Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В.Плеханова
(технический университет)
Кафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых
месторождений
ПОДЗЕМНАЯ ГИДРОМЕХАНИКА
ИССЛЕДОВАНИЕ СТАЦИОНАРНОЙ И НЕСТАЦИОНАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ НА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКЕ
Методические указания лабораторным работам
для студентов специальности 130503
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2011
УДК 622.276.031:532.5
ПОДЗЕМНАЯ ГИДРОМЕХАНИКА: Методические указания к выполнению лабораторной работы / Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). Сост.: М.К. Рогачев, А.В. Максютин, А.Р. Мавлиев. СПб, 2011. 55 с.
Приведены методические указания к курсовой работе, выполняемой студентами специальности 130503 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений» в соответствии с учебным планом и программой дисциплины «Подземная гидромеханика».
Табл.1. Ил.63.
Научный редактор проф. М.К. Рогачев
© Санкт-Петербургский горный
институт им. Г.В.Плеханова, 2011 г.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1
«ИССЛЕДОВАНИЕ СКВАЖИН НА УСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМАХ ФИЛЬТРАЦИИ»
Введение
Центральная задача, которую необходимо решить в ходе выполнения данной лабораторной работы – подтвердить (или опровергнуть) на практике основные положения теории стационарной фильтрации. Такая проверка, по замыслу авторов, дает ключ к теории, позволяет понять цели гидродинамических исследований скважин и верно оценивать их результаты.
Лабораторная работа проводится на установке, выполненной компанией «FESTO».
Основные теоретические сведения
Приведенные далее теоретические сведения не претендуют на полноту. Они содержат основные определения, схемы и формулы с краткими комментариями. За более подробными сведениями можно обратиться к источникам, указанным в списке литературы.
Фильтрацией называется процесс течения (просачивания) жидкости или газа сквозь пористую среду под действием перепада давления. Фильтрация жидкости описывается такими параметрами как скорость фильтрации, расход жидкости, перепад давления. Величина расхода определяется также свойствами среды, через которую происходит течение. Основными из этих свойств являются гидропроводность и проницаемость. Стационарным называется такой режим фильтрации, при котором величины скорости, расхода и перепада давления остаются постоянными. Рассмотрим схему притока жидкости к скважине, изображенную на рис. 1.
При такой геометрии пласта фильтрация называется плоскорадиальной, так как частицы жидкости двигаются от контура питания к скважине вдоль радиуса. Если на контуре питания и забое скважины поддерживаются постоянные во времени давления, то величину притока (дебита) в скважину можно определить по формуле Дюпюи [1, 2]
(1)
где Q - расход жидкости, м3/с; k - коэффициент проницаемости пласта, м2; h - толщина пласта, м; - коэффициент динамической вязкости жидкости, Па*с; PK - давление на контуре питания, Па; PC - давление в скважине, Па; RK - радиус контура питания, м; RC - радиус скважины, м.
Рисунок 1 - Схема плоскорадиальной фильтрации жидкости
Напомним основные допущения, при которых справедлива формула Дюпюи:
Если величины, стоящие в правой части уравнения (1) и не зависящие от давления, объединить в один коэффициент, то формулу Дюпюи можно записать в виде
, (2)
где
(3)
. (4)
Таким образом, согласно теории, зависимость дебита скважины от перепада давления (депрессии) должна быть линейной. Это означает, что при увеличении перепада давления, например в два раза, дебит также увеличится вдвое. Если полученная на практике зависимость оказывается не линейной, вероятнее всего нарушается одно из допущений, указанных ранее. Поэтому график Q(P) называют индикаторной диаграммой.
Схематично она показана на рис. 2.
Рисунок 2 - Индикаторная диаграмма
Построение индикаторной диаграммы производится по результатам измерений нескольких различных значений давления на забое скважины и соответствующих им дебитов. Изменение забойных давлений производится путем смены диаметров штуцеров, устанавливаемых на устье скважины.
Коэффициент пропорциональности η называют коэффициентом продуктивности скважины, так как он показывает, на сколько изменится дебит скважины, при изменении депрессии. Он находится как тангенс угла наклона линии, построенной по точкам депрессии и дебита (рис. 2).
