Расчет плоскорадиальной модели пласта Туймазинского месторождения

Расчет плоскорадиальной модели пласта Туймазинского месторождения

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Майкопский государственный технологический университет

Инженерно-экономический факультет

Кафедра сервиса транспорта и технологических машин и оборудования

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Подземная гидромеханика»

Тема:

Расчет плоскорадиальной модели пласта Туймазинского месторождения

Студент группы НД-31

Анфилофьев Антон Васильевич

Руководитель: к.т.н., с.н.с.,

Цыбулько Анатолий Михайлович

Майкоп - 2013

Реферат

Курсовая работа содержит 20 страниц, 2 рисунка, 4 таблицы, 6 источников литературы.

Ключевые слова:

Фильтрация, плоскорадиальный, линия тока, пласт

Объектом исследования является Туймазинское месторождение. В работе определяется характер течения несжимаемой жидкости при плоскорадиальном потоке. Проведены расчеты плоскорадиальной модели пласта.

Расчеты плоскорадиальной модели пласта Туймазинского месторождения

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. Постановка задачи

. Вывод расчетных формул с описанием всех физических величин

. Результаты расчетов анализ результатов расчета

. Анализ результатов расчета

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Нефтегазовая подземная гидромеханика получает дальнейшее развитие под влиянием новых актуальных задач, выдвигаемых практикой разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. В связи с этим, наряду с изложением традиционных вопросов, гораздо большее внимание уделяется задачам взаимного вытеснения жидкостей и газов в пористых средах, задачам с подвижной границей и эффективным приближенным методам их решения [1].

Данная курсовая работа посвящена изучению простейших одномерных установившихся потоков жидкости в пористой среде по линейному и нелинейному закону фильтрации.

Одномерным называется фильтрационный поток жидкости или газа, в котором скорость фильтрации, давление и другие характеристики течения являются функциями только одной координаты, отсчитываемой вдоль линии тока. В нашем случае рассмотрим плоскорадиальный фильтрационный поток [3].

Целью курсовой работы является освоение методик расчета основных показателей процесса одномерной установившейся фильтрации несжимаемой жидкости в однородной пористой среде.

. Постановка задачи

Плоскорадиальный фильтрационный поток

Предположим, что имеется горизонтальный пласт постоянной толщины h и неограниченной или ограниченной протяженности. В пласте пробурена одна скважина, вскрывшая его на всю толщину и имеющая открытый забой (Такая скважина называется гидродинамически совершенной). При отборе жидкости или газа их частицы будут двигаться по горизонтальным траекториям, радиально сходящимся к скважине. Такой фильтрационный поток называется плоскорадиальным. Картина линий тока в любой горизонтальной плоскости будет одинакова, и для полной характеристики потока достаточно изучить движение флюида в одной горизонтальной плоскости. В плоскорадиальном одномерном потоке давление и скорость фильтрации в любой точке зависят только от расстояния r данной точки от оси скважины [6].

Рис. 1.1 Схема плоскорадиального потока в круговом пласте а - общий вид; б - план

На рис. 1.1, а, б приведена схема плоскорадиального фильтрационного потока. Схематизируемый пласт ограничен цилиндрической поверхностью радиусом (контуром питания), на которой давление постоянно и равно ; на цилиндрической поверхности скважины радиусом  (забой скважины) давление равно . Кровля и подошва пласта непроницаемы. На рис. 1.1,б приведены сечение пласта горизонтальной плоскостью и радиальные линии тока, направленные к скважине. Если скважина не добывающая, а нагнетательная, то направление линий тока надо изменить на противоположное [1].

Таблица 1.1

Характеристика модели пласта

Таблица 1.2

Характеристика модели нефти

Для предложенных исходных данных требуется рассчитать:

·  распределение давления по пласту P(r) при фильтрации

·        распределение объемной скорости фильтрации по пласту V(r)

·        распределение градиента давления по пласту Δ P/Δ r(r)

·        массовый и объемный расход (Qm и Q)

·        депрессию на участке контур-координата r₁

·        время движения частиц от контура питания до точки с координатой (r₁)

·        количество газа, которое выделиться из вытесненной нефти за время t₁

·        массовую скорость в точке (r₁)

·        средневзвешенное давление

·        объем пластовой и дегазированной нефти, вытесненной из рассматриваемого элемента пласта за время t₁

·        запасы нефти в элементе пласта

·        коэффициент нефтеотдачи в момент времени t₁

При расчётах фильтрации в пласте считать, что пористая среда однородна, насыщена только нефтью, нефть не сжимаема, вытеснение изотермическое.

По результатам расчетов построить графики:

1. P(r)

2.       V_ф (r)

.        Grad P(r)

Исходный данные для расчетов.

В таблице 1.2 приведены характеристики моделей элементов и условия их разработки.

В таблице 1.3 даны характеристики пластовых нефти для конкретных месторождений.

. Вывод расчетных формул с описанием всех физических величин

Найдем распределения давления по пласту P(r):

 (2.1)

где давление забоя скважины радиус забоя скважины  давления контура питания  радиус контора питания Распределение объемной скорости фильтрации по пласту w:

 (2.2)

Где k проницаемость  вязкость нефти Распределения градиента давления по пласту P(r):P(r)  (2.3)Массовый расход :

 (2.4)

где  плотность нефти

Объемный расход Q:

 (2.5

где h высота пласта

Депрессия на участке контур-координата r1:  (2.6)Время движения частиц от контура питания до точки с координатой r1:

 (2.7)

где m пористость Массовая скорость в точке r1:

 (2.8)

Средневзвешенное давление для пласта:

 (2.9)

Объем пластовой нефти, вытесненной из рассматриваемого элемента пласта за время t1:

 (2.10)

Количество газа, которое выделиться из вытесненной нефти за время t1:

 (2.11)

Объем дегазированной нефти, вытесненной из рассматриваемого элемента пласта за время t1:

 (2.12)

где  (2.13)

где  - температурный коэффициент

 на одну атмосферу

Запасы нефти в элементе пласта :

 (2.14)

Коэффициент нефтеотдачи в момент времени t1 [5]:

 (2.15)

Таблица 1.3

Расчетные формулы

. Расчеты плоскорадиальной модели пласта

Для удобства расчетов используем программу Microsoft “Exel”, которая состоит из главного меню, строки ввода формул и рабочего поля, представляющее совокупность ячеек. Каждая ячейка имеет свою координату (сопоставимо с Декартовой системой координат), где буквенное значение - название столбца, а числовое - название строки [3].

