- •1 Классификация природных газов
- •2 Физико-химические свойства углеводородных газов
- •2.1 Состав газовой смеси
- •2.2 Критические и приведённые параметры газа
- •2.3 Коэффициент сверхсжимаемости
- •2.4 Плотность газа
- •2.5 Вязкость газа
- •2.6 Влагосодержание газа
- •3 Определение забойного давления
- •4 Уравнение притока газа к забою скважины
- •5 Исследование газовых скважин
- •5.1 Газогидродинамические исследование газовых скважин на стационарных режимах фильтрации
- •5.2 Газогидродинамические исследование газовых скважин на нестационарных режимах фильтрации
- •6 Обработка результатов гидродинамических исследований
- •7 Режимы разработки газовых и газоконденсатных месторождений
- •7.1 Материальный баланс газовой залежи
- •7.2 Методы определения запасов газа
- •8 Разработка месторождений природного газа
- •9 Технологические режимы эксплуатации скважин при разработке месторождений газа
- •9.1 Режим постоянной депрессии
- •9.2 Режим постоянного градиента давления на стенке скважины
- •9.3 Режим постоянного забойного давления
- •9.4 Режим постоянного устьевого давления
- •9.5 Режим постоянного дебита скважин
- •9.6 Режим постоянной скорости движения газа по НКТ
- •11 Разработка газоконденсатных месторождений
Created by SuhOFFF
6 Обработка результатов гидродинамических исследований
В результате проведения гидродинамических исследований каждому дебиту Qi , на
котором была испытана скважина, ставится в соответствие забойное давление pз . С по-
i
мощью этих данных аналитическим или графическим способами могут быть определены коэффициенты фильтрационных сопротивлений.
Согласно уравнению (4.1) в идеальном случае значение p2пл − p2з должно равняться нулю при нулевом дебите. В реальных случаях при гидродинамических исследованиях фиксируются устьевые давления, а забойные рассчитываются с некоторой погрешностью.
В связи с этими и не только погрешностями при аппроксимации полученных данных уравнением f (x) = ax + bx2 значение функции f (x) чаще всего не равняется 0, при x = 0 ,
поэтому для графического определения коэффициентов фильтрационных сопротивлений вводится поправка по давлению C0 , которая может быть определена графически (рис. 14).
pпл2 |
− pз2 |
|
|||
f (x) = ax + bx2 + C0 |
|||||
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
pi2 |
|
|
f (x) = ax + bx2 |
|
С0 |
Q |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Qi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Рис. 14. Определение поправки по давлению |
|
|||
Уравнение (4.1) с учётом поправки принимает вид: |
|
|
|||||
|
pпл2 − pз2 = aQ + bQ2 + С0 |
|
(6.1) |
||||
Уравнение (6.1) может быть преобразовано из квадратичного в линейное: |
|||||||
|
|
|
pпл2 − pз2 − С0 |
= a + bQ2 |
|
(6.2) |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Q |
|
|
||
Поэтому, результаты исследований наносятся на график |
pпл2 − pз2 − C0 |
от Q и ап- |
|||||
Q |
|||||||
|
|
|
|
|
|
проксимируются линейной зависимостью. Из уравнения (6.2) очевидно, что a - отрезок, который отсекает линейная аппроксимизация на вертикальной оси, а b - тангенс угла её наклона (рис. 15).
03.11.2010 |
- 35 - |
pпл2 − p2з − С0
Q
p2i + С0
Qi
α
b = tg(α)
a
Created by SuhOFFF
f = a + bx
Q
Qi
Рис. 15. Определение коэффициентов фильтрационных сопротивлений графическим способом
Аналитически значения a и b рассчитываются по формулам, полученным на основе
метода наименьших квадратов (при N ³ 9 ): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
N |
p2 |
- p2 |
N |
|
N |
N |
æ |
|
|
|
|
|
ö |
|
|||
|
пл |
з |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
å |
|
i |
|
åQi2 - åQi åç pпл2 - pз2 |
÷ |
|
||||||||||||
Qi |
|
|||||||||||||||||
a = |
i=1 |
i=1 |
|
i=1 |
i=1 |
è |
|
|
i |
ø |
(6.3) |
|||||||
|
|
|
|
|
N |
|
æ N |
ö2 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
NåQi |
- ç åQi ÷ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
i=1 |
|
è i=1 |
ø |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
æ |
|
|
ö |
N |
N |
|
p2 |
|
- p2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
пл |
|
з |
|
|
||||||||
|
|
Nåç pпл2 |
- pз2 |
÷ |
- åQi å |
|
|
|
|
i |
|
|
||||||
|
|
|
Qi |
|
|
|
|
|
||||||||||
b = |
|
i=1 |
è |
|
i |
ø |
i=1 |
i=1 |
|
|
|
|
|
|
(6.4) |
|||
|
|
|
|
N |
|
æ N |
ö |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
NåQi - ç åQi ÷ |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
i=1 |
|
è i=1 |
ø |
|
|
|
|
|
|
|
|
Здесь N - число режимов.
