Жетыбай на 17 %) нефтеотдачи, определенной для модели сло исто-неоднородного пласта, за один и тот же срок разработки нефтяной залежи (18 лет). Для получения такого же значения нефтеотдачи (10%) неоднородного пласта продолжительность его разработки должна быть более чем в 2 раза большей по сравнению с разработкой однородного пласта. Месторождение разбуривается скважинами в течение 3—5 лет (при режиме ра створенного газа работает несколько небольших по запасам ме сторождений). Неучет интерференции и темпов ввода скважин в эксплуатацию, как показал В. С. Орлов, приводит к снижению нефтеотдачи элементов до 2,1—7,4 % против 12,5 %, получен ных из расчетов по рассмотренной методике.
Режим растворенного газа малоэффективен даже в случаях маловязких нефтей. Если все же приходится решать вопрос воз можности существования его в залежи или оценки эффективно сти методов воздействия на залежь (режим растворенного газа принимается за «базовый» вариант разработки), то в расчетах показателей разработки целесообразнее решать системы диф ференциальных уравнений многофазной фильтрации числен ными методами, например, по методике ВНИИ-2, рассмотрен ной ниже.
§ 2.4. РАСЧЕТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ ПРИ ВЫТЕСНЕНИИ НЕФТИ ВОДОЙ
Водонапорный режим |
вытеснения |
нефти водой |
— основной |
в практике разработки |
нефтяных |
месторождений. |
Тенденция |
в развитии методик расчетов технологических показателей, как отмечено выше, состоит в максимальном приближении матема тических моделей к реальным условиям месторождений (разли чие вязкостей, многофазность движения, неоднородность пласта и др.), в максимальном учете особенностей строения каждого конкретного пласта. Ниже с методических позиций анализа влияния различных природных и технологических факторов на процесс добычи нефти последовательно рассмотрены аналити ческий метод эквивалентных фильтрационных сопротивлений, основы теории поршневого и непоршневого вытеснений, принци пиальные положения построения современной расчетной мето дики на примере методики ВНИИ-2, а также приближенной аналитической методики ВНИИ-1.
Расчет показателей разработки с использованием метода эквивалентных фильтрационных сопротивлений
Метод эквивалентных фильтрационных сопротивлений — основ ной аналитический метод определения количественной связи между дебитами скважин и давлениями на их забоях и на кон-
60
туре питания пласта (нагнетания воды) в условиях жесткого водонапорного режима. Сущность метода состоит в замене пол ного фильтрационного сопротивления реального потока жидко стей сложной конфигурации несколькими эквивалентными (равнозначными) последовательными или параллельными филь трационными сопротивлениями простейших (прямолинейно-па раллельных, плоскорадиальных) потоков. Понятно, что такая замена вносит определенную погрешность в результаты рас чета, которая однако допустима при недостаточной точности исходной геолого-промысловой информации.
Из подземной гидрогазодинамики известен принцип электрогидродинамической аналогии (ЭГДА), согласно которому сила тока I соответствует расходу жидкости (дебиту Q), разность на пряжений ДU разности давлений (депрессии Ар), электрическое сопротивление проводника /?эл фильтрационному сопротивлению пласта /?ф. Принцип ЭГДА легко доказывается из анализа фор мул закона Дарси или Дюпюи и закона Ома:
<7= |
(рпл Рз) |
Др |
дР |
|
(2.38) |
IxL |
|
|
|
||
|
kSn |
|
|
|
|
|
|
|
Др |
|
|
2nkh (рПЛ— рз) _ |
Др |
Лк |
(2.39) |
||
|
р In Лк |
In |
|
||
|
|
|
|||
|
|
2nkh |
|
|
|
|
I = MJ/RM, |
|
|
(2.40) |
|
где k — проницаемость пласта; S n, L — площадь поперечного се чения и длина полосообразного пласта; р — динамическая вяз кость жидкости; h, RK— толщина и радиус контура кругового пласта; гс— радиус скважины; Ар = р Пл—рз — депрессия давле
ния (разность пластового p njl и забойного р 3 давлений); Яф=
— —^— L — фильтрационное сопротивление в полосообразном kSn
пласте; Лфг 2лkh In- Я* — фильтрационное сопротивление
в круговом пласте.
Дебит одной скважины в прямолинейном бесконечном ряду при установившемся притоке однородной несжимаемой жидко сти можно записать
„ |
2nkh (рпл — Рз) |
|
|
Рпл — Рз |
Др |
||
Ц |
\ о |
+ In — —) |
|
kh (2о) |
In а/я |
Q -f со |
|
|
|
ягс / |
|
2nkh |
(2.41) |
||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
Й = |
|
|
|
In а/я |
|
|
|
|
kh (2а) |
U |
СО= |
|
||
|
|
|
2яkh |
|
|||
Первое слагаемое й в знаменателе, как нетрудно заметить из сопоставления с формулой закона Дарси, равно фильтраци онному сопротивлению в полосообразном пласте на участке дли ной L от контура пласта до галереи, расположенной на линии ряда («галеризация» ряда). Площадь поперечного сечения пла ста, приходящегося на данную скважину из ряда, равна произ ведению толщины пласта h на ширину 2а, равную расстоянию между скважинами.
