Гидродинамика пластовых систем
..pdfРис. 7.2. Главное окно проекта
Все данные будут записаны в протокол «прото-
кол_Plast.txt».
Выключение стенда
1.Выключить насос P1.
2.Выдавить жидкость из модели пласта в бак H1.
3.Выключить компрессор.
4.Настроить регулятор давления V1 на 0 бар.
5.Закрыть все краны.
6.Выключить блоки питания.
Требования техники безопасности
1.Перед включением пневматического питания убедитесь
внадежном подключении всех пневматических шлангов и в закрытии всех кранов.
2.Перед открытием кранов V9, V11, V13, V15 настроить регулятор на блоке подготовки воздуха на давление 1 бар.
41
3.Любые перекоммутации или разъединение пневматических соединений допускаются только при отключенном пневматическом питании.
4.Внимание! Запрещается подавать в модель пласта давление более 1,5 бар.
Порядок выполнения работы
1.Подготовить лабораторный стенд к работе в соответствии с методическими указаниями.
2.Согласовать с преподавателем значения расхода жидкости на различных режимах работы насоса Qжi.
3.Подготовить форму табл. 7.1 для нескольких замеров.
4.Определить коэффициент проницаемости модели пласта при установившихся режимах фильтрации жидкости.
При различных значениях расхода жидкости (датчик Z3) провести замер давления по датчикам Z5и Z12. По полученным значениям расхода и давления строится диаграмма в координатах Q – ∆P,по которой определяется коэффициент продуктивности Kпрод и коэффициент проницаемости k.
5.Определить коэффициент пьезопроводности модели
пласта.
При закрытом обратном клапане V13 в модели пласта создается постоянное давление, не превышающее 1,5 бар. После достижения заданного давления насос Р1 выключают. Затем при открытии обратного клапана V13 начинается процесс падения давления, при этом фиксируется расход жидкости по датчику Z13
ивремя, в течение которого происходит снижение давления в модели пласта. По полученным данным из основного уравнения упругого режима (4.2) определяется коэффициент пьезопроводности.
6.Выключить стенд в соответствии с методическими указаниями.
7.Закончить эксперимент.
8.Заполнить форму табл. 7.1 для каждого режима.
9.Сделать выводы по лабораторной работе.
42
Таблица 7.1
Таблица результатов эксперимента лабораторной работы и их обработки
|
|
|
|
|
Результаты эксперимента |
|
|
|
||
Но- |
Управ |
Расход |
Давление |
Начальное |
Конечное |
Расход |
Время |
|||
жидко- |
жидкости, бар |
давление |
давление |
жидко- |
||||||
мер |
ление |
сти, |
|
|
в пласте, |
в пласте, |
сти, |
снижения |
||
за- |
насо- |
3 |
|
|
|
|
бар |
3 |
|
давления, |
мера |
сом, % |
м |
/ч |
Z5 |
Z12 |
бар |
м |
/ч |
м/с |
|
|
|
Z3 |
|
|
Z5–Z12 |
Z5–Z12 |
Z6 |
|
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1.Основные цели и этапы выполнения работы.
2.Описание основных узлов лабораторного стенда.
3.Основные функции программного пакета LabView.
4.Описание процедуры проведения эксперимента на лабораторном стенде.
43
Лабораторная работа № 8
МОДЕЛЬ НЕФТЯНОГО ПЛАСТА. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАСТА
Цели работы
1.Построить кривые распределения давления в модели пласта при различных значениях расхода жидкости.
2.Определить влияние газа в процессе фильтрации газожидкостной смеси в модели пласта.
Указания по выполнению работы
Динамическую вязкость жидкости принять равной 1 мПа/с. Расход жидкости на различных режимах работы насоса Qжi, м3/ч; расход воздуха Qгi, м3/ч согласовать с преподавателем.
Краткие теоретические сведения
При рассмотрении движения несжимаемой жидкости, имеющей вязкость µ, в однородном горизонтальном пласте постоянной толщины в направлении от контура питания к скважине (рис. 8.1), движение жидкости предполагается установившимся плоскорадиальным; закон фильтрации – линейный.
Рис. 8.1. Вертикальное сечение пласта и линия распределения давления для плоскорадиального потока (линия Рк – Рс)
44
Расход жидкости (дебит скважины) можно определить следующим образом:
Q = |
2πkh |
Pк −Pс |
. |
(8.1) |
||
|
||||||
|
µн |
|
rк |
|
|
|
|
ln r |
|
||||
|
|
|
||||
|
|
|
c |
|
Уравнение (8.1) называют формулой Дюпюи. Уравнение распределения давления в пласте имеет вид
P = P − |
Pк −Pс |
ln |
rк |
. |
(8.2) |
||
|
|
||||||
к |
|
|
|
|
|
||
|
ln |
rк |
|
|
r |
|
|
r |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
Из формулы (8.2) следует, что линия распределения давления в пласте имеет вид логарифмической кривой. Геометрическое тело, образованное вращением этой кривой вокруг оси скважины, называют воронкой депрессии.