При исследованиях используется, так называемый диафрагменный измеритель кри- тического течения газа (ДИКТ), при этом расчёты дебитов скважин производятся по фор- муле:
|
|
|
CipДИКТ |
|
||||
Qi |
= |
|
|
i |
(6.5) |
|||
|
|
|
|
|
||||
ρzДИКТTДИКТ |
||||||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
i |
i |
|
|||
Здесь Ci =1,84DДИКТ2 - коэффициент ДИКТа; |
DДИКТ - диаметр шайбы ДИКТа, мм; |
|||||||
i |
|
|
|
|
|
|
i |
pДИКТ - давление на ДИКТе, МПа; TДИКТ - температура на ДИКТе, K; zДИКТ - коэффициент
i |
i |
i |
сверхсжимаемости газа, соответствующий давлению и температуре на ДИКТе; ρ - отно-
сительная плотность газа; - коэффициент, учитывающий изменение показателя адиаба- ты.
03.11.2010 |
- 36 - |
Created by SuhOFFF
Задание для самостоятельной работы
1.Определить забойные давления исходя из заданных устьевых давлений, свойств газа и параметров скважины.
2.Провести интерпретацию результатов гидродинамических исследований и оп- ределить коэффициенты фильтрационных сопротивлений графическим способом.
Методика выполнения работы
N
1. По формуле Mсм = åMxi i определяется молярная масса природного газа;
i=1
2. По формуле ρст = |
Mсм определяется плотность природного газа в стандартных |
|||
|
|
Vмод |
||
|
|
ст |
|
|
условиях; |
|
|
|
|
3. По формуле ρ = |
ρст |
|
определяется относительная плотность природного газа; |
|
|
||||
|
ρ |
|
|
|
|
возд |
|
ст
N
4. По формуле pкр = åpкрxi определяется критическое давление природного газа;
i=1 i
N
5. По формуле Tкр = åTкрxi определяется критическая температура природного га-
i=1 i
за;
6. По формуле Tпр = Tпл определяется приведённая температура;
Tкр
7. Для каждого из режимов определяется забойное давление методом последова- тельных приближений:
7.1. Первая итерация:
7.1.1. Задаётся забойное давление в нулевом приближении p0з = pу (здесь и далее
i i
индекс i обозначает номер режима);
|
|
pз0 + pу |
||||
7.1.2. По формуле pIср |
= |
|
i |
i |
определяется среднее по скважине давление в пер- |
|
|
2 |
|
||||
i |
|
|
|
|
||
вой итерации; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pIср |
|
|
|
7.1.3. По формуле pI |
= |
i |
определяется приведённое давление в первой итера- |
|||
|
|
|||||
пр |
|
|
pкр |
|
|
|
i |
|
|
|
|
||
ции; |
|
|
|
|
|
|
03.11.2010 |
|
|
|
|
- 37 - |
Created by SuhOFFF
7.1.4. По формуле zIср = (0,4lg(Tпр ) + 0,73)pIпрi + 0,1pIпр определяется средний по сква-
i |
i |
жине коэффициент сверхсжимаемости в первой итерации;
7.1.5. Определяется значение 2SIi = 0,0683I ρL в первой итерации;
zсрTпл i
|
|
|
|
|
|
0,01413× |
|
|
− |
æ |
ö2 |
I |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
10 10 |
çzIср ÷ Tпл2 |
(e2Si -1)λ |
||||||||||||||
|
|
|
|
I |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
è i |
ø |
|
|
|
7.1.6. По формуле θ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
определяется значение со- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d5 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ответствующего параметра в первой итерации; |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
7.1.7. По формуле pIз = |
|
|
|
p2уe2SIi |
+ θIQi2 |
определяется значение забойного давления в |
||||||||||||||||
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
первой итерации. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.2. Последующие итерации: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pNз -1 + pу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
7.2.1. По формуле pNср |
= |
|
|
i |
i |
|
|
определяется среднее по скважине давление в |
||||||||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
итерации N; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pNср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
7.2.2. По формуле pN |
= |
|
|
|
i |
|
определяется приведённое давление в итерации N; |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
пр |
|
|
|
