Файл: Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Проектирование разработки.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 414

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

или колебания

скорости

 

-4^- = 1+

6 sin сот

(х = 0),

 

(*=!)•

(XIV.59)

При этом давления и скорости в каждой точке пласта — периодические функции времени (Ь — безразмерная амплитуда давления или скорости). Осредняя по

времени цикла все величины, входящие в третье из уравнении (XIV.55), и при­ писывая им индекс *, получим

/ ds?

ds•

\

(XIV.60)

h‘ \~дГ +

У‘ ~дГ ) = ( - I)‘ l<?|e(s1- S 2),

где Vi = —t?i\

\q\ — амплитуда перетока,

 

q — hi (ikx— 1) d2p

’

(XIV.61)

 

dx2

 

Решение уравнения (XIV.57) с граничными условиями (XIV.58) имеет вид

р = 1— х + р+1 cos сот + p_i sin сот,

где

Р+1 = b (ch2a — cos2»)-1 [ch a( 1— x) X

X sina( I- — x) sh a cosa — cha( 1— x)'cosa (1 — x) cha sina];

 

 

P-i = 6(ch2a — cos2a) [cha(l — x) cosa X

 

X (l — x) sha cosa + cha( 1— x) sina x

(1 — x) cha sinaj;

I Pi I

(ch 2a (1 — x) — cos 2a

(1 — x)

 

\

ch 2a — cos 2a

)•• -

( * )

 

Для амплитуды перетоков, осредненной по времени цикла, получим выра­ жение

ch 2a (1 — х) — cos 2a (1 — x) 1 2

(XIV.62)

ch 2a — cos 2a

При значительных частотах амплитуды давлений и перетоков близки к нулю во всей основной части пласта и существенны только в призабойной зоне.

При малых частотах \ р\ и \ q\ распределены но длине пласта почти линейно, однако амплитуды перетоков при этом незначительны. В случае заданных коле­ баний скорости движения жидкости нетрудно пэлучить

I Pi

 

b

Гch-2a (1

- х) -Ь cos 2a (1 — х) ^ 2

(XIV.63)

■

и

2 (ch 2a — cos 2a)

 

 

 

 

 

_з_

 

ch 2a (1 — x) + cos 2a (1 — x)

д

<?|* =

( 4

) 2 (*1

[

 

ch 2a — cos 2a

г

При малых частотах амплитуды давлений становятся очень большими, ам­ плитуды перетоков стремятся к постоянному значению. При больших частотах амплитуды перетоков велики вблизи линии нагнетания, амплитуды давлений везде малы.

295

Для простоты выражения перетоков осредняются по длине пласта, тогда система (XIV.60) запишется в вг'де

(XIV.64)

(для заданных давлений)

(для заданных скоростей).

Пусть s* = 1 при х = 0.

Рассмотрим общий случай начальной обводненности обоих слоев. При т = 0 имеем

s* =

1

для

0 < х < У 1тф,

 

s* =

1

для

0 < х <

1Л>т*,

 

s* = 0

(^ > К 1т#),

s.r = 0 (x> V 2t,).

(XIV.65)

Здесь т* — время заводнения, предшествующее началу циклического воздей­ ствия.

Опустим, все промежуточные операции и приведем решение системы (XIV.64) с условиями (XIV.65) в окончательном виде. Причем, поскольку для определения эффективности процесса необходимо знать насыщенности в слоях только на вы­ ходе из пласта, выражения для насыщенностей даны при х = 1 .

Обозначим

£ = (1 /&0) — т. Тогда получим s* для различных временных

интервалов в зависимости от т*. При

1/(^1 + *2) <Т* < 1/61),

s f= s * = 0

( 0 < т < l/k[ — тф),

т —(1-т*)

о

X е - Л«т' [Д* - Д^е- <Л-Лг) I*“ « ~ т*> - т']] dx ;

(XIV.66)

296

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x-l

 

 

$i = -дГ Г дГ

1

д'2 + Д1е_(Л,+Д,)Т + е-ЛЛ 1

7o(2 < W

x ) X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

 

 

 

X e~AjT' [Д,Д2 +

Д,е~ (д'+ д’>* <х~6-т')] dx'

 

 

 

s2 =

д т!г{ 1-

 

е_<Д|+д,)т + Д1е5Д| 1 /o(2,

I W

) x

v

X е

Дгт' ГI _р—(Д1+Д2) (т—£—т') ] йт

 

 

 

 

1—

*

 

 

 

 

:Т Г “

Х* ) ;

 

 

 

 

(■

*1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sf = р* = 1

 

( х > - ^ - - х. ) -

 

 

 

 

В случае т* <

(&х +

 

k2)~1

 

 

 

 

 

 

 

 

S‘ = S 2 = 0

 

( 0 < T < ^

- - T‘)-

 

 

 

 

