Лабораторная работа № 7

Для пробивки отверстий в обсадных колоннах и цементном кольце применяют в основном пулевую и беспулевую перфорацию. Перфораторы, соединенные в гирлянды, спускают в скважину на каротажном кабеле.

В камеру перфоратора закладывают заряд пороха и запал, представляющий собой мостик накаливания. При подаче тока по кабелю с поверхности мостик накаливается, порох воспламеняется и пуля с большой скоростью выталкивается из ствола перфоратора. Эффективность перфорации пулевым перфоратором часто бывает недостаточна в связи с быстрой потерей энергии пулями при ударе о трубы.

В настоящее время на промыслах распространен метод беспулевой перфорации.

В основу беспулевых перфораторов заложен принцип осевой кумуляции. Отверстия в колонне создаются не пулями, а фокусированными струями газов, которые возникают при взрыве кумулятивных зарядов.

С появлением беспулевых перфораторов стало возможно создавать отверстия в колонне без повреждения ее цементного кольца. Это имеет большое значение при перфорации колонн в маломощных продуктивных пластах, близ которых залегают обводненные или газовые пласты. Беспулевая перфорация обеспечивает надежное вскрытие пласта и улучшение проницаемости за счет образования более глубоких каналов, чем при пулевой перфорации.

Учет несовершенства скважин.

Несовершенством скважин обусловлено появление дополнительных сопротивлений, возникающих в призабойной зоне и у стенок скважины в результате отклонения потока жидкости от плоско-параллельного, а также в результате сгущения линий токов у перфорационных отверстий, вызывающих местное повышение скоростей движения жидкости. На этом основании уравнение движения жидкости в несовершенную скважину формально можно написать:

(7.1)

где С = С₁+С₂ – коэффициент, учитывающий несовершенство скважины по характеру и по степени вскрытия.

Величина коэффициента С зависит от числа перфорационных отверстий, их диаметра, характера размещения отверстий на поверхности обсадной колонны, от глубины пулевых каналов в породе и глубины вскрытия пласта.

Отношение дебита несовершенной скважины к дебиту совершенной скважины называют коэффициентом совершенства:

(7.2)

Отсюда

(7.3)

Аналитическое решение задачи притока жидкости в несовершенной скважине приводит к сложным уравнениям, практическое использование которых весьма затруднительно. Поэтому В.И. Щуров определил величину С для различных видов несовершенства скважин экспериментально при помощи электролитических моделей и построил графики зависимости величины С₁ от числа и диаметра отверстий, диаметра скважины, глубины отверстий и степени вскрытия пласта. На рис. 71 приведен один из графиков В.И. Щурова, по которому можно найти величину С₁.

На оси абсцисс отложен безмерный параметр nD, где n - число перфораций на 1 пог.м. фильтра, D - диаметр скважины в метрах (по долоту). Имеющиеся на графике кривые соответствуют различной величине параметра , где d - диаметр отверстий.

График на рис. 72. действителен для , где - глубина проникновения пули в породу.

Такие же графики построены и для других величин . Глубину проникновения пуль в породу можно оценить экспериментально.

Для определения величины коэффициента С₂, учитывающего несовершенство скважины по степени вскрытия, В.И. Щуровым построена другая серия графиков (рис. 72).

Дополнительное сопротивление притоку жидкости в скважине, несовершенной по степени вскрытия, зависит от отношения

Вскрытой (перфорированной) мощности пласта Н к общей его эффективной мощности h и от отношения

Общей вскрытой мощности пласта h₀ к диаметру скважины D.

По параметрам d и a на графике рис.72 находится величина С₂.

Учет совершенства скважины равнозначен замене несовершенной скважины эквивалентной ей совершенной скважиной, радиус которой значительно меньше. Радиус такой условной совершенной скважины называют приведенным радиусом r_пр. С учетом его уравнение притока жидкости в скважину будет иметь вид:

(7.4)

Сравнивая уравнения (1) и (4) получим:

= (7.5)

Откуда

(7.6)

или

(7.7)

Из соотношения (7) по величине С можно найти приведенный радиус совершенной скважины, эквивалентной скважине перфорированной или вообще несовершенной. Для удобства расчетов на рис 73 приведен соответствующий пересчетный график В.И. Щурова.

Пользуясь этим графиком, предварительно определяем по величине С, взятой по горизонтальной оси, значение параметра

Тогда приведенный радиус легко находится из соотношения:

Задача.

Пласт мощностью h₀= 16 м перфорирован в пределах 10 м. Половина расстояния до соседней скважины R = 250 м. Диаметр скважины по долоту 30 см. Число отверстий в колонне N =120. Диаметр отверстия d = 12 мм. Глубина вхождения пули в пласт равна l^/=15 см. Дебит скважины Q = 42 т/сутки при депрессии Dр=12 бар (приток происходит по линейному закону). Вязкость нефти m=5мПас/м², объемный коэффициент нефти b_н =1,2. Плотность дегазированной нефти r=800 кг/м³.

Определить коэффициент проницаемости пород пласта.

1. Определяем коэффициент j. Для этого воспользуемся графиками Щурова.

Число отверстий на 1 м трубы.

- число перфораций на 1 пог. метр фильтра.

n D = 7,5 0,3 -2,25 – безмерный параметр (отложен на оси абсцисс)

- графики для = 0,5

D –диаметр скважины по долоту.

По кривой на рис. 71 для a=0,04 и D =2,25 находим С₁ =1,95.

Для определения коэффициента С₂ найдем параметр d:

По кривой на рис. 72 d =62,5% и для a =53,3 найдем С₂ ≈ 1,7

Тогда С=С₁+С₂ = 1,95+1,7 =3,65

С – коэффициент, учитывающий несовершенство скважины.

R – радиус контура питания

r_c - радиус скважины

j = 0,67

Для подсчета проницаемости выразим в системе СИ:

м³/сек -[0,00061]

где 86400 – число секунд в 1 сутках.

DР =12 бар = 12 10⁵ н/м² бар – внесистемная единица 1 бар =10⁵ н/м

m=5 мН сек/м² =0,005 н сек/м².

тогда, чтобы найти проницаемость, уравнение притока с учетом коэффициента несовершенства j можно переписать в виде:

(7.8)

где Q_н – дебит скважины, измеренный на поверхности, в м³/сек;

k – проницаемость;

h – эффективная мощность пласта, в м;

p_п и p_з – пластовое и забойное давления, в н/м²;

b - объемный коэффициент нефти в н сек/м²;

R и r_с – радиус контура питания и радиус скважины в м;

R – можно принять приближенно равным среднему значению половины расстояния до соседних скважин.

P_п – характеризует динамическое пластовое давление между скважинами. Его определяют путем измерения забойного давления в закрытой скважине, когда давление восстановилось.

Подставим коэффициент совершенства скважины j в уравнение (7.8) и определим k:

где - коэффициент продуктивности.

1. В.М. Муравьев, Н.Г. Середа Основы нефтяного и газового дела. Учебное пособие / Изд-во Недра. - М.: 1967 – 279с.

2. В.М. Муравьев Эксплуатация нефтяных и газовых скважин. М. Недра, 1975. - 380 с.

3. А.И. Ширковский Разработка и эксплуатация нефтяных и газоконденсатных месторождений М. Недра 1987. – 308с

Поиск по сайту: