Проявление упругого режима. Основная формула упругого режима (по Щелкачеву В.Н.)

Разработка нефтяного месторождения при уп­ругом режиме - это осуществление процесса из­влечения нефти из недр в усло­виях, когда пла­стовое давление превышает давление насыще­ния, поля давлений и скоростей продвижения нефти и воды, насыщающих пласт, а также воды в его за­контурной области неустановившиеся, изме­няющиеся во времени в каждой точке пласта.

Упругий режим проявляется во всех случаях, когда изме­няются дебиты добывающих нефть скважин или расходы воды, закачиваемой в на­гнетательные скважины. С уменьшением пластового давления до значе­ния, меньше­го, чем давление насыщения, из нефти начнет выделяться ра­створенный в ней газ и режим пласта изменится - упругий режим сме­нится режимом растворенного газа или газонапор­ным.

Теорию упругого режима используют для ре­шения следующих задач РНМ:

1. На основе теории упругого режима создан наиболее извест­ный в практике разработки неф­тяных месторождений метод определения пара­метров пласта по кривым восстановления давле­ния в остановленных скважинах (метод КВД).

2. Гидропрослушивание скважины.Для интер­претации данных «гидропрослушивания» пласта, осуществляющегося сле­дующим образом. В мо­мент времени t = 0 производят, например, пуск в работу скв. А с дебитом q_A На забое ос­тановленной скв. В, в которую предварительно опускают глубинный манометр, регистрируется изм-ие заб-го дав­ления р_св = р_св (t).

3. Расчет изменения Р_пл на внешнем контуре нефтеносности или Р_ср по площади месторожде­ния при разработке его в естественном режиме.

4. При расчетах восстановления давления на контуре неф­теносного пласта в случае перехода на разработку месторож­дения с применением за­воднения или при расчетах утечки воды в закон­турную область пласта, если задано давление на кон­туре нефтеносности.

5. Расчет определения времени выхода на ус­тановившийся режим после пуска нагнетатель­ной скважины.

Рассматривается радиальный приток жидкости к скважине с постоянным дебитом в неограниченном круговом пласте

Эта же задача при переменном дебите жидкости рассчитывается по интегралу Дюамеля.

Решение Щелкачева В.Н для случая работы скважины с постоянным дебитом в бесконечном круговом пласте:

(12)

Еi - интегрально-показательная функция..

Формулу (12) Щелкачев назвал основной формулой теории упругого режима.

 

26. Уравнение материального баланса. Уп­ругий запас пласта. Расчеты упругого режима.

Упругий запас пласта - это объем жидкости, который можно извлечь из пласта за счет объем­ной упругости пласта и насыщающих флюидов при снижении Р_пл.

Уравнение материального баланса. Исполь­зуется для оценки объема притока воды из закон­турной водоносной области, перетоков жидкости через границу изучаемого участка пласта.

- упругий запас пласта;

V_зак - объем закачанной воды;

Q_r - приток жидкости через контур;

- объем добытой нефти;

- объем добытой воды.

Для того чтобы осуществлять расчеты про­цессов разработки нефтяных месторождений при упругом режиме, необходимо прежде всего получить дифференциальное уравнение этого ре­жима, при выводе к-го исходят из уравнения не­разрыв­ности массы фильтрующегося вещества:

Перепишем его в виде:

(1)

За счет деформации твердого скелета пласта при изменении напряжения изменяется порис­тость пласта.

m = m₀ - b _с( s - s ₀). (2)

Здесь b _с - сжимаемость пористой среды пла­ста; s ₀ - началь­ное среднее нормальное напря­жение.

Используем связь между горным давлением по вертикали р_Г, средним нормальным напряжением s и внутрипоровым (пластовым) давлением р.

При p_Г = const (3)

Учитывая (2) и (3), получим

(4)

Плотность фильтрующейся в пласте жидкости в первом приближении линейно зависит от дав­ления р, т. е. (5)

где b_ж - сжимаемость жидкости; r₀ - плот­ность жидкости при начальном давлении р₀. Из (5) имеем(6)

Используя закон Дарси и считая проницае­мость k и вяз­кость жидкости m не зависящими от координаты, имеем(7)

Подставим (4), (6) и (7) в (1). (8)

Здесь c и b - соответственно пьезопроводность и упругоемкость пласта (по предложению В. Н. Щелкачева).