Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

Кафедра транспорта, хранения нефти, газа и нефтепромыслового оборудования

(наименование кафедры)

Тормосов Семён Александрович

(фамилия, имя, отчество студента)

Институт

Н и Г

курс

группа

131000.62 Нефтегазовое дело (код и наименование направления подготовки/специальности)

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине

Нефтегазовая гидромеханика

На тему

Исследование работы скважины.

(наименование темы)

Работа допущена к защите

(подпись руководителя)

(дата)

Признать, что работа

выполнена и защищена с оценкой

Руководитель

доцент

И.И.Долгова

(должность)

(подпись)

(инициалы, фамилия)

(дата)

Архангельск 2015

ЛИСТ ДЛЯ ЗАМЕЧАНИЙ

РЕФЕРАТ

Тормосов С.А. Исследование работы скважин.

Руководитель работы – Долгова И.И.

Курсовая работа. Пояснительная записка объёмом 23 страниц. Содержит 11 рисунков, 6 таблиц, 3 источника.

Ключевые слова: Скважина, галерея, пласт, зона, контур питания, слой, пористость, нефть, вязкость, плотность, давление, забой, фильтрационный поток, скорость фильтрации, скорость движения жидкости, коэффициент продуктивности, температура, диаметр фракций, коэффициент фильтрации, кривая депрессии, режим движения, расход, число Рейнольдса, грунт, диаметр скважины, непроницаемая граница.

Цель работы – определить типы фильтрационных потоков, дать описание физической сущности рассматриваемых процессов, привести расчётные схемы с необходимыми обозначениями.

На основании выполненного обзора литературы установлен закон фильтрации, определён дебит скважины, коэффициент продуктивности пласта, время прохождения частицей жидкости всего контура питания.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………….………...…….……………………. 6

1 Теоретическая часть………………………………………………………………… 7

2 Расчетная часть……………………………………………………………………... 10

3 Влияние факторов на дебит скважины…….……………………….…………....... 22

Список использованных источников…………………………………...……..……... 23

ВВЕДЕНИЕ

Подземная гидравлика в отличие от гидромеханики рассматривает не движение жидкостей и газов вообще, а особый вид их движения – фильтрацию. Подземная гидравлика является теоретической основой разработки месторождений нефти и газа.

Начало развитию подземной гидравлики было положено французским инженером А.Дарси, который теоретически и экспериментально обосновал линейный закон фильтрации.

Бурное развитие подземная гидромеханика получила в ΧΧ – м веке. Сейчас подземная гидромеханика получает дальнейшее развитие под влиянием новых задач, выдвигаемых практикой разработки нефтяных и газовых месторождений. Интенсивно развиваются такие направления, как подземная гидротермодинамика, подземная гидродинамика неньютоновских жидкостей, физико – химическая гидродинамика новых методов извлечения нефти и газа из недр и другие.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.

Cовершенная скважина радиусом вскрывает пласт на всю толщину, Радиус контура питания . Имеется плоский фильтрационный поток. Расчетная схема представлена на рисунке 1.

y M

- q A´ A + q x

Рисунок 1 - Расчетная схема

Для решения используем метод отображения источников и стоков. Зеркально отобразим скважину-сток А относительно прямолинейной непроницаемой границы скважиной-стоком А´ равного дебита. Расстояние от скважин до прямолинейной непроницаемой границы равно , а до контура питания равно .

Дебит скважины, приходящийся на единицу толщины пласта:

где радиус скважины;

потенциал на контуре питания;

потенциал на забое скважины.

Связь потенциала с давлением:

Потенциал в любой точке пласта:

расстояние от реальной скважины А;

расстояние от фиктивной скважины А´.

Для точек на оси x:

.

Дебит скважины:

Коэффициент продуктивности:

Скорость фильтрации в любой точке пласта:

скорость фильтрации реальной скважины А, направлена к скважине А;

скорость фильтрации фиктивной скважины А´, направлена к скважине А´.

Скорость фильтрации в отверстиях:

Скорость движения частиц жидкости:

Чтобы установить закон фильтрации, определим число Рейнольдса по формуле Щелкачева:

коэффициент кинематической вязкости жидкости.