После того, как определен коэффициент продуктивности, можно рассчитать фильтрационные параметры пласта (см. формулу 3):
коэффициент гидропроводности пласта
, (5)
и коэффициент проницаемости
. (6)
Итак, для определения характера фильтрации (линейная или нелинейная) и расчета фильтрационных параметров необходимо сделать один за другим несколько перепадов давления и произвести замеры следующие шаги:
Лабораторная установка
Эксперимент производится на лабораторном стенде, общий вид которого представлен на рис. 3. На рис. 4 приведена принципиальная пневмогидравлическая схема стенда.
8
Рисунок 3 - Общий вид лабораторной установки
Рисунок 4 - Принципиальная пневмогидравлическая схема
Состав лабораторного стенда приведен в следующей таблице
|
Название узла и назначение |
Обозначение на схеме (см. рис. 3) |
Изображение |
|
компрессор – для создания запаса энергии, передаваемой в дальнейшем на вход модели |
C1 |
|
|
насосная станция (насос объёмного типа с встроенным предохранительным клапаном) – для заполнения системы жидкостью |
P1 |
|
|
отсечные клапаны – для перекрытия потоков жидкости |
V1-V4 |
|
|
обратный клапан – для исключения попадания жидкости в воздушные магистрали |
V01 |
|
|
редукционный клапан – для установления давления на входе в пласт |
V0 |
|
|
датчики давления – для измерения давления до модели пласта, а так же вдоль оси пласта |
Z1-Z8 |
|
|
датчики расхода – для измерения динамического расхода жидкости до модели пласта и на выходе из него |
Z9, Z10 |
|
|
пульт управления – для управления работой стенда |
||
|
мерный бак – для размещения запаса жидкости и измерения расхода объёмным способом |
H1 |
|
|
ресиверы – для организации плавного течения жидкости в модели пласта с заданным давлением на входе |
H2.1, H2.2, H2.3 |
|
|
модель пласта |
||
|
контроллер – для обработки сигналов с датчиков давления и расхода, и организации связи с компьютером |
HC01 |
В качестве наполнителя в модель пласта засыпан обогащенный кварцевый песок (зернистость 0,1 – 0,4 мм). На рис. 5 приведена схема модели пласта с указанием линейных размеров в миллиметрах. Рабочая жидкость, используемая в лабораторном стенде – дистиллированная вода.
Рисунок 5 - Схема модели пласта
Проведение эксперимента
Подготовка к работе включает в себя выполнение следующих операций.
1. Включение блоков питания для датчиков, контроллера, преобразователей.
Для обеспечения электрического питания системы управления предусмотрены два блока питания. Они размещаются в задней части мобильных оснований, и включаются в работу тумблерами, расположенными на лицевых панелях. Необходимо включить оба блока питания и после этого включить контроллер, установив тумблер в положение ВКЛ (рис. 6). Индикатор включения должен загореться зеленым светом.
Рисунок 6 – Пульт управления работой стенда
2. Включение компьютера.
Для обработки результатов экспериментов, управления работой стенда, снятия характеристик, визуализации и протоколирования лабораторных работ стенд оснащается персональным компьютером с предустановленным программным обеспечением. Компьютер необходим для управления работой стенда при помощи SCADA системы InTouch и отображения данных с датчиков давления и расхода.
3. Запуск программного обеспечения.
Лабораторный стенд соединяется с компьютером через RS 232 -интерфейс, кабель от IPC - контроллера должен быть подключен к COM-порту компьютера. Связь контроллера со SCADA - системой осуществляется через DDE протокол, при этом используется программа EzDDE. Управление производится при помощи SCADA системы InTouch.
Для запуска программ на рабочем столе расположены ярлыки EzDDE и InTouch.
Первоначально запускается программа EzDDE. Затем запускается SCADA система InTouch. В окне выбора приложений системы InTouch следует выбрать приложение Пласт. В появившемся окне выбрать Главное окно и Графики и нажать ОК (рис. 7).
Рисунок 7 - Окно менеджера приложений и выбора способа отображения
После запуска программы на графики начнут поступать показания с датчиков (рис. 8).
4. Включение питания насосной станции.
Необходимо соединить кабель питания с электрической сетью 220V. При этом на дисплее насоса должна появиться индикация.
5. Включение пневматического питания.
Подача воздуха в систему осуществляется от компрессора. Регулирование подачи воздуха осуществляется при помощи редукционного клапана (V0). Первоначально необходимо перекрыть клапан путем вращения против часовой стрелки. Также должен быть перекрыт кран V1.
