Несовершенство скважины по степени и характеру вскрытия
Несовершенная скважина по степени вскрытия – это скважина имеющая открытый забой, которая вскрывает пласт не на всю мощность, а лишь частично.
На динамику изменения уровня в водоносном горизонте могут оказывать воздействие не только фильтрационные свойства горной толщи, но и конструкция скважины, а именно:
- Радиус скважины.
- Длина фильтра скважины.
По степени вскрытия все скважины делятся на совершенные и несовершенные, в зависимости от степени вскрытия водоносного горизонта фильтром (полностью или частично). Несовершенство скважины может проявляться по характеру и степени вскрытия. Поток к совершенной скважине по степени вскрытия имеет осесимметричный характер, а к несовершенной скважине радиально-сферический. В случае, если фильтр скважины намного меньше, чем мощность водоносного пласта, поток имеет сферический характер.
Если наблюдательная скважины находится на расстоянии, которое в 1,5 раза превышает мощность пробуренного пласта, от опытной, то несовершенством скважины при различных инженерных расчетах и исследований можно пренебречь.
Скважина считается несовершенной по характеру вскрытия, если прискважинная зона имеет проницаемость, отличающуюся от проницаемости опробуемого пласта. В основном несовершенство скважины проявляется при кольматация призабойной зоны скважины и ее самой, а также, если скважины имеет большие радиусы. При инженерных изысканий данные эффекты учитываются при помощи задания емкости скважины. Схемы несовершенных скважин изображены на рисунке ниже.
Рисунок 1. Схемы несовершенных скважин. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
а - несовершенная скважина по степени вскрытия; б - несовершенная скважина по характеру вскрытия; в - скважина несовершенная по характеру и степени вскрытия. Дебит несовершенной скважины выражается по следующей формуле:
Рисунок 2. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где, Q - дебит скважины; h - мощность вскрываемого пласта; C1 - коэффициент, который учитывает дополнительные сопротивления притоку к несовершенной скважине характеру вскрытий; С2 - коэффициент, который учитывает степень вскрытия пласта; r - радиус несовершенной скважины.
Если скважина является совершенной по степени вскрытия, но несовершенной по характеру вскрытия, то в формулу вместо показателя С подставляется показатель С1, а в случае наоборот показатель С2.
Потенциал несовершенной скважины в двухслойном однородно-анизотропном пласте
Потенциал скважины – это показатель, который показывает сколько жидкости (жидкого полезного ископаемого) можно добыть на поверхность с учетом различных ограничений, которые связаны со строением скважины, степенью и характером вскрытия, пропускной способностью, производительностью оборудования, вязкостью флюидов, долей газа в жидкости и т. п.
В двухслойном пласте, в случае низкой скорости нагнетания воды может наблюдаться опережение фронта воды в малопроницаемом пропластке, а высокопроницаемый слой выполняет функцию подвижного источника воды для капиллярного проникновения в малопроницаемый слой в поперечном направлении. В двухслойном пласте, в котором нижний слой является более проницаемым движением жидкостей по горизонтали пренебрегают. Осушение и насыщение такого пласта осуществляется исключительно по вертикали при условии изменения напора на кровле нижнего слоя. При таких условия в коэффициент охвата входит гравитационная гидравлическая емкость верхнего слоя.
В данном случае будет рассмотрена фильтрация реального газа к несовершенной скважине в двухслойном однородно-анизотропном пласте с непроницаемыми подошвой и кровлей, а также с осевой симметрией согласно линейному закону. Будет рассматриваться вариант по схеме двухфазного притока, в котором во внутренней зоне происходит пространственное движение, которое ограничено радиусом равным толщине пласта во внешней зоне. Потенциал скорости фильтрации удовлетворяет уравнению Пуассона:
Рисунок 3. Уравнение Пуассона. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где /\ - оператор Лапласа; ф - потенциал; ψ(x,y,z) - плотность стоков в виде функции.
В развернутом виде это дифференциальное фильтрации жидкости можно записать следующим образом:
Рисунок 4. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
где, q0 - плотность точечного стока; r - ордината точечного стока; δ (х) - функция Дирака; x - коэффициент анизотропии; Кr и Кz - коэффициенты проницаемости по горизонтали и вертикали пласта.
Если вместо потенциала ф ввести потенциал массовой скорости фильтрации(Р), то получаем:
Рисунок 5. Формула. м
где, Р - давление; Р* - функция Лейбензона; р - плотность газа в условиях пласта; u - коэффициент абсолютной вязкости; Z(P.T) - коэффициент, который учитывает сверхсжимаемость; Тпл - пластовая температура.
Таким образом получаем:
Рисунок 6. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В итоге распределение потенциалов массовой скорости фильтрации газа, которая вызвана несовершенной линией стоков можно записать в виде:
Рисунок 7. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