Порядок выполнения работы
1.Подготовить лабораторный стенд к работе в соответствии с методическими указаниями к лабораторной работе № 7.
2.Согласовать с преподавателем значения расходов подаваемой жидкости и воздуха.
3.С помощью программного пакета LabView определить значения давлений в пласте при различных режимах.
4.Подготовить форму табл. 8.1 для нескольких режимов.
5.Выключить стенд в соответствии с методическими указаниями.
6.Закончить эксперимент.
7.Заполнить форму табл. 8.1 для каждого режима.
8.Для каждого режима построить зависимости P = f(r).
9.Выполнить сравнительный анализ полученных результатов эксперимента с расчетными значениями давления, построив распределение давления в модели пласта в соответствии с фор-
мулами (6.6), (6.7).
10.Сделать выводы по лабораторной работе.
45
Таблица 8.1
Таблица результатов эксперимента лабораторной работы и их обработки
|
|
|
|
|
Результаты эксперимента |
|
|
|
|
|
|
|
||||
Но- |
Управ- |
Рас- |
Дав- |
Дав- |
Расход жид- |
|
|
Давление, бар |
|
|
||||||
мер |
ление |
ход |
ление |
ление |
кости, л/мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ре- |
насо- |
воз- |
воз- |
жид- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жи- |
сом, % |
духа, |
духа, |
кос- |
на |
на вы- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ма |
|
нм |
/ч |
бар |
ти, |
входе |
ходе |
Z5 |
Z6 |
Z7 |
Z8 |
Z9 |
Z10 |
Z11 |
Z12 |
|
|
|
Z1 |
Z2 |
бар |
Z3 |
Z13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Z4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
14 |
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1.Основные цели и этапы выполнения работы.
2.Описание основных узлов лабораторного стенда.
3.Основные функции программного пакета LabView.
4.Описание процедуры проведения эксперимента на лабораторном стенде.
46
ПОРЯДОК ЗАЩИТЫ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Для защиты лабораторной работы студенту необходимо предоставить отчет, содержащий следующие элементы:
–титульный лист (прил. 2);
–цели лабораторной работы;
–необходимые рисунки, схемы, графики;
–основные расчетные формулы;
–таблицы измерений и расчетных данных.
Защита лабораторной работы заключается в ответе на ряд контрольных вопросов, приведенных после каждой лабораторной работы.
Контрольная работа студентов заочной формы обучения состоит из трех лабораторных работ. Номера работ и вариантов выдаются преподавателем в период установочных лекций. В текстовом пояснении должны быть приведены все сведения и формулы, которые используются при выполнении работы. Расчетная часть поясняется необходимым текстом. Результаты решения приводятся в СИ, а также во внесистемных единицах, общепринятых в практике нефтегазового дела. Графики, необходимые для решения задач, приведены в прил. 3.
47
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.Басниев К.С., Дмитриев Н.М., Розенберг Г.Д. Нефтегазовая гидромеханика / Ин-т компьютер. исслед. – М.; Ижевск, 2003. – 479 с.
2.Басниев К.С., Дмитриев Н.М., Каневская Р.Д., Максимов В.М. Подземная гидромеханика / Ин-т компьютер. исслед. –
М.; Ижевск, 2006 – 488 с.
3.Справочное руководство по разработке и эксплуатации. Добыча нефти / Р.С. Адриасов [и др.]; под общ. ред. Ш.К. Гиматудинова. – М., Недра, 1983. – 455 с.
4.Чернов Б.С., Базлов М.Н., Жуков А.И. Гидродинамические методы исследования скважин и пластов. – М.: Гостоптех-
издат., 1960. – 320 с.
5.Щелкачев В.Н., Лапук Б.Б. Подземная гидравлика. – М.;
Ижевск: РХД, 2001. – 735 с.