Включаем компрессор. После набора давления 5-7 бар можно произвести отключение компрессора.
Далее, поворотом редукционного клапана V0 по часовой стрелке устанавливаем давление на входе в систему равным 1 бар.
Рисунок 8 - Окно системы InTouch с графиками
Заполнение системы жидкостью и удаление воздуха из системы
Для удаления воздуха из системы и заполнения модели нефтеносного пласта жидкостью необходимо произвести следующие действия.
Жидкость при этом начнёт заполнять пласт, поступая в выходной канал модели. При этом показания датчиков будут отображать этот процесс (рис. 9). Проходя через модель пласта, жидкость будет наполнять ресиверы H2.1, H2.2 и H2.3.
Заполнение системы должно проводиться до тех пор пока жидкость не заполнит все три ресивера. Уровень жидкости в ресиверах можно наблюдать в прозрачной трубке справа от ресивера H2.3.
Внимание! В процессе заполнения модели пласта жидкостью, давление в зоне датчика Z8 не должно превышать 1 бар.
Рисунок 9 - Процесс заполнения системы жидкостью
4. После того как ресиверы заполнены, необходимо удалить остатки воздуха из внутренней полости модели пласта.
Для этого, не выключая насосную станцию необходимо закрыть кран V2, остановив процесс заполнения ресиверов.
Рисунок 10 - Краны V5–V11
6. Убедившись, что через дренажные магистрали больше не выходит воздух, необходимо перекрыть все краны V5–V11 и только после этого выключить насосную станцию кнопкой STOP на панели управления насосом.
Перекрыты краны: V2, V4, V5, V6, V7, V8, V9, V10, V11, V12, V13.
Открыты краны: V1, V3.
Лабораторный стенд по исследованию модели нефтеносного пласта подготовлен для проведения лабораторной работы.
Проведение эксперимента
Для того чтобы начать эксперимент необходимо.
1. Начать запись показания датчиков в файл.
Для начала записи показания датчиков следует в окне графиков нажать на кнопку В Excel.
2. Полностью открыть кран V13 на выходе из модели пласта.
После чего жидкость начнет поступать в мерную ёмкость. Процесс падения давления и роста расхода будет отображаться на графиках (рис. 11). После того, как показания датчиков стабилизировались, можно перейти к новым граничным условиям. Для этого изменяем настройку редукционного клапана в сторону уменьшения давления на входе в модель. Жидкости, находящейся в ресиверах достаточно для проведения эксперимента длительностью 5-6 минут. За это время необходимо провести измерения при 4-5 различных значениях давления на входе в модель.
Внимание! В процессе проведения эксперимента, давление в зоне датчика Z2 не должно превышать 1 бар.
Рисунок 11 - Процесс заполнения системы жидкостью
Обработка результатов
Все показания датчиков в ходе эксперимента записываются в файл Пласт_Протокол.txt. Это обычный текстовый файл, который имеет формат, представленный на рис. 12.
Рисунок 12 - Формат записи показаний датчиков (файл Пласт_Протокол.txt)
Данные записываются с интервалом в одну десятую секунды. В результате образуется большой массив чисел. Его обработку удобнее провести в Excel, предварительно импортировав туда замеры, для чего выполним следующую последовательность действий:
запустим Excel;
в главном меню выберем Файл → Открыть;
в окне выбора файлов укажем тип файлов - Текстовые файлы (*.prn; *.txt; *.csv) и выбираем файл протокола (рис. 13);
Рисунок 13 - Окно выбора файла для импорта
В появившемся окне Мастера текстов укажем формат данных – с разделителями; начать импорт со строки Нажимаем кнопку Далее;
Рисунок 14 - Шаг 1 импорта данных
на следующем шаге импорта указываем, что разделителем чисел выступает запятая;
Рисунок 15 - Шаг 2 импорта данных
на завершающем шаге определяем Формат данных столбца - Общий. Нажимаем кнопку Подробнее и в появившемся окне (рис. 17) указываем в качестве Разделителя целой и дробной части -точку. Нажимаем на кнопку Готово. Данные будут импортированы в рабочий лист.
Рисунок 16 - Шаг 3 импорта данных
Рисунок 17 - Дополнительная настройка импорта текста
Теперь сохраним наш импортированный массив данных в формате Excel. Для этого выбираем опцию главного меню Сохранить как… Указываем тип файлов Книга Microsoft Office Excel и нажимает на кнопку Сохранить. Итак, наши данные импортированы и сохранены.