Если

----т* <

 

т <

 

(1 —k2'iii.)/k1,

выражения s* и

s.* совпадают

с приведен-

 

Кл

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ными в (XIV.66) для

-----т* «

 

 

1— клТ*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s*= e

(6

г.) Д, | е

Д,[т

(5

■'•)1/0(2к Д,Д2(6 -Т 4) | т - ( 5 - т ф)|) +

 

 

I

 

 

Т- (£-т*)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

 

/0(2КгД1Д2(| — т„)-с')х

 

 

 

Ai + Л2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X е~д’х' [ДI -

 

Д?е~ <

*+д»> Iх -

<&~х*> - х'JJ <*т' +

 

 

 

 

„-6Д. х-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^1 + ^2

 

J

 

/„(2 /

Д,Д2|т')е

ЛгХ' [Д,Д2 +

Д?е

<Д1+Д«><х 5 х'> ]л ';

 

 

 

(|-т .)Д ,т

 

(!

х,)

 

 

 

 

 

si

-

■ Ai ~Ь ^2

 

 

 

|

 

 

/о (2 I/"Д1Д2 (S — т .) т ') х

 

X е - ДгХ' [ДI +

Д,Д2е - (д- + д'> 1т- <6-т.) - r ] j dx’ +

 

 

 

 

 

 

 

 

X—I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 4

^

е^

Д1

 

j

/0(2КД1Д ^ ? )е -Д2Х'[ 1 - е - (Д1 + д^ (х- 5 - х')1 ^ '

/

1— 62Т»

 

 

 

 

1— feiT»

\

 

 

 

 

 

V

kh

 

^

 

^

 

А?1

 

/ •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Я97

„

1— /^T*

l

Если---- --- < т <

------ т*, выражения sf и s* совпадают с приведенными

 

к2

к2

в (XIV.66) для - — —Т*

< т < ---- т*. Далее имеем

 

к1

«2

s; = s* = i ( T > - i - - T * ) .

В случае т* >

т. е. при полной

обводненности высокопроницаемого слоя

к началу процесса, выражения для sf

и sТв сечении х = 1 получаются такими

же, как на третьем, четвертом и

пятом интервалах изменения т в формулах

(XIV.66), причем нижняя граница

т берется равной нулю.

Эффективность процесса циклического заводнения

Эффективность процесса циклического заводнения оценивается через отно­ шения текущих и накопленных отборов нефти для рассматриваемого цикличе­ ского процесса и соответствующего процесса стационарного заводнения.

Отношения текущих отборов можно записать в форме

 

1

( Т < 1 Г _ Т * ) '

 

; =

[ 1— S2 ~

V el (S1“ s2)Тлг=1

(XIV.67)

 

hoko

 

 

 

Отношения отборов, накопленных за время применения процесса,

1

H i t -

1*)

j

*

 

т* 4-

[ (I - h {k{s\ —h2k2s*2)dx

*i =

 

(XIV.68)

 

hiki + h2k2т

 

• т* <

т < •

При отборах, накопленных за все время заводнения т + т*,

 

I

( ° < т < _I_ _ х%) >

н2 =

(l

^2^2Р2)^Т

(XIV.69)

i

hi -f- h2k2 (т -f- т*)

 

™,-Т*

 

 

 

 

( т г " т*< т < ^

_ т *)

298

В случае т* > 1!k\ имеем

[I — s* - M j C s J - s J ) ] ^ , h2k2

t

J (I - f tjV l ~ h2kA )x=\ dx

Xi = -

/l2^2^

t

| (l — /ij/ejSj — ^2^2s2)jc=1 “h ^1 ~Ь h2k2%^

x2 =

hi + h2k2 (T + **)

(XIV.70)

( 0 < Т < 1 Г - Т*)'

О п р е д е л я ю щ и е п а р а м е т р ы . В рассматриваемой постановке система безразмерных определяющих параметров включает следующие вели­ чины: b — амплитуду циклического воздействия, отнесенную к среднему пере­

паду давления или к

средней

скорости

нагнетания

соответственно; © =

= о)рР|1вmPkr1 — безразмерную

частоту

воздействия;

kly k2 — проницаемости

пропластков, отнесенные

к осредненной

по

мощности

проницаемости пласта;

т = t kp р,~ xm~xl2 — безразмерное время между началом циклического воздей­

ствия и началом процесса заводнения пласта; е — экспериментально определя­ емый коэффициент удержания воды при внедрении ее в малопроницаемый слой из высокопроницаемого. Этот коэффициент входит в выражение перетоков в произ­ ведении с амплитудой Ь.

Очевидно, все указанные величины существенно влияют на технологические показатели процесса циклического заводнения пласта.

