Другое : Анализ функции фильтрационного сопротивления для неустановившегося притока жидкости (газа) (к несовершенной скважине)

Анализ функции фильтрационного сопротивления для неустановившегося притока жидкости (газа) (к несовершенной скважине)

Министерство общего и профессионального образования РФ

Тюменский Государственный Нефтегазовый Университет

Кафедра РЭНиГМ

Реферат

«Анализ функции фильтрационного сопротивления для неустановившегося притока жидкости (газа) к несовершенной скважине»

Выполнил студент

Группы НГР-96-1

Принял профессор

Телков А. П.

Тюмень 1999 г.

Рассмотрим функция (F) которая есть функция пяти параметров F=F (f0, rc, h, (, t*), каждый из которых — безразмерная величина, соответственно равная

[pic] [pic] [pic][pic] [pic] (1)

где r — радиус наблюдения; x — коэффициент пьезопроводности;

Т — полное время наблюдения; h — мощность пласта; b — мощность вскрытого пласта; z — координата; t — текущее время.
Названная функция может быть использована для определения понижения
(повышения) давления на забое скважины после ее пуска (остановки), а также для анализа распределения потенциала (давления) в пласте во время работы скважины.
Уравнение, описывающее изменение давления на забое, т. е. при (=h; r=rc или r=rc, имеет вид
[pic] (2)

где безразмерное значение депрессии связано с размерным следующим соотношением
[pic] где[pic] (3) здесь Q — дебит;

( — коэффициент вязкости; k — коэффициент проницаемости.

Аналитическое выражение F для определения изменения давления на забое скважины запишем в виде
[pic] (4)

Уравнение (2) в приведенном виде не может использоваться для решения инженерных задач по следующим причинам: во-первых, функция (4) сложна и требует табулирования; во-вторых, вид функции исключает возможность выделить время в качестве слагаемого и свести решение уравнения (2) к уравнению прямой для интерпретации кривых восстановления (понижения) давления в скважинах традиционными методами. Чтобы избежать этого, можно поступить следующим образом.
В нефтепромысловом деле при гидродинамических исследованиях скважин широко используется интегрально-показательная функция. Несовершенство по степени вскрытия пласта в этом случае учитывается введением дополнительных фильтрационных сопротивлений (C1), взятых из решения задач для установившегося притока. В соответствии с этим уравнение притока записывается в виде

[pic] (5)

Как видно, дополнительные фильтрационные сопротивления являются функцией геометрии пласта. Насколько верно допущение о возможности использования значений C1(rс, h), пока еще ни теоретически, ни экспериментально не доказано.
Для неустановившегося притока уравнение (2) запишем аналогично в виде двух слагаемых, где в отличие от выражения (5) значения фильтрационных сопротивлений являются функцией трех параметров (rс, h, f0)

[pic] (6)
Как _ видим, дополнительное слагаемое R(rc , h, f0) в уравнении (6) зависит не только от геометрии пласта, но и от параметра Фурье (f0). В дальнейшем будем называть это слагаемое функцией фильтрационного сопротивления. Заметим, что при h=l (скважина совершенная по степени вскрытия) уравнение (2) представляет собой интегрально-показательную функцию
[pic] (7)

С учетом равенства (7) решение (6) запишем в виде
[pic] (8)

Разрешая уравнение (8) относительно функции сопротивления и учитывая уравнение (2), находим
[pic] (9) и на основании равенства (7) приведем выражение (9) к виду
[pic] (10)

Численное значение R(rс,h,fo) рассчитано по уравнению (10) на ЭВМ в широком диапазоне изменения параметров rc, h, f0. Интеграл (2) вычислялся методом Гаусса, оценка его сходимости выполнена согласно работе [3]. С учетом равенства (7) вычисления дополнительно проконтролированы по значениям интегрально-показательной функции.
С целью выяснения поведения депрессии и функции сопротивления проанализируем их зависимость от значений безразмерных параметров.
1. Определим поведение (р в зависимости от значений параметров rс, h, f0.
Результаты расчетов значений депрессии для каждого фиксированного rc сведены в таблицы, каждая из которых представляет собой матрицу размером
10х15. Элементы матрицы это значения депрессии (p(rc) для фиксированных h и f0. Матрица построена таким образом, что каждый ее столбец есть численное значение депрессии в зависимости от h, .а каждая строка соответствует численному значению депрессии в зависимости от fo (табл. 1). Таким образом, осуществлен переход от значений безразмерной депрессии (p(rc, h, f0) к относительной депрессии
(р*i,j (rc).

Для удобства построения и иллюстрации графических зависимостей выполнена нормировка матрицы. С этой целью каждый элемент i-й строки матрицы поделен на максимальное значение депрессии в данной строке, что соответствует значению j==15. Тогда элементы новой матрицы определятся выражением

[pic] (11)

Условимся элементы матрицы называть значениями относительной депрессии.
На рис. 1 приведен график изменения относительной депрессии при фиксированных значениях h. Характер поведения относительной депрессии позволяет описать графики уравнением пучка прямых
[pic] (12)

Рис. 1. Поведение относительной депрессии (rc=0,0200, hi=const, f0) при значениях h, равных: 1— 0,1; 2 — 0,3; 3—0,5; 4 — 0.7; 5 —0,9; 6—1,0.

где ki — угловой коэффициент прямой, который определяется h и от индекса j не зависит.
Анализ зависимости поведения депрессии (p*i,j от f0 для всех rc >0,01 показывает, что графики этой зависимости можно описать уравнением пучка прямых для любого значения h. Для rc< 0,01 в графиках зависимости появляются начальные нелинейные участки, переходящие при дальнейшем уменьшении параметра f0 (или же при увеличении его обратной величины
1/foj) в прямые для всех значений h0,01 для любого hi R*i,j (rc) уже не зависит от f0i .

Из анализа данных расчета и графиков рис. 2 следует: при rc