Теперь добавим подписи столбцов. Вставим для них строку перед первыми замерами (рис. 18).
Рисунок 18 - Вставка дополнительной строки для подписи столбцов
И сформируем шапку удобства столбец времени в показанную на рис. 19.таблицы, переместив для дальнейшего начало. В итоге мы получаем таблицу, показанную на рис. 19.
Рисунок 19 - Вид таблицы после импорта и подписи данных
Теперь построим график изменения показаний датчиков во времени. Для этого выделяем всю нашу таблицу. Нажимаем на кнопку Мастер диаграмм. Выбираем тип диаграммы – Точечная, со значениями, соединенными отрезками без маркеров.оси.
Рисунок 20 - Выбор типа диаграммы
На следующем шаге указываем Ряды в столбцах. На третьем шаге устанавливаем параметры графика и подписываем оси.
Рисунок 21 - Выбор типа диаграммы
На завершающем шаге определяем место расположения графика.
Рисунок 22 - Выбор типа диаграммы
После этого на экране должна быть показана диаграмма процесса подобно той, что изображена на рис. 23.
Рисунок 23 - Диаграмма изменения показателей датчиков (протокол эксперимента)
Взгляните внимательно на график. На нем хорошо прослеживаются моменты перехода с одного расхода на другой.
Теперь можно перейти к построению индикаторной диаграммы. Для этого нам нужно выбрать на графике для каждого из режимов момент времени, при котором показания датчиков стабилизировались. Например, для приведенного графика подходящими могут быть моменты времени 100, 200, 400 и 700 секунд. К выбору моментов времени следует подходить внимательно, чтобы не выбрать точки, в которых происходили выбросы показаний датчиков расхода. Эти выбросы связаны с проскакиванием пузырьков воздуха через датчики расхода. Из всей нашей таблицы необходимо выбрать давления на входе и выходе из модели и расходы в определенные ранее моменты времени. Полученные точки заносим на новый лист в таблицу, как показано на рисунке, и рассчитываем перепад давления и расход воды через модель. Расход находим как среднее значение между расходом жидкости на входе и выходе. В итоге получаем таблицу, показанную на рис. 24.
Рисунок 24 - Таблица к построению индикаторной диаграммы
По ней строим индикаторную диаграмму. Последовательность действий аналогична построению предыдущего графика, за тем исключением, что в данном случае лучше выбрать тип графика с точками, без соединительных линий.
Рисунок 25 - Индикаторная диаграмма
Итак, индикаторная диаграмма получена. Остается провести через точки прямую. Воспользуемся функцией построения линий тренда. Для этого необходимо выделить ряд, щелкнув на любой из точек. Нажать правую кнопку мыши, и в контекстном выбрать Добавить линию тренда. В появившемся окне (рис. 26) указываем Тип линии тренда Линейная. В Параметрах линии тренда устанавливаем: показывать уравнение на диаграмме и пересечение кривой с осью в точке 0 (тем самым мы указываем, что наша линия должна обязательно проходить через точку 0,0).
Рисунок 26 - Установка параметров линии тренда
После этого на уравнение (рис. 27). продуктивности. график будет нанесена линия тренда и показано Коэффициент в уравнении и есть коэффициент продуктивности.
Рисунок 27 - Индикаторная диаграмма с построенной линией тренда
Итак, мы установили величину коэффициента продуктивности в следующих единицах: л/мин/бар. Можно перейти к расчету фильтрационных параметров пласта. К сожалению, мы не можем напрямую использовать формулы (5) и (6), поскольку они выведены для случая кругового пласта. Эта трудность может быть решена следующим образом. Будем считать, что наша модель - сектор кольца с внутренним радиусом, равным радиусу скважины (см. рис. 28).
Рисунок 28 - Схематизация пласта сектором кольца
Тогда формулы (5) и (6) примут вид
, (7)
. (8)
где а - угол в радианах, остальные обозначения прежние.
В нашем случае величина α=π/18. Теперь для расчета значений гидропроводности и проницаемости можно воспользоваться формулами (7) и (8), предварительно переведя величину коэффициента продуктивности в систему СИ (1 бар=105 Па), что предлагается сделать самостоятельно.
