Приток к несовершенным скважинам

Виды несовершенства скважин.

Если скважина с открытым забоем вскрывает пласт не на всю толщину h, а только на некоторую глубину b, то ее называют гидродинамически несовершенной по степени вскрытия пласта. При этом h = b/h называется относительным вскрытием пласта.

Если скважина вскрывает пласт до подошвы, но сообщение с пластом происходит только через специальные отверстия в обсадной колонне и цементном камне или через специальные фильтры, то такую скважину называют гидродинамически несовершенной по характеру вскрытия пласта.

Нередко встречаются скважины с двойным видом несовершенства — как по степени, так и по характеру вскрытия пласта.

Степень и характер вскрытия пласта имеют важное значение при разработке месторождений нефти и газа, так как они определяют фильтрационные сопротивления, возникающие в призабойной зоне, и, в конечном итоге, производительность скважин. Выбор степени и характера вскрытия осуществляется в зависимости от физических свойств пластов, их толщины, степени неоднородности, способа разработки и т. д. Несовершенство скважин по степени и характеру вскрытия приводит к таким деформациям линий тока, которые приводят к возникновению в призабойной зоне сложных неодномерных течений. В связи с этим рассмотрение особенностей притока к гидродинамически несовершенным скважинам имеет большое практическое значение.

Приток жидкости к несовершенным скважинам.

Приток жидкости к несовершенной скважине даже в горизонтальном однородном пласте постоянной толщины перестает быть плоскорадиальным. Строгое математическое решение задачи о притоке жидкости к несовершенной скважине в пластах конечной толщины представляет большие (а в некоторых случаях непреодолимые) трудности.

Приведем здесь без выводов и доказательств наиболее распространенные окончательные расчетные формулы притока жидкости к различного типа несовершенным скважинам.

Прежде всего, допустим, что скважина вскрыла кровлю пласта неограниченной толщины (h) и при этом ее забой имеет форму полусферы. В этом случае можно считать, что поток радиально-сферический, при условии Rк, и тогда дебит определяется по формуле:

Q=2krc (рk*- рc*)/ (1).

где рk* и рc* - приведенные давления.

Если скважина вскрыла пласт неограниченной толщины на глубину h, то ее дебит можно найти по формуле Н. К. Гиринского:

Q=2kb (рk*- рc*)/ ln (1,6b/rc).

И. А. Чарный предложил следующий способ определения дебита скважины, несовершенной по степени вскрытия, если величина вскрытия пласта b мала (b «h). Область движения условно разбивается на две зоны (рис. 3).

Первая — между контуром питания и радиусом Ro, равным или большим толщины пласта Roh, в этой зоне движение можно считать плоскорадиальным.

Вторая — между стенкой скважины и цилиндрической поверхностью Ro, где движение будет существенно пространственным. Обозначим потенциал при r = Ro через Фо. Тогда для зоны Ro r < Rк можно записать формулу Дюпюи:

(5).

Для зоны rс r R0, считая здесь приближенно движение радиально-сферическим между полусферами радиусами rс и Ro, имеем:

(6).

Из формул (5) и (6) по правилу производных пропорций получается формула для дебита скважины:

Приняв Ro =1,5h, получим окончательно формулу для дебита несовершенной скважины, вскрывшей пласт на малую глубину:

(7).

Задачи притока жидкости к скважинам, гидродинамически несовершенным по характеру вскрытия пласта, и к скважинам с двойным видом несовершенства, еще более сложны для исследования, чем приток к несовершенным по степени вскрытия пласта скважинам. Такого рода задачи решались теоретически М. М. Глоговским, А. Л. Хейном, М. Маскетом и другими исследователями. Все полученные ими решения весьма сложны. Наибольшее распространение в практике расчетов дебитов несовершенных скважин по характеру вскрытия пласта и с двойным несовершенством получили результаты теоретических экспериментальных исследований, проведенных В. И. Щуровым, Г. Г. Поляковым, М. Н. Тиховым и М. С. Ватсоном.