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. 5.3. Распределение постоянного давления в околоскважиннной зоне:

1 - ламинарный режим; 2 - турбулентный режим

Рис. 5.4. Проволочный фильтр с профилированным сечением обмотки и изменяющимся углом наклона щели к оси каркаса:

1 - перфорированный каркас; 2 - опорные штыри; 3 - проволока

2 g т

sh у l 2nm

ц n sh у Q

(5.15)

Формулы (5.12)-(5.15) характеризуют закон распределения зоны постоянного давления как функцию длины фильтра и расстояния от скважины для ламинарного и турбулентного режимов фильтрации флюида в околоскважинной зоне.

В масштабе строят поверхность постоянного давления в околоскважинной зоне (рис. 5.3). Проведя к полученной поверхности перпендикуляр к любой точке (эпюры на рис. 5.3), получаем направление градиента давления в данной точке (на определенном расстоянии от нижних отверстий), рациональное направление выполнения отверстий фильтра. Зная рациональное направление оси симметрии отверстий фильтра по его длине, получаем нужное расположение отверстий фильтра (рис. 5.4).

Рассмотрим пример подбора фильтра в конкретных условиях. Скважина вскрыла водоносный пласт мощностью 5 м, сложенный тонкозернистыми песками с коэффициентом фильтрации 1 м/сут. Расчеты показали, что при известной конструкции скважины при расходе 1 л/с наблюдается ламинарный режим фильтрации в околоскважинной зоне, а при расходе 2 л/с - турбулентный. При откачке с дебитом 0,8 л/с получаем характер изменения скоростей фильтрации и перепадов давления на фильт-

0658822678

ре (табл. 5.1). Рассмотрим участок фильтра в интервале от 0,85 до 1,45 м от нижних отверстий.

Закон распределения скорости по длине фильтра в этом случае описывается выражением (5.8) с параметром ч = 1.

При использовании в расчетах удобных размерностей Q, л/с; l, м; k, м/сут; Д/5, м; т, м, рекомендуется использовать в формуле (5.11) переводной коэффициент 2,73. Тогда первый член равенства (5.11) можно представить как

2,73kl Д/5

2,73kl Д / 5

; r / Г0 = 10 Q ;

2,73kl Д / 5

r = Г0 10

(5.16)

где r0 - радиус скважины у нижних работающих отверстий фильтра; r - радиус прифильтровой зоны выше нижних работающих отверстий фильтра, на котором наблюдается такое же давление, как и на удалении r0 у нижних отверстий.

Подставляя в уравнение (5.16) исходные данные, получаем

r=r0 10

17,06Д /5

(5.17)

Расчеты по формуле (5.7) позволили определить распределение зоны постоянного давления по длине рассматриваемого интервала. Результаты расчетов представлены в табл. 5.1 в графе 5. Графа 4 характеризует перепад давления между различными сечениями фильтра. В графе 6 показана величина приращения радиуса прифильтровой зоны, на которую удаляется поверхность постоянного давления от скважины. Так, на интервале фильтра 0,85-0,95 м радиус зоны постоянного давления увеличился с 0,089 до 0,0925, т.е. приращение радиуса Дг = 0,0035 м.

Таблица 5.1

Угол наклона градиента давления и скорости фильтрации поверхности, перпендикулярной оси скважины и фильтра,

а = arctg .

(5.18)

Подставляя в уравнение (5.18) значения из табл. 5.1 (графа 6), получаем угол наклона градиента и скорость фильтрации к оси симметрии пласта а. Как показали расчеты, вектор скорости и градиенты фильтрации на интервале фильтра 0,85-1,45 м изменяет угол наклона к поверхности, перпендикулярной оси скважины и фильтра от 2 до 8°.

В этой связи целесообразно изменять направление отверстий фильтра по длине фильтра на участке от 0,85 до 1,45 м. На участке фильтра 0,85-0,95 м рациональный наклон отверстий к поверхности, перпендикулярной оси скважины и фильтра, составил 2°, на участке 1,15-1,25 м - 6°, а на участке 1,35-1,45 м - 8°.

В данных условиях целесообразно использовать фильтр, в котором ось симметрии отверстий наклона к поверхности перпендикулярной оси скважины под расчетным углом а. Оборудовали скважину новой конструкцией фильтра.

Рассмотрим турбулентный приток к фильтру на участке 0,850,45 м. При расходе 2,04 л/с в околоскважинной зоне наблюдалась турбулентная фильтрация. Характер распределения входных скоростей в фильтр и перепадов давления на отверстиях представлены в табл. 5.2.

Для удобства расчета второй член уравнения (5.11) преобразовали по аналогии с формулами (5.16) и (5.17):

А J 5 = 9,7 • 10

; rL - = 103,02 А J5. (5.19)

1 = 1. -103,02 А J5; r = \ - -103,02 А J

(5.20)

Таблица 5.2