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

Полученные выражения для определения дебита бесфильтровой скважины справедливы только для установившегося режима эксплуатации, т.е. при обеспеченности месторождения ресурсами. Поэтому использовать в расчетах можно только дебиты строительной откачки и размеры воронок, полученные в установившемся режиме.

В некоторых случаях приходится не дожидаться установившегося режима при строительной откачке, так как это может занять много времени, а воронка требуемых размеров уже сформировалась. В таких условиях целесообразно связать возможную производительность скважины с фильтрационными параметрами пласта. Уравнение (3.1), учитывающее связь дебита и коэффициента фильтрации пласта, характеризуется неопределенностью, которая выражена в параметре несовершенства по степени вскрытия Z1. Кроме того, выражение (3.1) не имеет строгого физического смысла, так как дебит явно не зависит от площади фильтрационной поверхности каверны. Отмеченная неопределенность объясняется неправильно выбранными предпосылками о наличии в пласте при эксплуатации бесфильтровой скважины плоскорадиальной фильтрации. По-видимому, при водоприемной поверхности в виде воронки градиент фильтрации в любой точке пласта будет направлен к воронке, а точнее к ее верхней части, близлежащей к основанию. Поэтому поток будет иметь радиально-сфе-ричное направление, а не плоскорадиальное. Это положение подтверждается формой воронки, поверхность которой совпадает с изогипсой постоянного давления в пласте при откачке, которая перпендикулярна направлению фильтрации.

Решая уравнение для радиально-сферичного притока и бесфильтровой скважины, получаем следующее выражение для установившегося режима фильтрации:

Q = 2nkmJ ,, (3.5)

где m - мощность пласта; гпр - приведенный радиус воронки.

Выражение (3.5) не включает параметр несовершенства скважины по степени вскрытия, так как при радиально-сферичном направлении потока он теряет свой смысл. В выражение (3.5) входит приведенный радиус воронки, который не соответствует ее истинному радиусу. Замена истинного радиуса на приведенный вызвана удобствами интегрирования при такой замене. Приведенный радиус воронки рекомендуется выражать через истинный радиус по формуле

Z! = 0,71r tga . (3.6)

yjtg a sin a yjtg a sin a

Для нестационарного режима фильтрации величина радиуса влияния скважины считается величиной переменной и зависит от времени с начала откачки. Радиус влияния определяется с точностью до 8-10 % по формуле

R = 1,51, (3.7)

где а - коэффициент пьезопроводности, t - время с начала откачки.

Подставляя равенства (3.6) и (3.7) в уравнение (3.5), получаем выражение для определения дебита бесфильтровой скважины в процессе строительной откачки при нестационарном режиме фильтрации

Q = - . (3.8)

1,5\uj at tg a sin a i

0,71rtga

При формировании воронки в нестационарном режиме следует учитывать, что для поддержания постоянного дебита следует постоянно увеличивать понижение. Поэтому получив в процессе строительной откачки относительно высокий дебит при нестационарном режиме, нельзя по нему рассчитывать проектный дебит. Уменьшив дебит строительной откачки на 25-30 %, как это делается обычно при проектировании дебита скважин без фильтров, при увеличении радиуса влияния скважины и переходе к стационарному режиму будет наблюдаться снижение производительности скважин. При выборе проектного дебита бесфильтровой скважины и разработке воронки определенных размеров следует обязательно предусматривать снижения дебита при переходе к стационарному режиму эксплуатации до стабилизации радиуса влияния.

Один из основных технологических параметров формирования бесфильтровой скважины - время с начала откачки при определенном дебите и понижении. Рациональное время строительной откачки может быть определено по формуле, полученной из выражения (3.8),

t 0,224r2

ац cos a

1 + 2nkm J

(3.9)

В выражении (3.9) дебит скважины определяется из формулы (3.3), а радиус сформировавшейся воронки - по объему выне-

сенного песка из уравнения (3.4). Решая равенство (3.8) относительно радиуса сформировавшейся воронки, обеспечивающей заданный дебит, имеем

a ц 2 cos а t

0,224

1 + 2nkm J

(3.10)

Сопоставляя выражения (3.10) и (3.4), определяем заданный объем песка, который следует извлечь из скважины при строительной откачке для получения дебита Q, т.е.

aц2 cos аt

0,224

2nkm J

(3.11)

Уравнение (3.8) позволяет рассчитывать дебит бесфильтровой скважины, исходя из гидрогеологических условий месторождения, а выражения (3.9), (3.10) и (3.11) - правильно выбрать технологический процесс откачки.

В процессе строительной откачки, когда величина радиуса влияния не стабилизировалась на проектной величине, важно обеспечить дебит, превышающий проектный. Это обусловлено тем, что со временем и распространением воронки депрессии в пространстве дебит, согласно уравнению Тейса, снижается. Для обеспечения проектного дебита Опр в процессе строительной откачки, начатой t время назад, нужно получить дебит не ниже

Q - Q п

R - гп

ф,5at

(3.12)

Дебит строительной откачки определяется через форму воронки и критическую скорость потока (3.3), поэтому можно определить проектный дебит, который будет получен, если завершить строительную откачку через время t и дебитом Q,

ф,5at -1

R - гп,

(3.13)

Возможный дебит бесфильтровой скважины ограничивается не только гидрогеологическими особенностями месторождения, техническим оснащением откачки, но и необходимостью обеспечения стабильной устойчивой работы воронки в процессе экс-