Предельный безводный дебит скважины

При отборе нефти из гидродинамически несовершенной по степени вскрытия скважины в пласте с подошвенной водой происходит деформация поверхности ВНК. Образующееся повышение уровня воды называется конусом подошвенной воды.

И.А.Чарный, используя условие устойчивости движения границы раздела двух жидкостей, получил формулу для расчета предельного безводного дебита скважины Q_пр, т.е. максимального дебита, при котором не происходит прорыва подошвенной воды в скважину.

Рис. 9.3. Схема образования конуса подошвенной воды

, (9.5)

где - безразмерный дебит, значения которого определяются по графику (рис. 9.4).

Вспомогательные параметры:

; .

Здесь c_А – коэффициент анизотропии пласта, определяемый через соотношение проницаемостей по горизонтали и по вертикали: .

Если дебит скважины не больше предельного безводного дебита, то в процессе эксплуатации происходит равномерный подъем ВНК и вытеснение нефти к забою.

Увеличение дебита сверх расчетного значения приводит к быстрому прорыву подошвенной воды в скважину и резкому обводнению добываемой продукции.

Для расчета высоты подъема конуса y_max, соответствующей предельному безводному дебиту скважины, используется график зависимости .

.

Предельно допустимую депрессию рассчитывают по формуле Маскета для скважины, несовершенной по степени вскрытия:

(9.6)

Количество нефти, которое будет отобрано из скважины к моменту ее обводнения, т.е. когда к забою подтянется конус подошвенной воды, приближенно можно определить по формуле:

, (9.7)

где a - произведение коэффициента нефтеотдачи пласта на коэффициент усадки нефти; m – коэффициент пористости пласта; К_г и К_в – коэффициенты проницаемости пласта в вертикальном и горизонтальном направлениях; D – поправочный коэффициент, зависящий от относительной глубины вскрытия нефтенасыщеннной части пласта f = b/h.

Рис. 9.5. График зависимости поправочного коэффициента D от относительной глубины f вскрытия нефтенасыщенной части пласта

Формулу (9.7) можно использовать только тогда, когда гидродинамически совершенные по характеру вскрытия пласта скважины расположены друг от друга на столь большом расстоянии 2s, что

.

Это условие выполняется в большинстве практически интересных случаев.

Теоретические расчеты показывают, что при довольно значительной толщине нефтенасыщенной части пласта, небольшом относительном вскрытии, малом понижении давления и, соответственно, малом дебите скважина должна обводниться за сравнительно короткий промежуток времени.

Однако на практике нередки случаи, когда достаточно многодебитные скважины, расположенные в водонефтяной зоне, длительное время эксплуатируются без воды. Кроме того, установка цементных мостов, поднимающих забой скважины на несколько метров, способна отодвинуть момент обводнения на несколько месяцев.

Увеличение значения t_н в реальных условиях может быть получено лишь за счет увеличения соотношения проницаемостей. Для одного и того же образца породы величина К_г превосходит величину К_в не более чем в 1,5-3 раза. Однако, если срок обводнения скважины велик, проницаемость по напластованию должна превосходить вертикальную проницаемость в десятки и даже сотни раз. Такого резкого различия проницаемостей К_г и К_в для каждого керна ожидать нельзя. Однако во многих случаях в пластах обнаруживаются тонкие прослойки, а иногда пропластки глин или плохо проницаемых мергелей, которые способны резко снизить среднюю проницаемость пласта в направлении, перпендикулярном напластованию.

Тонкие или мощные плохо проницаемые пропластки затрудняют поднятие конуса подошвенной воды и увеличивают период безводной эксплуатации скважины.

Отсюда следует вывод:

для борьбы с подтягиванием подошвенных вод действенным средством является установка цементных мостов, причем с таким расчетом, чтобы между уровнем подошвенных вод и верхней плоскостью цементного моста находились бы плохо проницаемые пропластки.

Контрольные вопросы:

1. В чем заключается сущность поршневого вытеснения нефти водой? Приведите схему образования конуса подошвенной воды.

2. Докажите, что на границе раздела двух жидкостей происходит преломление линий тока.

3. Приведите схему прямолинейно-параллельного поршневого вытеснения нефти водой и проанализируйте расчетные зависимости для определения основных характеристик потока.

4. Приведите схему плоскорадиального поршневого вытеснения нефти водой и проанализируйте расчетные зависимости для определения основных характеристик потока.

5. Как влияет различие вязкостей двух жидкостей на устойчивость движения границы раздела?

6. Как влияет различие плотностей двух жидкостей на устойчивость движения границы раздела?

7. Приведите схему образования конуса подошвенной воды.

8. Дайте определение предельного безводного дебита скважины и приведите его расчет по способу И.А.Чарного.

9. Как оценить предельно допустимую депрессию по способу Маскета?

10. Как влияет анизотропия пласта на темпы обводнения скважин подошвенной водой?

11. Перечислите способы изоляции подошвенной воды в скважинах.

Дата добавления: 2014-01-11