Плоскорадиальный фильтрационный поток идеального газа по двухчленному закону фильтрации.
Лекция № 20.
Вблизи высокодебитных газовых скважин происходит нарушение закона Дарси поэтому расчеты, связанные с разработкой газовых месторождений, а также исследованием скважин, проводят обычно по двучленному закону фильтрации. При этом нельзя использовать дифференциальное уравнение фильтрации (DФ = 0 или DÂ = 0 для установившегося движения), т.к. они выведены в предположении справедливости закона Дарси.
Будем интегрировать непосредственно 2-х членное уравнение закона фильтрации, которое для плоскорадиального потока имеет вид:
,
где: - градиент давления, m - вязкость, k – проницаемость, r - плотность в радиальном потоке, b - коэффициент, w - скорость фильтрации.
Найдем распределение давления в круговом пласте и выведем формулу притока газа к скважине. Для этого выразим скорость фильтрации через приведенный объемный дебит используя формулу : , где: Qaт – объемный дебит, приведенный к атмосферному давлению на устье скважины и пластовой температуре; Р – пластовое давление; Qm – массовый дeбит.
Подставляя выражение w в уравнение фильтрации, получим:
.
Разделяем переменные
и интегрируем от давления на забое (р = рс, r = rс) до давления в произвольной точке пласта (р,r):
.
Откуда
.
Интегрируя снова дифференциальное уравнение от давления на забое, но теперь до давления на контуре питания (Р = Рк, r = Rк) и пренебрегая 1/Rк по сравнению с 1/rс, получим уравнение притока газа к скважине
.
Вводя обозначения А и В, приведем его к виду:
,
где: и .
При В = 0 из уравнения притока получаем:
,
что совпадает с ранее полученным уравнением приведенного дебита газа при линейной плоскорадиальной фильтрации.
Коэффициент пропорционален гидропроводности пласта , которая в основном определяется его проницаемостью: ~ .
Полученное выше уравнение называется уравнением притока газа к скважине.
Коэффициенты фильтрационных сопротивлений А и В определяются опытным путем по данным исследования скважин при установившихся режимах эксплуатации. Газовая скважина исследуется на пяти-шести режимах, задаваемых через изменение забойного давления (давление в скважине Рс). На каждом режиме измеряют приведенный дебит (Qат) и забойное давление (Рс) (по давлению на устье). Затем скважину закрывают и давление в остановленной скважине принимают за контурное - рк. После этого по полученным точкам в координатах ( , Qaт) строят индикаторную кривую. Она представляет собой параболу с выпуклостью к оси дебитов. Для нахождения коэффициентов А и В, полученное уравнение нужно линеализировать:
и перестроить в координатах ( , Qат) (рис. 20.1).
a tga = В |
А |
Qат |
Qат |
Рис. 20.1
Уравнение притока газа к скважине широко используется в расчетах при проектировании разработки газовых месторождений. Кроме того, по найденному значению А можно определить коллекторские свойства пласта, например коэффициент гидропроводности:
.
Дата добавления: 2017-02-20; просмотров: 1203;