Вопросы и задачи
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2
«ИССЛЕДОВАНИЕ СКВАЖИН НА НЕУСТАНОВИВШИХСЯ РЕЖИМАХ ФИЛЬТРАЦИИ»
Работа выполняется на экспериментальной установке, изготовленной фирмой FESTO (рис. 29). Основные узлы данной установки описаны выше.
Рисунок 29 – Экспериментальная установка «ПЛАСТ»
Порядок проведения лабораторной работы «Исследования скважин на неустановившихся режимах фильтрации» будет заключаться в следующем.
1. Подготовить лабораторную установку к проведению работы.
2. Заполнить рессиверы.
3. Закрыть кран V2.
4. Нажать кнопку «EXCEL» приложения «Графики»
5. Открыть кран V1.
6. Открыть кран V13.
7. С помощью редуктора установить давление на входе (не ниже 0,5 бар).
8. Дождаться установившегося режима (на экране монитора давление
постоянно).
9. Перекрыть кран V12.
10. На экране монитора дождаться восстановления давления.
11. Закрыть кран V1.
12. Завершить эксперимент.
Основные этапы проведения лабораторной работы представлены на рис. 30.
1 – начало проведения эксперимента; 2 – участок установившегося режима; 3 – момент закрытия крана V13; 4 – участок КВД; 5 – момент закрытия крана V1 (окончание эксперимента); 6 – участок выключения лабораторной установки.
Рисунок 30 – Результаты эксперимента
Во время проведения лабораторной работы все показания датчиков (Z1 –Z8 – датчики, регистрирующие давление, Z9 – Z10 – датчики, регистрирующие расход воды на входе и на выходе модели соответственно (рис. 31)) записываются в текстовый файл Пласт_Протокол.txt с интервалом в одну десятую секунды. После проведения эксперимента получаем текстовый файл сданными до двух тысяч точек. Адрес файла C:\DATA\ Пласт_Протокол.txt.
Рисунок 31 – Датчики Z1, Z9 и Z10
Это обычный текстовый файл, который имеет формат, представленный на рис. 32.
Рисунок 32 – Формат записи показаний датчиков (файл Пласт_Протокол.txt)
Его обработку удобнее провести в Excel, предварительно импортировав туда замеры, для чего необходимо выполнить следующие действия:
Рисунок 33 – Окно выбора файла для импорта
Рисунок 34 – Шаг первый импорта данных
Рисунок 35 – Шаг 2 импорта данных
Рисунок 36 – Шаг 3 импорта данных
Рисунок 37 – Дополнительная настройка импорта текста
Теперь необходимо сохранить импортированный массив данных в формате Ехсеl. Для этого следует выбрать опцию главного меню «Сохранить как...», указать __________тип файлов Книга Мiсrosoft Оffice Excel и нажать на кнопку «Сохранить». Итак, теперь данные импортированы и сохранены.
Необходимо оформить таблицу, для чего сначала надо перенести последний столбец со временем в начало таблицы. Для этого выделяется столбик со временем (курсор подводится на заголовок столбца K, курсор примет вид ↓, нажать на левую кнопку мыши). Открыть контекстное меню (нажать правую кнопку мыши) и в появившемся меню выбрать «Вырезать» (рис. 38).
Рисунок 38 – Шаг «Вырезать» столбик К
Выделить столбик А, нажать правую кнопку мыши и в появившемся меню выбрать «Добавить вырезанные ячейки» (рис.39).
Рисунок 39 – Шаг «Добавить вырезанные ячейки»
Теперь можно оформлять шапку таблицы. Для этого подвести курсор на заголовок строки 1 (курсор примет вид ), выделить строку, нажать на правую кнопку мыши и в появившемся меню выбрать «Добавить ячейки» (рис. 40).
Рисунок 40 – Шаг «Добавляем ячейки»
В пустой строчке заполнить шапку таблицы (рис. 41).
Рисунок 41 – Готовая таблица
Строится график изменения показаний датчиков во времени. Для этого:
Рисунок 42 – Шаг «Выделить» таблицу
соединенными отрезками без маркеров (рис. 43);
Рисунок 43 – Шаг 1 построения диаграммы
На следующем шаге выбрать Ряды в столбцах (рис. 44).
Рисунок 44– Шаг 2 построения диаграммы
На третьем шаге установить параметры диаграммы и подписать оси (рис. 45).