Время движения частиц жидкости:

где расстояние;

скорость частиц жидкости.

Уравнение эквипотенциалей соответственно для отрицательных и положительных значений x:

Уравнение линий тока:

функция тока.

2РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

.

Дебит скважины, приходящийся на единицу толщины пласта:

Дебит скважины:

Коэффициент продуктивности скважины:

								99,8	100,2
								0,2	0,2
								199,8	200,2
	0,14	0,14	0,13	0,13	0,117	0,11	0,092	0,074	0,074	0,092	0,11	0,118	0,15	0,16	0,171
	5,3	5,3	5,2	5,0	4,6	4,3	3,6	2,9	2,9	3,6	4,3	4,6	5,8	6,4	6,7
	0,11	0,12	0,22	0,37	1,11	2,23	11,15	55,73	55,73	11,15	2,23	1,11	0,11	0,04	0,03
	0,11	0,10	0,07	0,07	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,06	0,05	0,05	0,04	0,02	0,02
	0,22	0,23	0,30	0,44	1,17	2,3	11,2	55,8	55,8	11,2	2,3	0,8	0,15	0,07	0,05
м/с	1,7	1,7	2,3	3,4	9,0	17,6	86,2	429,1	429,1	86,2	17,6	6,4	1,1	0,5	0,4
						1490,8						541,2	96,9	45,2	30,3

Результаты расчета потенциала, давления, скорости фильтрации, скорости движения частиц жидкости, чисел Рейнольдса заносим в таблицу 1.

Таблица 1

закон фильтрации линейный ⟹ фильтрация ламинарная. В отверстиях закон фильтрации линейный.

Так как закон фильтрации линейный, то индикаторная диаграмма будет прямой линией. Для построения достаточно две точки:

.

Индикаторная диаграмма представлена на рисунке 2.

0 50100 Q, м³/сут

1

Рисунок 2 - Индикаторная диаграмма.

По данным таблицы 2 строим кривую депрессии (рисунок 3), графики распределения скоростей фильтрации (рисунок 4) и скоростей движения частиц жидкости (рисунок 5).

Рисунок 3 - Кривая депрессии.

Рисунок 4 - График распределения скоростей фильтрации.

Рисунок 5 - График распределения скоростей движения частиц жидкости.

В таблице 2 представлены результаты расчета эквипотенциалей. Таблица 2.

; ; Р=6 МПа
	172,61	171,18	169,62	165,77	153,47	129,53	114,73	88,24	49,65
; ; Р=5,7 МПа
	18,01	39,11	54,22	59,15	65,06	64,83	57,83	51,47	26,71
; ; Р=5,5
	7,11	21,67	34,78	47,38	50,53	47,98	43,20	35,29	20,90
; ; Р=5,0
	13,96	21,52	29,35	32,77	33,13	30,50	23,90	4,24
; ; Р=4,5
	11,61	13,92	15,08	12,92	9,28

Результаты расчета линий тока представлены в таблице 3. Таблица 3.

;
		89,00	143,75	191,35	235,79	278,50	320,14	361,06
;
		72,30	120,3	162,01	200,83	238,06	274,28	309,84
;
		37,36	66,13	91,46	115,03	137,55	159,40	180,79
;
		5,39	18,08	25,92	35,42	47,71	65,73	106,34
;
		108,81	170,12	223,71	273,98	322,43	369,77	416,37

По данным таблиц 2 и 3 строим гидродинамическое поле (рисунок 6).

Рисунок 6. Гидродинамическое поле: 1- эквипотенциали;

2 – линии тока.

Время прохождения частицей жидкости первых 10 м пласта от контура питания до скважины:

Время прохождения частицей жидкости последних 10 м пласта до скважины:

Время прохождения всего контура питания по кратчайшему расстоянию:

.