Второе слагаемое со равно фильтрационному сопротивлению в круговом пласте с радиусом контура а/п. Таким образом, сложный фильтрационный поток можно разбить на два про стейших: прямолинейнопараллельный поток от контура пласта до галереи, расположенной на линии ряда скважин; плоскора диальный поток внутри галереи в круговом пласте с длиной контура 2я/?к = 2а, т. е. Як=а/я. Величину й принято называть
внешним фильтрационным сопротивлением (на внешнем пути от контура до галереи), а (о — внутренним фильтрационным сопро тивлением (внутри галереи), которое учитывает увеличение со противления притоку жидкости в скважину по сравнению с га лереей длиной 2а. Сумма сопротивлений указывает на их после довательное соединение.
Аналогично для кругового пласта дебит одной скважины в концентричном круговом ряду
<7= - |
|
2яkh (Рпл — Рз) |
|
|
||||
ц (л In |
Як |
+ |
1п |
Ri |
|
|
||
|
|
|
||||||
|
|
|
Ri |
|
|
пгс |
|
|
---------------------- р™ -Р з------------------- = — |
(2.42) |
|||||||
ц |
J |
ЯК |
, |
Ц |
1п |
p/я |
Q + |
со |
(2alRi) kh |
" |
tfi |
2яkh |
" |
гс |
|
|
|
где n = 2nR\l(2a)=nR\la — число скважин |
в ряду; |
R i — радиус |
||||||
линии размещения кругового ряда скважин.
Первое слагаемое й в знаменателе представляет собой внеш нее фильтрационное сопротивление части кругового пласта (сек тора с углом 2a/R] радиан) от контура до круговой галереи дли ной 2а и радиусом /?1( а второе слагаемое ш — внутреннее филь трационное сопротивление притоку к скважине внутри галереи в круговом пласте с длиной контура 2nRK=2a, т. е. RK=a/n. В данном случае сложный поток к одной скважине в круговом ряду можно разбить на плоскорадиальный поток от контура до круговой галереи и плоскорадиальный поток к скважине внутри галереи.
Q = Y,qi = qn = n —^ |
— |
АР |
|
i=l |
£2 + |
со |
(Q + со) |
|
|
— |
|
|
|
п |
|
____________ Ар_ |
|
|
|
(2.43) |
||
|
|
|
|
|
|
|
------ К------ L + — |
■ |
■In ■ |
ягс |
|||
kh (2а) п |
п |
|
2nkh |
|
|
|
Q = Z <7г = <7« |
Ар |
|
|
|
|
Ар |
Q + |
со |
|
|
|
|
|
1=1 |
|
— |
(Q + со) |
|||
|
|
|
|
п |
|
|
|
'Ар |
|
|
|
(2.44) |
|
|
1 |
|
|
|
||
—К— 1п-^Г |
|
■In |
|
ЯГс |
||
л |
2я£Л |
|
||||
2JT£/I |
|
|
||||
Отсюда следует, что приток ко всем скважинам можно рас сматривать как параллельное соединение проводников с одина ковыми сопротивлениями (£2 + со). Таким образом, фильтраци онный поток к скважинам можно представлять эквивалентной схемой электрических сопротивлений и для расчета использо вать законы Ома и Кирхгофа (первый или второй закон), под разумевая в соответствии с принципом ЭГДА под силой тока, разностью напряжений и электрическими сопротивлениями их аналоги — расход жидкости, перепад давлении, фильтрационные
сопротивления.
Применительно к многорядной системе скважин пласт также
представляется простой геометрической |
фориои |
Р |
|
|||||
ной или круговой. Реал^ |
иХ |
между |
«проницаемыми» |
гале- |
||||
рядов заменяется фильтрацией |
между |
|
|
|
|
|||
леями с RHVTDPHHHMH Фильтрационными сопротивлениями сква- |
||||||||
реями с внутренними филыр^д |
|
внеШние фильтрационные |
||||||
жин внутри галереи, дополняют«ми |
в |
п |
стФавляяР фильтра- |
|||||
сопротивления между |
галер |
•_ |
|
^ электрической |
схемой |
|||
ционную схему пласта |
эквивалентно |
|
законы |
0ма и |
_ |
|||
сопротивлении и применяя |
* " ° ^ ед |
|
ии рядов скважин для |
|||||
гофа, составляют уравнения |
п]плений. Составим эти уравне- |
|||||||
расчета дебитов илизабойных Д |
|
|
по проницаемости |
|||||
ния для кольцевого (круговог ) |
|
еНТричНыми |
рядами сква- |
|||||
и толщине пласта с круговыми ко ц |
|
в |
ой закон Кирхгофа, |
|||||
жин (рис. 2.1). Для этого |
испч г д^д |
перепад давления |
между |
|||||
согласно которому на |
основе, ^ в произведений дебита жидко |
|||||||
двумя точками схемы равен сумм в |
|
|
сопротивление ЭТОГОэтого |
|||||
сти в пределах участка на фильтрационное |
I |
|
|
|||||
63