Рисунок 45– Шаг 3 построения диаграммы
На завершающем шаге определить место расположения графика – на отдельном листе. После этого результаты исследования получаем как на рис. 46.
Рисунок 46 – Диаграмма изменения показаний датчиков
На полученном графике визуально можно выделить участок кривой восстановления давления (см. рис. 1.2). Курсор подвести к точке закрытия крана V13 (или скважины), всплывает подсказка с координатой этой точки. В данном случае это точка, имеющая значение времени Т=74,4 с (рис. 47).
Рисунок 47 – Точка времени закрытия крана V13
В файл добавить лист. Для этого навести курсор мышки к меню Вставка и выбрать Лист (рис. 48).
Рисунок 49 – «Добавить» лист
Скопировать данные на новый лист, начиная с точки закрытия скважины (с точки 74,4). Для этого нужно выделить данные из листа «Пласт_Протокол» одним из следующих способов:
Переименовать новый лист (Лист2) – КВД.
Добавить шапку таблицы (рис. 50).
Рисунок 50 – Готовая таблица
Для построения КВД из таблицы удалить столбцы с показаниями датчиков от Z1 до Z7, т.к. показания этих датчиков не потребуются в дальнейших расчетах. Для этого выделить столбцы B – H, нажать правую кнопку мыши и выбрать пункт «Удалить» (рис. 51).
Рисунок 51 – Шаг «Удалить» столбики
Получается таблица:
Добавляем столбик « Т, с ». Вводим в ячейку В2 формулу «= A2 − $A$2»
($A$2 – абсолютная ссылка, она необходима для того, чтобы при копировании формулы адрес ячейки не менялся, и она появляется после нажатия клавиши F4) (рис. 52).
Рисунок 52 – Шаг «Добавить» столбик «Т,с»
Далее необходимо скопировать формулу во все ячейки столбика В для чего:
Датчиком Z8 регистрируется давление на забое скважины, поэтому нужно переименовать ячейку С1 – Pзаб(t). Для построения КВД нужно добавить еще один столбик (столбик D) для расчета разницы забойных давлений ΔPзаб(t) = Pзаб(t) - Pзаб(0). Перевести это значение в систему СИ.
Формула в ячейке будет иметь следующий вид «=(C2-$C$2)*10^5» (рис. 53).
Рисунок 53 – Шаг «Добавить столбик» ΔPзаб(t)
Копируем формулу и получаем столбик значений ΔPзаб(t), Па.
Строим КВД. Для этого нужно выделить столбик B (Т,с) и, удерживая нажатой клавишу Ctrl, выделить столбик D (ΔPзаб(t), Па). Нажать на кнопку «Мастер диаграмм». Выбрать тип диаграммы – Точечная, со значениями, соединенными отрезками без маркеров (рис. 54).
Рисунок 54 – Шаг «Тип диаграммы»
На следующем шаге выбрать Ряды в столбцах.
На третьем шаге установить параметры графика и подписать оси (рис. 55).
Рисунок 55 – Шаг «Установить параметры диаграммы»
На завершающем шаге определить место расположения графика – на отдельном листе. После этого на экране будет диаграмма (рис. 56).
Рисунок 56 – Диаграмма
Необходимо определить положение точки, где начинается спад (точка 5 рис. 30). Для этого подвести курсор мыши к этой точке, всплывает подсказка, которая показывает координату точки.
Рисунок 57– Точка закрытия скважины
В нашем случае это Т=21,7 с. В исходной таблице, начиная с этой точки, удалить все последующие строки и график примет вид, как на рис. 58.
Рисунок 58 – График кривой восстановления давления
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
Как известно, задачей гидродинамических исследований является изучение коллекторских и фильтрационных свойств пласта. По результатам исследований скважин на неустановившихся режимах определяют значения различных коэффициентов таких как, коэффициент гидропроводности, коэффициент эффективной проницаемости, коэффициент пьезопроводности, а также значение комплексного параметра.
В [1] описана методика обработки КВД классическим способом – методом касательной, а в данных методических указаниях описана методика обработки исследований, проведенных на экспериментальной установке «Пласт».