О с н о в н ы е т е х н о л о г и ч е с к и е п о к а з а т е л и . По соот­ ношениям (XIV.66)—(XIV.70) составлены алгоритм и программа для вычислений на ЭВМ. Проведены конкретные расчеты £, х,, х2. Эти величины, характеризу­ ющие эффективность процесса циклического заводнения, зависят от безразмер­ ного времени и всех определяющих параметров. С их помощью и при использо­ вании кривых динамики прогнозных показателей, построенных по данным, полу-

299

ченным в процессе обычного заводнения, можно рассчитать основные технологи­ ческие показатели при циклическом заводнении.

На рис. XIV.6—XIV.8 приведены зависимости показателей эффективности процесса циклического заводнения (£, хь х2) от безразмерного времени т при различной продолжительности доциклической эксплуатации для заданных вход­ ных колебаний давлений. Из приведенных графиков ясно, что более раннее при­ менение циклического воздействия (незначительные т*) наиболее благоприятно для интенсификации процесса заводнения. С ростом амплитудного фактора Ьг интенсивность циклического воздействия возрастает.

На практике реализация амплитуд порядка 1ограничивается возможностями системы нагнетания. Вполне реальным можно считать значение b — 0,5—0,7 (амплитуда вынуждающих колебаний составляет 0,5—0,7 от среднего расхода или среднего перепада давления). Определяемый экспериментально коэффициент

*2

300

удержания воды е может достигать значений 0,7—ОД Таким образом, достига­ емые значения Ък — величины порядка 0,5.

Влияние частоты со на показатели эффективности циклического процесса особенно заметно в области максимальных значений £, хь х*. Следует учесть, что значительное увеличение частоты вынуждающих колебаний приведет к рез­ кому росту интенсивности перетоков в области, прилегающей к линии нагнета­ ния, и соответствующему уменьшению интенсивности на протяжении основной зоны течения.

В связи с этим при заданных колебаниях скорости целесообразно умень­ шать частоту циклов по мере продвижения фронта заводнения по пласту с тем, чтобы постепенно увеличивать длину зоны активного воздействия.

Если гидродинамическая связь между слоями неполная, можно ввести по­ казатель связанности слоев ф, равной отношению суммарной площади изолиру­ ющих слоев к общей площади пласта. В практических расчетах коэффициент гидродинамической связи прослоев можно ввести аддитивно во временной пока­

затель,

характеризующий запаздывание начала циклического воздействия.

В итоге этот показатель будет равен т* -4- ф/?*1.

Таким образом, в двух безразмерных определяющих параметрах — ампли­

тудном и

временном — содержатся четыре независимые величины, две из кото­

рых — физико-геологические характеристики пласта и жидкости (н и ф), а две другие (Ъ и т*) — регулируемые характеристики режима циклического воздей­ ствия на пласт.

§ 8. ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАВОДНЕНИЯ

Выбор концентрации агента в растворе и объема его оторочки

Оптимальная концентрация раствора оторочки химреагентов (ПАВ, поли­ мера, щелочи, кислот и др.) определяется на основании лабораторных, теорети­ ческих и промысловых исследований.

В лабораторных условиях моделируется процесс вытеснения нефти в усло­ виях, близких к пластовым, при различных практически приемлемых концентра­ циях агента (при прочих равных условиях, например, при равных размерах оторочки агента и др.). Результаты опытов наносятся на график в координатах «коэффициент нефтевытеснения — концентрация раствора». С использованием данного графика и теоретических расчетов устанавливается оптимальная кон­ центрация раствора агента.

Для определения оптимальной концентрации агента в процессе опытно­ промышленных работ проводят промысловые исследования. Вокруг нагнетатель­ ной скважины бурят по радиусу несколько контрольных скважин, в которых периодически измеряют концентрацию закачиваемого агента. Вследствие ад­ сорбции агента, смешивания его с пластовыми жидкостями и других явлений концентрация раствора по мере продвижения по пласту уменьшается. Это при­ водит к тому, что на некотором расстоянии от оси скважины концентрация рас­ твора может снизиться ниже критической, после которой не получают эффектив­ ного довытеснения нефти за счет агента. Если в несколько нагнетательных сква­ жин закачивать растворы при различных концентрациях агента и периодически определять ее, то можно найти концентрацию, при которой достигается эффек­ тивное вытеснение нефти с максимальным охватом пласта воздействием метода.

Вследствие высокой стоимости агентов закачка их осуществляется только во внутриконтурные нагнетательные скважины. Как правило, почти все агенты закачиваются в виде оторочки, которая затем вытесняется (проталкивается) по пласту водой. На практике устанавливают оптимальный объем оторочки, при которой получают наилучшие технико-экономические показатели процесса вы­

теснения нефти агентом.

По данным института БашНИПИнефть оптимальный объем оторочки в основ­ ном зависит от параметров пласта; свойств пластовых жидкостей и газов; системы

301

Смотрите также файлы