Основные параметры теории упругого режима

Понятия об упругом режиме пласта

УПРУГАЯ ЖИДКОСТЬ

ТЕОРИЯ УПРУГОГО РЕЖИМА. НЕСТАЦИОНАРНАЯ ФИЛЬТРАЦИЯ УПРУГОЙ ЖИДКОСТИ И ГАЗА

При разработке нефтегазовых месторождений часто возникают неустановившиеся процессы, связанные с пуском или остановкой скважин, с изменением темпов отбора флюидов из скважин. Характер этих процессов проявляется в перераспределении пластового давления, в изменениях во времени скоростей фильтрации, дебитов скважин и т.д. Особенности данных процессов зависят от упругих свойств пластов и жидкостей, т.е. основная форма пластовой энергии - энергия упругой деформации жидкостей и материала пласта. При этом предполагается, что фильтрационный поток однофазный.

Упругий режим характеризуется двумя особенностями:

* длительные (неустановившиеся) процессы перераспределения давления в пласте;

* изменение упругого запаса жидкости в пласте.

При упругом режиме движение возникает в призабойной зоне в начале эксплуатации скважины за счет использования потенциальной энергии упругой деформации пласта и жидкости и только через некоторое время оно распространяется на более отдалённые области.

При снижении пластового давления объём сжатой жидкости увеличивается, а объём порового пространства сокращается за счет расширения материала пласта. Всё это способствует вытеснению жидкости из пласта в скважину.

В ряде случаев приток жидкости поддерживается за счет напора воды, поступающей извне. Такой режим называется упруго-водонапорным.

Если залежи нефти ограничены либо зонами выклинивания, либо экранами, то режим называется замкнуто-упругим. В начальной стадии разработки такой залежи, до тех пор пока пластовое давление не снизилось ниже давления насыщения, имеет место замкнуто-упругий режим фильтрации.

Если вытеснение жидкости из пласта происходит не под действием преобладающего влияния упругости пласта и жидкости, то упруго-водонапорный режим переходит жестко-водонапорный режим. При этом режиме влияние упругости пласта и жидкости на фильтрационный поток хотя и не прекращается, но заметно не проявляется.

Неустановившиеся процессы протекают тем быстрее, чем больше коэффициент проницаемости пласта k, и тем медленнее, чем больше вязкость жидкости m и коэффициенты объёмной упругости жидкости и пласта.

Важнейшими параметрами теории упругого режима являются коэффициенты объёмной упругости жидкости и пласта.

Коэффициент объёмной упругости жидкости b_ж характеризует податливость жидкости изменению её объёма и показывает, на какую часть первоначального объёма изменяется объём жидкости при изменении давления на единицу

, 5.1

где t_ж - объём жидкости; знак минус указывает на то, что объём t_ж увеличивается с уменьшением давления; b_ж нефти находится в пределах (7-30)10^-10м²/н; b_ж воды находится в пределах (2,7-5)10^-10м²/н.

Коэффициент объёмной упругости пласта определяется по формуле

, 5.2

где t_п - объём пласта; m - пористость; b _с слабо и сильно сцементированных горных пород находится в пределах (0,3-2)10^-10м²/н.

Большое значение в практике добычи нефти и подсчета её запасов имеет величина упругого запаса выделенной области пласта, соответствующая заданному падению давления. По Щелкачеву упругий запас - это количество жидкости, высвобождающейся в процессе отбора из некоторой области пласта при снижении пластового давления до заданной величины, если высвобождение происходит за счет объёмного расширения жидкости и уменьшения порового пространства пласта.

Обозначая упругий запас через Dt_з, получим по определению

Dt_з=b_жt_0жDр+b_сt₀Dр, 5.3

где t_0ж - объём жидкости, насыщающей элемент объёма пласта t₀ при начальном давлении р₀; Dр - изменение давления.

Так как t_0ж=mt₀, то

Dt_з=b^*t₀Dр. 5.4

Здесь b^*=mb_ж+b_с - коэффициент упругоёмкости пласта, показывающий долю объема жидкости от выделенного элемента объема пласта, высвобождающейся из элемента пласта при снижении давления на единицу.

Вскрытие пласта и изменение режима работы скважины вызывает возмущение в пласте. От источника возмущения оно передаётся во все стороны пласта с какой-то скоростью. Скорость распространения изменения изменения пластового давления характеризуется коэффициентом пьезопроводности пласта

. 5.5

В коллекторах – 1000см²/с£ k £50000см²/c или 0.1м²/с£ k £5м²/c.

Степень нестационарности процессов определяется безразмерными параметрами Фурье:

* для призабойной зоны --- ; 5.6

* для всего пласта , 5.7

где t - время.

Дата добавления: 2014-01-06