Билет №37

1. Причины разрушения прискважинной зоны пласта при добычи нефти.

   Практика эксплуатации нефтяных залежей показала, что на многих месторождениях в процессе добычи нефти происходит вынос песка из пласта в скважину. Это связано в основном с тем, что некоторые продуктивные пласты состоят из рыхлых слабосцементированных песчаников, которые движутся вместе с жидкостью, т. е. происходит процесс вымывания породы пласта (суффозия пласта). Содержание песка в добываемой жидкости часто составляет более 5 % по объему. Этот песок выносится вместе с нефтью на поверхность или откладывается в скважине в виде пробок.

   Установлено, что интенсивность появления песка в основном зависит от изменения градиента давления и от темпа процесса обводнения нефтя­ной залежи.

 Условно выделяется четыре типа пород, которые установлены по механизму фильтрации жидкости в рыхлых коллекторах с выносом песка.

  1. Первый тип породы характеризуется относительно "жестким" за счет наличия цементирующего материала. Скелет пласта остается по размерам в первоначальном виде при недеформируемых кровле и подошве пласта. В процессе фильтрации жидкости происходит вымывание отдельных мелких песчинок и илисто-глинистой фракций.

  2. Второй тип породы является деформируемым. Из этого типа породы также происходит вынос только мелких частиц песка или илисто-глинистой фракции. Фильтрация происходит при упругих деформациях породы пласта в пределах справедливости закона Гука. В процессе фильтрации происходит изменение пористости и проницаемости в зависимости от пластового давления и выноса песчинок со временем. Скорость выноса песка зависит от скорости фильтрации (градиента давления).

   3.Третьим типом пород является песок, через который в процессе фильтрации происходит вынос всех фракций в скважину. Здесь происходят два процесса: с одной стороны, вымывание (суффозия) песчинок мелких фракций и их движение в скважину и, с другой стороны, "выжимание" песка всех фракций из пласта в скважину.

   4.Четвертым типом пород является песок, через который в процессе фильтрации вынос песка в скважину не происходит, что достигается установкой на забоях скважин фильтров, которые полностью исключают вынос песка. При этом происходит пластический режим фильтрации. Этот тип пород является частным видом третьего типа.

    Основными причинами превращения песчаника в песок в процессе разработки нефтяных залежей являются:

 а) увеличение нагрузки выше предельного;

 б) вынос песка с последующим нарушением ослабленного скелета

пласта;

 в)растворение цементирующего материала между кварцевыми зернами песчаника водой или паром.

     Рассмотрим плоскорадиальное движение несжимаемой жидкости в горизонтальном пласте к гидродинамически несовершенной как по характеру, так и по степени вскрытия скважине. Фильтрация происходит при нелинейных законах, в условиях водонапорного режима. Нефтяной пласт состоит из двух зон. Первая зона характеризуется как пористая среда, где происходит движение жидкости, с проницаемостью К1 и толщиной h1. Вязкость жидкости равна μж. Внешняя граница этой зоны совпадает с круговым контуром нефтеносности с радиусом Rк и давлением Рк. Вторая зона расположена вокруг добывающей скважины с радиусом R2, причем гс*< R2< Rк. На границе второй зоны пластовое давление равно Р2. Проницаемость второй зоны равна К2, толщина h2. Во второй зоне происходит разрушение пористой среды, т. е. вместе с жидкостью движутся мелкие фракции породы (песок). Вязкость движущейся суспензии составлявляет μж*. В центре кругового пласта находится гидродинамически несовершенная добывающая скважина с радиусом гс* и забойным давлением Рс. Дебит скважины по жидкости из первой зоны равен qж, из второй зоны qж*. Требуется определить значение пластового давления на границе двух зон, т. е. величину Р2.