4. Гидродинамические исследования нефтяных скважин

Гидродинамическое несовершенства скважин

Гидродинамически совершенной может считаться такая сква­жина, которая полностью вскрыла продуктивный пласт от кровли до подошвы и приток жидкости осуществляется по всей поверхности соприкосновения скважины с продуктивным пластом. Это возможно при наличии открытого забоя.

К сожалению гидродинамически совершенных скважин практически не бывает.

Различают скважины гидродинамически не совершенные по степени вскрытия пласта и по характеру вскрытия пласта (рис. 1.12).

Скважина, не совершенная по степени вскрытия (рис. 1.12 – б), вскрывает пласт не полностью, а па какую либо величину z, и имеет открытый забой. Относительная величина вскрытия опреде­ляется отношением =z/h. При таком виде несовершенства воз­можны два случая, а) с донным притоком и б) без донного притока.

Роль донного притока очень мала, если учесть соотношение площадей дна и боковой поверхности. Она может играть роль при очень малых величинах относительного вскрытия (при  < 5%). На практике донная часть забоя бывает пли загрязнена, или зацементирована. Если скважина вскрывает всю мощность пласта, по приток жидкости происходит через отверстия фильтра или через прострелы в зацементированной обсадной колонне, то она будет не совершенной по характеру вскрытия (рис. 1.12– е). Характер вскрытия определяется плотностью перфорации (т е. числом отверстии на 1 п.м длины фильтра), диаметром перфо­рационных отверстий и глубиной пулевых каналов в породе пласта

Чаще всего скважины бывают несовершенными как по степени вскрытия (вскрывается неполная мощность), так и по характеру вскрытия (забой, перекрытый перфорированной обсадной колон­ной), что показано на рис. 1.12 – е. В этом случае, как известно, при­ток жидкости определяется по формуле

(1)

где безразмерная величина С представляет собой характеристику дополнительных фильтрационных сопротивлений.

Отношение дебита гидродинамически несовершенной сква­жины к дебиту совершенной скважины при одинаковых депрессиях и прочих равных условиях называется коэффициентом со­вершенства.

Любую несовершенную скважину можно заменить совершен­ной, подобрав для нее такой радиус, чтобы их дебиты были одина­ковы. Радиус такой равнозначной скважины будет фиктивным, как и сама такая скважина. Он обычно называется приведенным радиусом и обозначается буквой r_с*.

Если обозначить коэффициент совершенства буквой , то можно записать

(2)

,

где

r_c^*=cp r_c e^-C.

Численная величина коэффициента ср различными авторами расценивается различно.

Определение величины С чисто математическим путем встре­чает ряд трудностей.

В связи с этим величина С была определена (исследования доцента Шурова В. И.) на электролитических моделях методом электролитической аналогии.

Для оценки величины r_с^* В. И. Шуровым дается следующая формула

где r_с — радиус перфорированной колонны в см; l — длина пуле­вых каналов в см; d — диаметр пуль в см; п — число пулевых каналов на 1 ж ,здесь N — число выстрелов; z — количество неудачных выстрелов в %; b — интервал перфорации в м.

Для скважин, не совершенных по степени и характеру вскры­тия, общая величина дополнительного сопротивления опреде­ляется как сумма: С = C₁ + C₂, причем каждый из коэффициен­тов определяется независимо друг от друга.

Значение коэффициента C₁, учитывающего несовершенство скважин по характеру вскрытия, определяется по графикам, один из которых приведен на рис. 1.13.

Для определения С₁ необходимо иметь следующие данные:

а) число прострелов или отверстий па 1 пог. м фильтра n = N/Z, где N — общее число прострелов или отверстий; Z — общая вскрытая мощность пласта в м;

б) произведение числа отверстий п на диаметр D ствола сква­жины по долоту (в м), т. е. nD;

в) отношение диаметра пуль или отверстий d₁ {в см) к диаметру скважины D (в см), т. е. а = d₁/D (обыч­но принимается равным 1,1);

г) отношение средней эффективной длины пуле­вых каналов в породе пласта l^/ (в см) к диа­метру скважины D (в см), т. е. l = l^//D (обычно l' принимается равным 3— 5 см).

Рис.1.13.Определение поправочного коэффициента С₁ , учитывающего дополнительные сопротивления притоку в не совершенной по характеру вскрытия скважине.

1—a=0.03;2—a=0.04;3—a=0.05; 4—a=0.06;5—a=0.07;6—a=0.08;7—a=0.09.

В связи с тем, что уве­личение длины пулевого канала сначала быстро, а затем медленно умень­шает общее фильтрационное сопротивление пласта, графики составлены для l=0, l=0.1, l=0.25, l=0.5, и l=1.

На графиках на оси абсцисс отложены значения параметра nD, а на оси ординат значение C₁, а также группа кривых для различных значений относительных диаметров перфорационных отверстий а. Если исходные данные не соответствуют линиям на графиках, прихо­дится пользоваться интерполяцией.

Значение коэффициента C₂, учитывающего несовершенство скважин по степени вскрытия, определяется по графику, приве­денному на рис. 1.14.

О 10 20 30 40 50 6О 70 80 90 100 .,%

Рис. 1.14. Определение поправочного коэффици­ента С₂, учитывающего дополнительные со­противления притоку в не совершенной по степени вскрытия пласта скважине

Д

ля определения С₂ необходимо иметь следующие данные:

а) отношение вскрытой мощности пласта z к полной его мощности h; эта относительная величина вскрытия (в %)  = z/h. 100 на графике откладывается по оси абсцисс;

б) отношение мощности пласта к диаметру скважины a=h/D.

На графике по оси ординат отложены искомые С₂, причем для  < 40% значение C₂ находятся на левой вертикальной шкале, а для  > 40% — на правой. Значения а=h/D даны на графике в виде семейства кривых; если вычисленное значение а не совпадает с графиком, пользу­ются интерполяцией.