Описанная ниже методика обработки КВД отличается от уже известных методик тем, что радиус контура соизмерим с радиусом скважины
(Rк=1,50 м, Rс=0,5 м), и КВД в данном случае обрабатывается по формуле [9]:
. (9)
где: ΔР(t) – значение депрессии после остановки скважины, Па;
χ – коэффициент пьезопроводности пласта, м2/с;
RС – радиус скважины, м;
t – время, с;
А – коэффициент фильтрации, рассчитываемый по формуле:
. (10)
где: α1 – часть кругового пласта – сегмент установки «Пласт»:
. (11)
где α – угол сегмента, 10° (рис. 59).
Рисунок 59 – Схема пласта
Для получения значений коэффициентов необходимо выполнить
следующие действия:
построить график зависимости ln(PK-P(t)) от Т. Последовательность действий аналогична построению предыдущих графиков.
Рисунок 60 – Логарифм от разницы давления на контуре и на скважине
После получения графика нужно определить положение двух точек на графике, которые образуют прямую линию. Сначала визуально определяем этот отрезок на графике. Далее подвести курсор к крайним точкам этого отрезка и записать значения времени из всплывающих подсказок (рис. 61).
Рисунок 61 – Конечные точки прямой
В нашем случае это время 0,5 с и время 6,1 с. Теперь нужно провести через все точки, находящиеся в интервале [0,5 – 6,1], прямую линию.
Для этого:
Для того чтобы получить уравнение линии тренда необходимо выполнить следующее:
Рисунок 62 – Шаг «Установка параметров линии тренда»
После всего этого на графике будет проведена линия тренда и показано уравнение (рис. 63).
Рисунок 63 – Конечный вид графика
Итак, получено уравнение:
. (11)
Сначала необходимо рассчитать значение объемного расхода воды Q. Для этого в исходной таблице (см. рис. 2.2) на листе «КВД» надо записать первое значение показания датчика Z10. Оно равно 0,7968 л/мин. Перевести это значение в систему СИ.
Согласно формуле (9) ln(0,67·A)=13,047, откуда 0,67·A=4,6⋅105.
Распишем все известные значения, которые входят в состав фильтрационного коэффициента А:
И получаем
Отсюда находится значение коэффициента эффективной проницаемости:
k = 1,34·10-12 м2 = 1340 мкм2 = 1,34 дарси.
Далее оценим значение проницаемости из углового коэффициента.
В нашем случае угловой коэффициент равен 0,489.
Тогда, согласно формуле (9)
Известно, что коэффициент пьезопроводности рассчитывается по формуле:
, (12)
где: μ – динамическая вязкость жидкости, Па*с;
β* – коэффициент объемного упругого расширения:
, (13)
где: m – пористость пласта, доли единицы;
βВОДЫ – коэффициент объемного упругого расширения воды;
βСКЕЛЕТА – коэффициент объемного упругого расширения скелета породы.
Примем μ=10-3 Па*с, m=0,2, βВОДЫ=3*10-10 Па-1, βСКЕЛЕТА=10-7 Па-1.
Подставляем значения в формулу (13) и далее в формулу (12). Получаем
БИБЛИОГРАФИЧЕСКЙ СПИСОК
1. Мордвинов, А.А. Лабораторно-экспериментальные и практическиеиметоды исследования нефтегазопромысловых процессов [Текст]: учебное пособие / А.А. Мордвинов, Н.В. Воронина, Э.И. Каракчиев. – Ухта: УГТУ, 2001. – 114 с., ил.
2. Рочев, А.Н. Исследование стационарной фильтрации на экспериментальной установке [Текст]: методические указания / А.Н. Рочев, О.М. Корохонько. – Ухта: УГТУ, 2007. – 28 с: ил.
3. Соколов, В.А. Экспериментальное изучение процессов неустановившейся фильтрации воды и интерпретация полученных результатов [Текст]:методические указания / В.А. Соколов. – Ухта: УГТУ, 2006. – 23 с.: ил.
4. Щелкачев В.Н., Лапук Б.Б.. Подземная гидравлика. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. - 736 с.
5. Подземная гидравлика: Учебник для вузов / К.С. Басниев, А.М. Власов, Н.Н. Кочина, В.М. Максимов. – М.: Недра, 1986. – 303 с.
6. Техническое описание лабораторного стенда по исследованию модели нефтеносного пласта: Техническое описание / Ю. Артюшин, Д. Можаев, К. Разин, А. Сергеев. – М. Отдел Дидактики ООО «Фесто – РФ».