны кольматации определяют по объему поглощенного при вскрытии глинистого раствора и площади фильтрации. Косвенно влияние кольматации в формуле (8.9) можно учитывать через переменную активную пористость пород прифильтровой зоны.

В неоднородных пластах меняется гидравлический эквивалент пор скелета пород грунта dn и диаметр вымываемых частиц d;. Расход Q по мощности изменяется от максимума в наиболее обильных интервалах до нуля в сцементированных пропластках и нижних интервалах фильтра. Зону равновесия для весьма однородных в гранулометрическом отношении пород пласта ограниченной мощности можно определять по формуле (8.9).

Для неоднородных пород рекомендуется определять диаметр зоны равновесия, а следовательно и диаметр гравийного фильтра по формуле

Dp > (8.10)

p п mnvp

где kн - коэффициент, учитывающий неравномерность притока по длине фильтра; kе - коэффициент, учитывающий силы сцепления между частицами в условиях горного давления; vp - скорость, приводящая к суффозии.

В формуле (8.10) по сравнению с выражением (8.9) гидравлическая крупность частиц заменена на критическую скорость, приводящую к суффозии, которую определяют по формуле С.В. Избаш и Л.И. Козловой. Дело в том, что гидравлическая крупность характеризует скорость, необходимую для страгивания свободной частицы в потоке. В реальных условиях частица в грунте находится в стесненном состоянии.

Автором установлено, что основной фактор, обусловливающий суффозию - турбулизация потока в прифильтровой зоне. Автором предложено техническое решение, заключающееся в необходимости создания фильтра диаметром, превышающим диаметр зоны турбулизации потока при заданных режимах эксплуатации.

Эффективность гравийных фильтров определяется не только задержанием песчаных частиц. При увеличении диаметра скважины и толщины фильтра каверна, ранее заполненная малопроницаемым песком, засыпается высокопроницаемым гравием. Следовательно, фильтрационная поверхность скважины увеличивается, что и влияет на результирующий дебит скважины. Все исследователи рекомендуют для повышения производительности скважины увеличивать ее диаметр. Различия в рекомендациях касаются только диаметра фильтра, превышать который не целесообразно.

С.В. Комиссаров на основе анализа уравнения Щелкачева выявил теоретическую зависимость дебита скважины от толщины слоя гравия для различных коэффициентов фильтрации гравия (табл. 8.10). В расчетах принимается радиус влияния скважины 1000 м, мощность пласта 10 м, коэффициент фильтрации песка 5 м/сут, понижение 10 м.

Влияние толщины гравийного фильтра на его дебит несущественное (см. табл. 8.10). Увеличение толщины фильтра в 50 раз повышает дебит от 20 до 55 %. Проницаемость обсыпки также не приводит к существенному изменению производительности. Увеличение коэффициента фильтрации обсыпки в 10 раз приводит к росту дебита от 5 до 10 %.

А.Ж. Муфтахов и В.Н. Фоменко теоретическим путем установили, что с целью повышения дебита скважины нет смысла увеличивать толщину обсыпки более 20-50 см.

Н.Ф. Володько построил график зависимости дебита скважины Q от ее диаметра D0, базирующийся на уравнении Дюпюи, при ламинарном режиме фильтрации (рис. 8.9). При ламинарной фильтрации нет смысла увеличивать диаметр скважины более 0,2-0,3 м, так как существенного прироста в дебите это не обеспечит. Для фильтра диаметром 300 мм при понижении, равном половине столба воды в скважине, эксплуатационный дебит составит около 80 % теоретически возможного при понижении до отстойника, т.е. увеличение понижения в 2 раза позволяет повысить дебит всего на 15-20 %.

На практике зависимость производительности от толщины гравийной обсыпки и диаметра фильтра более ярко выражена. Ю. Чанг провел сопоставление удельных дебитов четырех скважин на воду одинаковой конструкции и пробуренных в идентич-

Рис. 8.9. Зависимость дебита скважины от диаметра при ламинарной фильтрации