Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Кафедра «Разработка нефтяных и газовых месторождений»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Подземная гидрогазодинамика»

по теме:

«ФИЛЬТРАЦИЯ ГАЗИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ И ПРИТОК ЕЕ В СКВАЖИНУ»
Выполнил:

Проверил:
Уфа 2002

СОДЕРЖАНИЕ

Задание на курсовую работу……………………………………………………..2

Введение…………………………………………………………………………...4

1. Теоретические основы фильтрации газированной жидкости в пласте ……………………………………………………………………………………...5

1.1. Установившаяся фильтрация газированной жидкости, функция Христиановича………………………………………………………………….…7

1.2. Неустановившаяся фильтрация газированной жидкости…………..…….16

2. Теоретические основы притока газированной жидкости к забою добывающей скважины………………………………………………………….19

3. Режим растворенного газа……………………………………………….……22

4. Расчет дебита скважины по нефти и газу…………………………………….25

5. Влияние растворенного газа на реологические свойства тяжелой вязкоупругой нефти……………………………………………………………...27

Вывод……………………………………………………………………………..30

Список использованной литературы……………………………………………31


ВВЕДЕНИЕ
Жидкость, в которой растворён газ, называется живой жидкостью или газированной жидкостью, в отличие от мёртвой жидкости, вовсе лишённой газа. Примером первого рода жидкости служит природная нефть, примером второго рода жидкости служит артезианская вода. Если в жидкость нагнетается газ при данной температуре и данном давлении, то в каждой единице объёма жидкости растворяется лишь определённый объём газа, который в первом приближении мы можем считать пропорциональным избыточному давлению (закон Генри). Относительно состояния природной жидкости и природного газа в пористом пласте мы сделаем следующую гипотезу:

Природный газ частью растворён в жидкости (нефть), а частью находится в жидкости в состоянии мельчайших газовых пузырьков, размеры которых, по мере падения давления, всё время растут, но остаются вообще настолько малы, что эти пузырьки свободно проходят через норовые каналы между частицами, из которых построена пористая среда.

---

Таким образом, мы предполагаем, что в пористой среде находится смесь жидкости, в которой растворён газ (жидкая фаза), и свободного газа в виде мельчайших газовых пузырьков, свободно двигающихся в порах (газовая фаза).

Очевидно, в области пористого пласта, удалённой от скважины, встречается наименьшее количество газовых пузырьков, но по мере того, как с приближением к скважине давление в пласте падает, часть растворённого газа выделяется из жидкости в виде мельчайших пузырьков. Поэтому при приближении к скважине величина жидкой фазы уменьшается, а величина газовой фазы возрастает.

1.ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФИЛЬТРАЦИИ ГАЗИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ В ПЛАСТЕ.

Движение газированной жидкости является примером важной практической задачи, где необходимо учитывать эффекты сжимаемости и растворимости газа в жидкости.

Течение газированной жидкости осложнено в данном случае сжимаемостью и явлениями, связанными с переходом газа из растворенного состояния в свободное. Эти факторы в крайней степени меняют характер происходящих физических процессов и вид соответствующих дифференциальных уравнений. Особенно большое значение имеют процессы выделения газа из раствора. Различие между течением газированной жидкости и течением газо-жидкостной смеси оказывается более глубоким, чем это предполагается согласно применяемой обычно теории. При фильтрации газированной жидкости свободный газ в порах образуется в результате выделения из раствора. Способ образования газовой фазы влияет на значение проницаемостей. Эксперименты показывают, что при равенстве газовых факторов проницаемости для жидкости и газа при течении газированной жидкости много меньше, чем в случае движения смеси жидкости и «внешнего» газа.

Вследствие сложности и недостаточной изученности происходящих явлений наиболее достоверные сведения о течениях газированной жидкости можно в настоящее время получить путем изучения гидродинамических исследований. На динамически подобной модели удается воспроизвести исследуемое течение при незначительных допущениях, а в некоторых случаях — точно в соответствии с полной системой условий подобия.

Первые гидродинамические исследования о движении газированной жидкости в пористой среде принадлежат академику Леониду Самуиловичу Лейбензону.

Л. С. Лейбензон в своих первых исследованиях рассматривал газированную нефть как некоторую смесь

---

, характеризующуюся специальным уравнением состояния. В дальнейших работах Л. С. Лейбензон уже учитывал различие скоростей газа и нефти, обусловленное эффектом фазовых проницаемостей, и наметил ряд перспективных, но до сего времени недостаточно использованных путей исследования этой весьма сложной задачи.

