Эффект влияния объема ствола скважины на перераспределение забойного давления
Содержание 3. 1 Определение 3. 2 Коэффициент Cs в фонтанирующих скважинах 3. 3 Коэффициент Cs в скважинах, оборудованных насосом 3. 4 Давление в начальный период влияния объема ствола скважины 3. 5 Приток из пласта в период влияния объема ствола скважины 3. 6 Конец эффекта влияния объема ствола скважины
Понятие об эффекте влияния ствола скважины o o o Все рассмотренные выше расчетные соотношения выведены в предположении, что смена режимов работы скважины происходит мгновенно, дебит меняется скачком. В реальных условиях скважины это условие недостижимо. В частности, даже если очень быстро закрыть фонтанную добывающую скважину на устье, приток флюида в ствол будет какое -то время продолжаться. Это связано с тем, что пластовый флюид обладает свойством сжимаемости. Поступление в ствол новых порций флюида приводит к повышению давления в стволе. При этом флюид сжимается (растет его плотность).
Определение Анализ данных ГДИС - анализ реакции забойного давления на изменение дебита скважины. o Во многих исследованиях дебит контролируется на устье скважины. Однако постоянство дебита на устье скважины не означает постоянства дебита на забое из-за эффектов, происходящих в стволе скважины. o Явление неравенства дебитов на устье и забое скважины называется влиянием объема ствола скважины (ВСС) на перераспределение забойного давления. o ВСС может быть вызван несколькими причинами. Две основные: o расширение/сжатие флюида в стволе скважины; o меняющийся уровень флюида в стволе скважины. o
Определение
Определение После закрытия скважины, хотя заполнение/опорожнение объем флюида в стволе и не меняется, но его количество в весовом отношении увеличивается. o Этот эффект называется «влиянием ствола скважины» или «послепритоком» . o С течением времени по мере роста давления в стволе интенсивность влияния ствола уменьшается. o Эффект влияния ствола сопровождает не только фонтанной скважины, но и любую смену режима эксплуатации (пуск, изменение дебита и пр. ). Влияние ствола фонтанной скважины при изменении устьевого дебита Количественной мерой эффекта влияния ствола является коэффициент влияния ствола скважины: Если известен коэффициент o влияния ствола, по темпу изменения давления на забое скважины во времени можно рассчитать дебит послепритока: o где ΔV - изменение объема флюида, приведенного к термобарическим условиям в стволе в начале притока, ΔР - изменение давления.
Определение q Эффект ВСС: дебит на забое не равен дебиту на устье Дебит на устье скважины Дебит на забое скважины 0 Период влияния объема ствола скважины – коэффициент влияния объема ствола скважины Единицы измерения Cs [м 3/атм] t Период, когда дебит на забое меняется, называется периодом влияния объема ствола скважины. ВСС характеризуется коэффициентом влияния объема ствола скважины Cs, который определяется как изменение объема флюида в стволе скважины на единицу измене ния забойного давления:
Коэффициент Cs в фонтанирующих скважинах o Рассмотрим исследование скважины по методу КПД o В момент времени t = 0 скважина мгновенно пускается в эксплуатацию (после продолжительного периода простоя) с постоянным дебитом q o Дебит на поверхности мгновенно меняется с 0 до q. Однако дебит на забое увеличивается постепенно o Первоначальная добыча поддерживается за счет сжимаемости столба флюида в стволе скважины, который изначально сжат до пластового давления Pi o По мере добычи забойное давление падает, приток из пласта постепенно увеличивается o Расширение флюида в стволе скважины подчиняется уравнению: o Отсюда Здесь Vw – объем ствола скважины [м 3]; с – сжимаемость флюида [атм-1] o Порядок величины: 0, 01– 0, 1 м 3/атм o Подобное явление наблюдается и при исследовании скважины по методу КВД, т. е. когда скважина останавливается после периода работы. Дебит на устье скважины равен нулю. Приток из пласта постепенно снижается по мере роста давления на забое и сжатия флюида в стволе скважины.
Коэффициент Cs в скважинах, оборудованных насосом В скважинах, оборудованных насосом, изменение в объеме скважинного флюида зависит от меняющегося уровня этого флюида в затрубном пространстве Δ Vu объем ствола скважины, приходящийся на единицу длины [м 2], Δh изменение уровня флюида в скважине Изменение забойного давления также зависит от изменения уровня флюида в скважине р плотность флюида, находящегося в стволе скважины [кг/м 3], g — ускоре ние свободного падения [м/сек 2 Vu – объем ствола скважины, приходящийся на единицу длины [м 2] h – изменение уровня флюида в скважине [м] Коэффициент ВСС в таких скважинах значительно больше коэффициента ВСС в фонтанирующих скважинах: порядок величины Cs 0, 1 1 м 3/атм. Восстановление давления в таких скважинах всегда подвержено ВСС: когда приток из пласта останавливается, восстановление давления заканчивается.