Перед тем как начинать расчеты важно знать, что некоторые величины не входят в систему СИ. Поэтому:

k=250 мД  0,25510^-12 м²

2.6 сП 0,0026 Па/c

м=20% Pпл(к)=100Па

2.5 Мпа

Па Па

Распределение давления по пласту

P(r).

фильтрация плоскорадиальный пласт нефть

Аналогично считаем для восьми точек (r=50; 100; 200; 300; 400; 500; 600; 700) так как нам в дальнейшем потребуется построить график P(r):

P(50)= 17908627=17.9 МПа

P(100)= 19898475=19.89 МПа

P(200)= 21917161=21.91 МПа

P(300)= 23070696=23.07 МПа

P(400)= 23907008=23.90 МПа

P(500)= 24541452=24.54 МПа

P(600)= 25060543=25.06 МПа

P(700)= 25521957=25.52 МПа

Распределение объемной скорости фильтрации по пласту w(r)

Аналогично считаем для восьми точек (r=50; 100; 200; 300; 400; 500; 600; 700) так как нам в дальнейшем потребуется построить график

W(r)w(50)=

w(100)=

w(200)= м/с

w(300)= м/с

w(400)= м/с

w(500)= м/с

w(600)= м/с

w(700)= м/с

Градиент давления grad P(r):

grad p(1)=11275802 Па

Аналогично считаем для восьми точек (r=50; 100; 200; 300; 400; 500; 600; 700) так как нам в дальнейшем потребуется построить график grad P(r):

grad p(50)= p(100)= p(200)= p(300)= p(400)= p(500)= p(600)=

Массовый расход :

Депрессия на участке контур-координата r1:

r1:

Массовая скорость в точке r1:

Аналогично считаем для восьми точек (r=50; 100; 200; 300; 400; 500; 600; 700) так как нам в дальнейшем потребуется построить график w(r):

w(50)= 44.54

w(100)= 22.27

w(200)= 11.09

w(300)= 7.39

w(400)= 5.54

w(500)= 4.42

w(600)= 3.69

w(700)= 3.13

Средневзвешенное давление для пласта:

Объем пластовой нефти, вытесненной из рассматриваемого элемента пласта за время t1:

Количество газа, которое выделиться из вытесненной нефти за время t1:

Объем дегазированной нефти, вытесненной из рассматриваемого элемента пласта за время t1:

теперь найдем объем дегазированной нефти:

Запасы нефти в элементе пласта :

Коэффициент нефтеотдачи в момент времени t1:

График 3.1

График 3.2

График 3.3

График 3.4

. Анализ результата расчета

В результате расчетов плоскорадиальной модели пласта были получены зависимости p(r), w(r), , grad p(r).

Проанализируем полученные соотношения для плоскорадиальной фильтрации. Для несжимаемой жидкости давление по пласту вдоль координаты r возрастает. Причем происходит резкое возрастание пластового давления от скважины по мере увеличения радиуса контура питания. Градиент давления, массовая и объемная скорости фильтрации для несжимаемой жидкости наоборот уменьшается по мере увеличения радиуса контура питания. Стоит отметить, что скорость фильтрация и градиент давления имеет большую кривизну вблизи скважины.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В курсовой работе были рассмотрены одномерные установившиеся потоки несжимаемой жидкости пористой среде, схема плоскорадиального потока и его описание, приведены расчеты основных характеристик одномерных фильтрационных потоков несжимаемой жидкости. По полученным данным построены графики зависимостей пластового давления, массовой и объемной скорости фильтрации, градиента давления от координаты r. В которых видно, что между скоростью фильтрации и координатой r существует зависимость (гипербола), т.е. с возрастанием радиуса контура уменьшается скорость фильтрации (при прочих не изменяемых условиях). А при расчетах градиента давления видим, что у стенки скважины достигает максимального значения. Также на результаты расчетов влияют погрешности в вычислениях. Графическая зависимость градиента давления от радиуса контура питания показывает, что при уменьшении радиуса контура питания градиент давления в данной точке возрастает. Минимальный градиент давления будет наблюдаться на границе контура питания.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Азиз X., Сеттари Э. Математическое моделирование пластовых систем. М.: Недра, 1982. 407 с.

. Булыгин В.Я. Гидромеханика нефтяного пласта.-М.: Недра, 1974.-230 с.21.

. Данилов В.Л., Каи P.M. Гидродинамические расчеты взаимного вытеснения жидкостей в пористой среде.- М.: Недра, 1980.-264 с.

. Евдокимова В.А., Кочина И.Н. Сборник задач по подземной гидравлике. М.: Недра, 1979.-169 с.

. Максимов М.М., Рыбицкая Л.П. Математическое моделирование процессов разработки нефтяных месторождений.- М.: Недра, 1976. 264 с.

. Научные основы разработки нефтяных месторождений / А.П. Крылов, М.М. Глоговский, М.Ф. Мирчинк и др.-М.-Л.: Гостоптехиздат, 1948.-416 с.