Визначення дебіту газу при порушенні закону Дарсі.

1. Постановка задачі:

Визначити дебіт газу в пластових умовах з використанням двочленної формули, яка описує приплив газу до вибою свердловини при порушенні закону Дарсі.

Дебіт газу визначається з двочленної формули при порушенні формули Дарсі:

(3.1)

де Р_пл, Р_виб – відповідно пластовий та вибійний тиски, МПа; q – дебіт газу, тис.м³; А, В – коефіцієнти фільтраційних опорів привибійної зони свердловини, МПа²∙добу/тис.м³, (МПа∙добу/тис.м³)².

Коефіцієнт фільтраційного опору, який враховує втрати тиску на тертя при русі газу визначається, приймаючи що свердловина є досконалою, за наступною формулою:

(3.2)

де μ – динамічна в’язкість газу, Па∙с, z – коефіцієнт стисливості газу, z=f(P_пл,Т_пл); Р_ат – атмосферний тиск, Па; Т_пл,Т_ст – відповідно пластова і стандартна температури, К; k – коефіцієнт проникності пласта, м²; h – товщина пласта, м; R_k – радіус контуру живлення пласта, м; r_c – радіус свердловини, м.

Коефіцієнт фільтраційного опору, який враховує втрати тиску на подолання інерційних сил при русі газу визначається, приймаючи що свердловина є досконалою, за наступною формулою:

(3.3)

де ρ_г – густина газу, кг/м³; l – параметр макрошорсткості ПЗП, м.

Коефіцієнт стисливості газу залежить від тику і температури і виражається формулою:

(3.4)

де Т_пр, Р_пр – відповідно приведений тиск і температура, які визначаються з наступних формул:

, (3.5)

(3.6)

де Р, Т – відповідно тиск і температура, при яких визначається коефіцієнт стисливості, МПа, Р_сер.кр, Т_сер.кр – відповідно середньокритичний тиск і температура, МПа, які визначаються з наступних формул:

(3.7)

(3.8)

де - відносна густина газу, , ρ_пов – густина повітря при стандартних умовах.

Пластовий тиск визначається методом послідовних наближень по барометричній формулі за значенням статичного тиску на буфері зупиненої свердловини:

(3.9)

де Р_стат – тиск на буфері зупиненої свердловини після його стабілізації, Па; S – параметр, який визначається за наступною формулою:

(3.10)

де L – відстань від гирла до середини інтервалу перфорації, м; Р_ср, Т_ср – відповідно середній тиск і температура, Па, вони визначаються за такими формулами:

(3.11)

(3.12)

де Т_г – температура на гирлі свердловини, К. В першому наближенні приймають, що Р_пл = Р_стат. Похибка не повинна перевищувати 0,1 МПа.

Аналогічним методом визначають вибійний тиск свердловини, МПа, використовуючи формулу Адамова:

(3.13)

де Р_г – тиск на гирлі свердловини, МПа; q_ст – дебіт газу за стандартних умов, тис.м³/добу; Θ – додатковий параметр, що визначається за наступною формулою:

(3.14)

де z_cp=f(P_cp,T_cp) – коефіцієнт стисливості газу, λ – коефіцієнт гідравлічного опору НКТ, прийняти рівним 0,025; d_вн - внутрішній діаметр НКТ, см.

Середній тиск при обчисленні вибійного тиску розраховуються з наступної формули:

(3.15)

Вибійний тиск знаходимо методом послідовних наближень в першому наближенні прийнявши, що Р_виб = Р_г.

Скласти графічний алгоритм та програму алгоритмічною мовою TurboPascal 7.0 для визначення дебіт газу в пластових умовах з використанням двочленної формули, яка описує приплив газу до вибою свердловини при порушенні закону Дарсі. Застосувати підпрограми-функції для розрахунку пластового і вибійного тисків та коефіцієнту стисливості газу.

Результати обчислень вивести у файл.

Таблиця 1 – Вхідні дані згідно варіанту:

№ варіанту	Коефіцієнт динамічної в’язкості газу μ, мПа∙с	Пластова температура Тпл, ^0С	Коефіцієнт проникності пласта k, мкм^2	Товщина пласта h, м	Радіус контуру живлення Rk, м	Радіус свердловини rc, мм	Густина газу при стандартних умовах ρг, кг/м^3
	0,1		0,056				1,05
	0,2		0,067				1,1
	0,15		0,15				1,25
	0,23		0,098				0,98
	0,19		0,071				1,08
	0,16		0,043				0,95
	0,12		0,118				1,2
	0,14		0,105				1,15

Закінчення таблиці 1.

Коефіцієнт макро-шорсткості l, м	Тиск на буфері зупиненої свердловини Рстат, МПа	Відстань від гирла до середини інтервалу перфорації L, м	Температура на гирлі свердловини Тг, ^0С	Гирловий тиск Рг, МПа	Дебіт газу в поверхневих умовах q, тис.м^3/добу	Внутрішній діаметр НКТ dвн, мм
0,05				3,5
0,1
0,06				4,5
0,19	8,5			4,1
0,5	7,5			3,5
0,35				3,1
0,4				4,8
0,25	9,5			3,8

Довідкові дані:

атмосферний тиск Р_ат = 101325 Па;

стандартна температура Т_ст = 20 ⁰С;

густина повітря при стандартних умовах ρ_пов = 1,205 кг/м³.

Список літератури:

1. Коротаев Ю.П., Ширковський А.И. Добыча, транспорт и подземное хранение газа. Учебник для вузов. – М.: Недра, 1984, 487 с.

2. Ширковський А.И. Разработка и эксплуатация газовых и газоконденсатных месторождений. Москва, 1987 р.

3. Довідник з нафтогазової справи / За заг. ред. В. С. Бойка, Р.М. Кондрата, Р.С. Яремійчука. – К.: Львів, 1996. – 620 с.

Дата добавления: 2015-09-02