Давление в начальный период влияния объема ствола скважины P q B t Cs – изменение забойного давления, [атм] – поверхностный дебит, [м 3/сут] – объемный коэффициент – время, [часы] – коэффициент влияния объема ствола скважины, [м 3/атм]
Давление в начальный период влияния объема ствола скважины o После пуска скважины на забойное давление в основном влияет ствол скважины, а приток из пласта пренебрежимо мал. • Если эффект влияния ствола скважины постоянен, то в течение времени, когда основная добыча идет за счет расширения флюида в стволе скважины (приток из пласта ~ 0), забойное давление меняется линейно со временем: o Где P – изменение забойного давления, [атм]; q – поверхностный дебит, [м 3/сут]; B – объемный коэффициент; t – время, [часы]; Cs – коэффициент влияния объема ствола скважины, [м 3/атм] Δ - изменение забойного давления, [атм]; qs - поверхностный дебит, [м 3/сут]; В - объемный коэффициент; t - время, [часы]; Cs - коэффициент влияния объема ствола скважины, [м 3/атм]. o • Наклон прямой линии n используется для вычисления коэффициента влияния объема ствола скважины:
Давление в начальный период влияния объема ствола скважины o o Если нанести на график в декартовых координатах значения АР как функции от t, то точки в начальный момент времени должны лечь на прямую линию с тангенсом угла наклона (сокр. "наклон") п. Таким образом наклон прямой линии п может быть использован для вычисления коэффициента влияния объема ствола скважины Эффект влияния ствола скважины может быть непостоянным из-за: -выделения/растворения газа в стволе скважины при изменении давления; -разделения флюидов в стволе скважины; -смены механизмов эффекта В СС (от механизма меняющегося уровня флюида в стволе скважины к механизму сжатия флюида и наоборот). o
Давление в начальный период влияния объема ствола скважины , если Cs – константа, тогда P наклон n 0 t
Приток из пласта в период влияния объема ствола скважины Когда скважина пускается в работу, эффект влияния объема ствола скважины задерживает приток из пласта. Приток из пласта в стандартных условиях дается уравнением: qf – приток из пласта в поверхностных условиях, [м 3/сут] q поверхностный дебит, [м 3/сут]; В объемный коэффициент; t время, [часы]; Р давление, [атм]; Cs коэффициент влияния объема ствола скважины, [м 3/атм].
Конец эффекта влияния объема ствола скважины Критерий Рамея (Ramey): Критерий Чена (Chen) и Бригхама (Brigham): t - время [часы]; Cs - коэффициент влияния объема ствола скважины [м 3/атм]; k - проницаемость [миллидарси]; h - мощность пласта [м]; - вязкость [спз]
Конец эффекта влияния объема ствола скважины • Существует три правила определения конца периода ВСС: – Правило Рамея (Ramey): – Правило Чена и Бригхама (Chen and Brigham) • где k – проницаемость, [миллидарси]; h – мощность пласта, [м]; – вязкость, [спз]; s – скин-фактор
Конец эффекта влияния объема ствола скважины Эмпирическое правило графическое представление Правила Рамея. Если нанести график изменения забойного давления как функцию от времени в билогарифмических координатах, то время конца периода ВСС определяется как время, которое отстоит от конца доминирующего ВСС (единичный наклон) на 1, 5 логарифмических цикла 100 1, 5 log-цикла 10 p 1 0. 01 0. 1 t 1 10
3. 6 Конец эффекта влияния объема ствола скважины • Эмпирическое правило: Если нанести график забойного давления как функцию от времени в билогарифмических координатах, то конец периода ВСС определяется как время, которое отстоит от конца доминирующего ВСС (единичный наклон) на 1, 5 логарифмических цикла
Упражнение 1 Было проведено исследование по КВД. Данные давления представлены на рисунке Задание: Определите коэффициент ВСС
Упражнение 1 Исходные данные Объемный B коэффициент нефти Дебит q 1 м 3/м 3 110 м 3/сут
Контрольные вопросы к главе 3 1. Объясните суть эффекта влияния объема ствола скважины 2. Назовите величину, характеризующую данный эффект 3. В каких скважинах (фонтанирующих или скважинах, оборудованных насосом) эффект влияния объема ствола скважины более значителен 4. В начальный период влияния объема ствола скважины зависимость давления от времени: – линейная; – логарифмическая; – квадратичная 5. Назовите основные параметры системы, влияющие на длительность влияния эффекта ствола скважины
Скачать презентацию Эффект влияния объема ствола скважины на перераспределение забойного
През 5-WT-WBS.ppt