Вопросы и задачи
Рассчитайте среднюю скорость фильтрации жидкости в модели для одного из перепадов давления.
Что может вызвать нелинейность индикаторной диаграммы?
Проверьте выполнение закона Дарси для условий проведенного эксперимента (для расчета критерия Рейнольдса можно воспользоваться формулой Щелкачева).
Если индикаторная диаграмма не линейна, можно ли в этом случае определить коэффициент продуктивности?
Подумайте, будет ли индикаторная диаграмма линейной, если данные для её построения брать в моменты времени, когда давления и расходы еще не установились?
Можно ли определить коэффициент продуктивности, если давление на входе в модель не известно, а известно лишь давление на выходе?
Какова погрешность определения коэффициента продуктивности в результате того, что мы схематизировали нашу модель сектором окружности (на самом деле она имеем форму трапеции)?
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:
запустить Excel;
в главном меню выбрать Файл → Открыть;
в окне выбора файлов указать тип файлов — Текстовые файлы (*.рrn;*.txt; *.csv) и выбрать файл протокола (рис. 33);
Рисунок 33 – Окно выбора файла для импорта
в появившемся окне Мастера текстов указать: формат данных – с разделителями; начать импорт со строки – 6. Нажать на кнопку «Далее» (рис. 34);
Рисунок 34 – Шаг первый импорта данных
далее указать, что Разделителем чисел выступает запятая (рис. 35);
Рисунок 35 – Шаг 2 импорта данных
на завершающем шаге определить Формат данных столбца – Общий (рис. 36). Нажать на кнопку «Подробнее» и в появившемся окне (рис. 37) указать в качестве Разделителя целой и дробной части – точку. Нажать на кнопку «Готово». Данные будут импортированы на рабочий лист.
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:
выделить всю таблицу (рис. 42);
Рисунок 42 – Шаг «Выделить» таблицу
нажать на кнопку Мастер диаграмм;
выбрать тип диаграммы — Точечная, со значениями,
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:
выделить строку с временем 74,4. Прокрутить таблицу вниз до конечной точки и выделить последнюю строку с нажатой клавишей Shift;
выделить строку с временем 74,4. Нажать комбинацию клавиш Crtl+Shift+End;
выделить нужные строки мышкой.
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$2 – абсолютная ссылка, она необходима для того, чтобы при копировании формулы адрес ячейки не менялся, и она появляется после нажатия клавиши F4) (рис. 52).
Рисунок 52 – Шаг «Добавить» столбик «Т,с»
Далее необходимо скопировать формулу во все ячейки столбика В для чего:
подвести курсор мыши к маркеру в правом нижнем углу ячейки В2 (он примет вид +);
протянуть формулу до конца таблицы.
Датчиком Z8 регистрируется давление на забое скважины, поэтому нужно переименовать ячейку С1 – Pзаб(t). Для построения КВД нужно добавить еще один столбик (столбик D) для расчета разницы забойных давлений ΔPзаб(t) = Pзаб(t) - Pзаб(0). Перевести это значение в систему СИ.
Формула в ячейке будет иметь следующий вид «=(C2-$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