Теоретическое исследование задач фильтрации сжимаемых смесей с растворимыми компонентами в общем случае неустановившегося движения в точной постановке наталкивается на затруднения, до сего времени не преодолимые. Сравнительно просто может быть исследован случай установившегося движения газированной жидкости.

1.1 УСТАНОВИВШАЯСЯ ФИЛЬТРАЦИЯ ГАЗИРОВАННОЙ ЖИДКОСТИ, ФУНКЦИЯ ХРИСТИАНОВИЧА.

Рассмотрим стационарное движение газированной жидкости в пористой среде. Когда давление в пласте выше давления насыщения, весь газ растворен в жидкости (свободный газ отсутствует) и жидкость вместе с растворенным газом можно рассматривать, как однородную. Если же давление в пласте меньше давления насыщения, то начинается выделение газа из раствора и в пористой среде движутся одновременно жидкость и свободный газ.

Рассмотрим стационарное прямолинейное движение такой газированной жидкости в пористой среде, заполняющей трубу поперечным сечением . Объемные расходы жидкости и газа можно определить по формуле Дарси для однородной жидкости, но считать, что проницаемость является фазовой; — для жидкости, — для свободного газа. Расход жидкости определяется по формуле:

(1)

Объемный расход свободного газа в том же сечении при том же давлении р обозначим . Величина определяется по формуле:

(2)



Рисунок 1. Схема экспериментальной установки для исследования фильтрации газированной жидкости.

Опыты, которые были поставлены Викофом и Ботсетом, дали основание принять фазовые проницаемости для жидкости и газа

---

и в виде некоторых экспериментальных функций насыщенности, а порового пространства жидкостью. Введем относительные проницаемости и :

и (3,4)

где k —коэффициент проницаемости пористой среды для однородной жидкости. Кривые зависимости и приведены на рисунке 2. Подобные экспериментальные кривые были получены для ряда образцов пористой среды и для ряда газированных жидкостей, в том числе для газированных нефтей.



Рисунок 2. Относительные фазовые проницаемости для газированной жидкости.

Во всех случаях характер кривых оказался таким, как на рисунке 2. Рассматривая эти кривые, можно сделать очень важное практическое заключение, несмотря на то, что они построены по множеству опытных точек с довольно большим разбросом и являются некоторыми средними линиями:

Малое количество свободного газа весьма сильно уменьшает проницаемость и, следовательно, дебит жидкости. Поэтому стараются не допускать чрезмерного выделения газа на забоях скважин, так как при этом фазовая проницаемость жидкости весьма снижается. Чтобы не допустить чрезмерного выделения свободного газа, применяют методы искусственного повышения пластового давления — нагнетание газа, законтурное и внутриконтурное заводнение.

Напротив, жидкость гораздо меньше мешает двигаться газу, чем газ жидкости. Таким образом, при малых насыщенностях относительная проницаемость газа очень мало снижается.

Найдем суммарное количество газа, свободного и растворенного, и приведем это объемное количество газа к атмосферному давлению. Дебит жидкости содержит объем растворенного газа, который после приведения к атмосферному давлению

---

можно выразить уравнением:

(5)

где s —коэффициент растворимости газа в жидкости.

Коэффициент — весовое количество газа, которое растворяется в единице объема жидкости при повышении давления на 1 ат.

Подставляя значение из закона Дарси, получаем:

(6)

Найдем теперь дебит свободного газа, приведенный также к атмосферному давлению:

(7)

Теперь можно найти полное объемное количество газа , которое будет выделяться в единицу времени на устье скважины при снижении давления до атмосферного. Это будет сумма:

(8)

или

(9)

Найдем газовой фактор. Под газовым фактором подразумевается отношение приведенного к атмосферному давлению дебита газа к дебиту жидкости.

(10)

или можно представить в виде:

(11)

Рассмотрим более последнее уравнение. В круглые скобки входит отношение , которое может быть найдено из экспериментальных кривых относительных фазовых проницаемостей для газированной жидкости. Это отношение является известной функцией насыщенности , т. е.

(12)

Функция имеет примерно вид кривой, показанной на рисунке:



Рисунок 3. Зависимость функции насыщенности от насыщенности
Второе слагаемое зависит от констант жидкости и газа — от растворимости и вязкостей. Обозначим:

---

Смотрите также файлы

• Диагностика и техническое обслуживание Системы смазки.docx

• Актуальность темы исследования. Правовое регулирование.docx

• Программа, программа.docx

• Инвестиционный климат г. Сызрань.docx

• Ранняя профилизация обучения как основа самоопределения обучающихся. Профориентация.ppt