Дебит скважины, приходящийся на единицу толщины пласта:

Дебит скважины:

Коэффициент продуктивности скважины:

								74,8	75,2
								0,2	0,2
								149,8	150,2
	0,13	0,13	0,13	0,127	0,12	0,11	0,091	0,074	0,074	0,091	0,109	0,116	0,15	0,16	0,170
	5,1	5,1	5,0	5,0	4,5	4,2	3,6	2,9	2,9	3,6	4,3	4,6	5,8	6,4	6,7
	0,15	0,16	0,21	0,27	1,07	2,13	10,67	53,34	53,34	10,67	2,13	1,07	0,09	0,04	0,03
	0,14	0,13	0,11	0,10	0,08	0,07	0,07	0,07	0,07	0,07	0,07	0,07	0,04	0,03	0,02
	0,29	0,29	0,32	0,36	1,14	2,2	10,7	53,4	53,4	10,7	2,2	0,8	0,12	0,06	0,04
м/с	2,3	2,3	2,5	2,8	8,8	17,0	82,6	410,9	410,9	82,6	16,9	6,4	1,0	0,5	0,3
				237,1						7002,		541,2	80,9	41,7	28,5

Результаты расчета потенциала, давления, скорости фильтрации, скорости движения частиц жидкости, чисел Рейнольдса заносим в таблицу 4.

Таблица 4

закон фильтрации линейный ⟹ фильтрация ламинарная. В отверстиях закон фильтрации линейный.

Так как закон фильтрации линейный, то индикаторная диаграмма будет прямой линией. Для построения достаточно две точки:

.

Индикаторная диаграмма представлена на рисунке 7.

0 50100 Q, м³/сут

1

Рисунок 7 - Индикаторная диаграмма

По данным таблицы 4 строим кривую депрессии (рисунок 8), графики распределения скоростей фильтрации (рисунок 9) и скоростей движения частиц жидкости (рисунок 10).

Рисунок 8 - Кривая депрессии.

Рисунок 9 - График распределения скоростей фильтрации.

Рисунок 10 - График распределения скоростей движения частиц жидкости

Результаты расчета эквипотенциалей представлены в таблице 5. Таблица 5.

;
	9,83	14,95	19,66	19,93	15,32	9,23
;
	4,43	8,02	16,67	22,04	24,51	24,01	19,71	15,11	4,78
	8,61	18,38	37,67	46,38	54,36	55,41	51,45	43,21	19,98
	212,64	207,86	200,21	192,90	183,63	165,40	119,58	35,66

Результаты расчета линий тока представлены в таблице 6. Таблица 6.

		58,15	97,95	135,37	171,93	208,07	243,98	279,74
	42,05	8,72		7,49	11,49	20,37	28,61	44,47
		42,62	101,78	129,60	157,07
		58,82	98,99	136,78	173,70	210,20
	32,56		25,75	43,61	62,04	78,97	98,84	116,17

По данным таблиц 5 и 6 строим гидродинамическое поле (рисунок 11).

Рисунок 11. Гидродинамическое поле: 1 – эквипотенциали;

2 – линии тока.

Время прохождения частицей жидкости первых 10 м пласта от контура питания до скважины:

Время прохождения частицей жидкости последних 10 м пласта до скважины:

Время прохождения всего контура питания по кратчайшему расстоянию:

3 ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ НА ДЕБИТ СКВАЖИНЫ

из пункта 1.

Уменьшаем расстояние в 2 раза:

Увеличиваем радиус скважины в 2 раза:

Вывод: интенсивнее на изменение дебита скважины влияет увеличение радиуса скважины в 2 раза, чем уменьшение расстояния в 2 раза.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Решение прикладных задач по подземной гидравлике: учеб. Пособие для вузов / А.Н. Вихарев, И.И. Долгова. – Архангельск: Изд-во АГТУ, 2005. –Ч.I. –91 с.

2. Безнапорная фильтрация жидкостей: Методиче6ские указания к выполнению лабораторных работ / Вихарев А.Н., Долгова И.И. – Архангельск: Изд-во АГТУ, 2000.-28 с.

3. Прикладные задачи по гидравлике: Учебное пособие / Суров Г.Я., Вихарев А.Н., Долгова И.И., Барабанов В.А. – Архангельск: Изд-во Арханг. Гос. Тех. Ун-та, 2003. – 236 с.

Дата добавления: 2015-08-27