48
Приложение 1
Таблица П.1.1 Исходные данные для лабораторной работы № 1
Номер |
1 режим |
2 режим |
3 режим |
|||
варианта |
Q, м3/сут |
Рс, МПа |
Q, м3/сут |
Рс, МПа |
Q, м3/сут |
Рс, МПа |
1 |
4,5 |
13,2 |
6,8 |
12,3 |
8,8 |
11,5 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
9 |
16,2 |
13,5 |
15,3 |
17,5 |
14,5 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
46 |
11,052 |
51 |
13,529 |
55 |
15,692 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
13,5 |
18,2 |
20,3 |
17,3 |
26,3 |
16,5 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
18 |
23,2 |
27 |
22,3 |
35 |
21,5 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
45 |
12,625 |
50 |
15,520 |
54 |
18,051 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
22,5 |
19,2 |
33,8 |
18,3 |
43,8 |
17,5 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
27 |
27,2 |
40,5 |
26,3 |
52,5 |
25,5 |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
44 |
10,921 |
49 |
13,484 |
53 |
15,729 |
|
|
|
|
|
|
|
10 |
31,5 |
15,2 |
47,3 |
14,3 |
61,3 |
13,5 |
|
|
|
|
|
|
|
11 |
36 |
14,2 |
54 |
13,3 |
70 |
12,5 |
|
|
|
|
|
|
|
12 |
43 |
9,716 |
48 |
12,051 |
52 |
14,100 |
|
|
|
|
|
|
|
13 |
40,5 |
20,2 |
60,8 |
19,3 |
78,8 |
18,5 |
|
|
|
|
|
|
|
14 |
45 |
21,2 |
67,5 |
20,3 |
87,5 |
19,5 |
|
|
|
|
|
|
|
15 |
42 |
8,826 |
47 |
10,999 |
51 |
12,909 |
|
|
|
|
|
|
|
16 |
49 |
18 |
63 |
16 |
84 |
13 |
|
|
|
|
|
|
|
17 |
56 |
17 |
72 |
15 |
96 |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
18 |
41 |
6,594 |
46 |
8,249 |
50 |
9,706 |
|
|
|
|
|
|
|
19 |
63 |
16 |
81 |
14 |
108 |
11 |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
70 |
15 |
90 |
13 |
120 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
21 |
40 |
6,171 |
45 |
7,759 |
49 |
9,160 |
|
|
|
|
|
|
|
22 |
77 |
14 |
99 |
12 |
132 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
23 |
84 |
13 |
108 |
11 |
144 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
24 |
39 |
5,841 |
44 |
7,384 |
48 |
8,748 |
|
|
|
|
|
|
|
25 |
91 |
12 |
117 |
10 |
156 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
26 |
98 |
11 |
126 |
9 |
168 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
49
Окончание табл. П.1.1
Номер |
1 режим |
2 режим |
3 режим |
|||
варианта |
Q, м3/сут |
Рс, МПа |
Q, м3/сут |
Рс, МПа |
Q, м3/сут |
Рс, МПа |
27 |
38 |
5,584 |
43 |
7,099 |
47 |
8,442 |
|
|
|
|
|
|
|
28 |
90 |
11 |
120 |
9 |
165 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
29 |
96 |
10 |
128 |
8 |
176 |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
30 |
37 |
5,389 |
42 |
6,892 |
46 |
8,226 |
|
|
|
|
|
|
|
31 |
102 |
9 |
136 |
7 |
187 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
32 |
108 |
11 |
144 |
9 |
198 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
33 |
36 |
5,248 |
41 |
6,752 |
45 |
8,093 |
|
|
|
|
|
|
|
34 |
114 |
13 |
152 |
11 |
209 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
35 |
120 |
15 |
160 |
13 |
220 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
36 |
35 |
5,256 |
40 |
6,808 |
44 |
8,194 |
|
|
|
|
|
|
|
37 |
126 |
17 |
168 |
15 |
231 |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
38 |
132 |
19 |
176 |
17 |
242 |
14 |
|
|
|
|
|
|
|
39 |
34 |
5,861 |
39 |
7,644 |
43 |
9,241 |
|
|
|
|
|
|
|
40 |
138 |
21 |
184 |
19 |
253 |
16 |
|
|
|
|
|
|
|
41 |
144 |
23 |
192 |
21 |
264 |
18 |
|
|
|
|
|
|
|
42 |
33 |
6,583 |
38 |
8,648 |
42 |
10,503 |
|
|
|
|
|
|
|
43 |
125 |
26 |
175 |
24 |
250 |
21 |
|
|
|
|
|
|
|
44 |
130 |
28 |
182 |
26 |
260 |
23 |
|
|
|
|
|
|
|
45 |
32 |
5,734 |
37 |
7,568 |
41 |
9,218 |
|
|
|
|
|
|
|
46 |
135 |
27 |
189 |
25 |
270 |
22 |
|
|
|
|
|
|
|
47 |
140 |
26 |
196 |
24 |
280 |
21 |
|
|
|
|
|
|
|
48 |
31 |
6,590 |
36 |
8,767 |
40 |
10,731 |
|
|
|
|
|
|
|
49 |
145 |
25 |
203 |
23 |
290 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
50 |
150 |
24 |
210 |
22 |
300 |
19 |
|
|
|
|
|
|
|
50