pкр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
= (0,4lg(T |
|
|
|
|
|
pN |
|
|
|
||||||||
7.2.3. По формуле zN |
|
|
|
|
|
пр |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
) + 0,73) i + 0,1pN определяется средний по сква- |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
пр |
|
|
|
|
пр |
||||
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
||
жине коэффициент сверхсжимаемости в итерации N; |
||||||||||||||||||||||
7.2.4. Определяется значение 2SN = 0,0683ρL |
в итерации N; |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
zN |
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ср |
пл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,01413× |
|
|
− |
æ |
ö2 |
N |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
10 10 |
çzNср ÷ Tпл2 |
(e2Si -1)λ |
||||||||||||||
|
|
|
|
N |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
è i |
ø |
|
|
|
7.2.5. По формуле θ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
определяется значение со- |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d5 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ответствующего параметра в итерации N; |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
7.2.6. По формуле pNз = |
|
|
|
p2уe2SiN +θNQi2 |
определяется значение забойного давления в |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
итерации N. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-pNз −1 |
|
> ε = 0.01 , выполняется следующая итерация; |
|||||||||||||||||||
7.3. Если |
pNз |
|
||||||||||||||||||||
|
i |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
03.11.2010 |
- 38 - |
Created by SuhOFFF
7.4. Если pNз -pNз −1 < ε = 0.01 , то искомое значение забойного давления для режима
ii
iсчитается определённым и равным pNз .
i
8. Для каждого из режимов определяется значение pпл2 -p2з ;
i
9. Строится точечная диаграмма pпл2 -p2з от Qi ;
i
10. По построенной диаграмме определяется поправка по давлению С0 ;
|
|
|
|
|
|
p2 |
-p2 |
- С |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
пл |
з |
|
|
|
11. Для каждого из режимов определяется значение комплекса |
|
i |
|
|
; |
|||||
|
Qi |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p2 |
-p2 |
- С |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
пл |
з |
|
|
|
|
|
|
|
|
12. Строится точечная диаграмма |
|
i |
|
|
от Qi ; |
|
|
|
|
|
|
Qi |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13.Если построенная диаграмма не является монотонно-возрастающей, корректи- руется поправка по давлению С0 и повторяются операции, описанные в пунктах 11-12;
14.Если построенная диаграмма является монотонно-возрастающей, графическим способом определяются коэффициенты фильтрационных сопротивлений a и b;
15.Если значение хотя бы одного из определённых коэффициентов фильтрацион- ных сопротивлений меньше 0, корректируется поправка по давлению С0 и повторяются
операции, описанные в пунктах 11-15; 16. Если значения определённых коэффициентов фильтрационных сопротивлений
положительны, для каждого режима производится проверка определённых коэффициен-
|
|
|
|
|
æ |
|
ö |
- (aQi +bQi2 ) |
|
|
|
|
|
|
çpпл2 -p2з - С0 |
÷ |
|
||
тов фильтрационных сопротивлений по формуле |
|
= |
|
è |
i |
ø |
|
×100% ; |
|
i |
|
|
|
||||||
|
|
aQi |
+bQi2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
17. |
Если хотя бы в одном из режимов значение |
i превышает 5%, корректируется |
|||||||
поправка по давлению С0 и повторяются операции, описанные в пунктах 11-17; |
|
||||||||
15. |
Если для всех режимов значение i меньше 5%, то коэффициенты фильтраци- |
||||||||
онных сопротивлений a и b считаются определёнными корректно. |
|
|
|
03.11.2010 |
- 39 - |
Created by SuhOFFF
Исходные данные для выполнения самостоятельной работы
Created by SuhOFFF
Пример выполненной работы
- 41 -
Created by SuhOFFF
- 42 -
Created by SuhOFFF
- 43 -
Created by SuhOFFF
- 44 -