Эксплуатация нефтяных и газовых скважин

1. Образованием вокруг скважины области с двухфазной фильтрацией при забойном давлении ниже давления насыщения. Чем больше эта разница, тем больше радиус области двухфазной (нефть+газ) фильтрации и, следовательно, больше фильтрационное сопротивление.

2. Изменением проницаемости и раскрытости микротрещин в породе при изменении внутрипластового давления.

3. Превышением скоростей движения жидкости в призабойной зоне критических значений, при которых линейный закон Дарси нарушается.

Искривление в сторону оси дебитов объясняется неодновременным вступлением в работу отдельных прослоев или пропластков и разными значениями в них пластовых давлений. Это можно пояснить на примере двухслойного пласта. Если пластовое давление в первом пропластке Рк1 а во втором Рк2 причем Рк1 > Рк2, то при всех забойных давлениях Рс, лежащих в пределах Рк1 > Рс > Рк2, приток будет только из первого пропластка. При снижении Рс до величины Рс < Рк2 < Рк1 будут работать оба пропластка, т. е. дебит непропорционально возрастет. Если бы в реальных скважинах процессы фильтрации были обратимы, т. е. расход при отборе был бы равен расходу при поглощении в условиях численного равенства депрессии и репрессии, то это не могло обусловить кривизну индикаторной линии, так как известно, что алгебраическая сумма линейных уравнений всегда дает результирующее линейное.

Однако по целому ряду причин процессы фильтрации необратимые, и в частности потому, что на забое всегда имеются взвесь, илистые и глинистые осадки, которые при возникновении репрессии закрывают поры, т. е. работают как обратный клапан: выпускают жидкость из пласта в скважину и задерживают в обратном направлении. Наличие многих прослоев сглаживает ход результирующей индикаторной линии, плавно загибающейся в сторону оси дебитов.

Известны многочисленные факты, когда разница в пластовых давлениях соседних пропластков, вскрываемых общим фильтром, доходила до 3 МПа, а также факты внутрипластовых перетоков. Кроме того, нелинейный характер индикаторных линий находит объяснение в аномальных неньютоновских свойствах некоторых пластовых жидкостей.

При любом виде искривления индикаторной линии ее всегда можно аппроксимировать уравнением


, (6.11)

Это уравнение называют общим уравнением притока.

При n = 1 уравнение (6.11) описывает прямолинейную индикаторную линию. При 1 > n > 1/2 - индикаторные линии с искривлением в сторону оси P, при n > 1/2 - индикаторные линии с искривлением в сторону оси Q.

Случай линейной фильтрации является аналогом ламинарному течению жидкости в трубной гидравлике. Ламинарное течение с энергетической точки зрения наиболее экономичное, поэтому в общем уравнении притока n больше единицы быть не может.

При n = 1/2 приток имеет четко выраженное турбулентное течение жидкости, когда коэффициент трения l не зависит от числа Re. Таким образом, индикаторная линия с искривлением в сторону оси дебитов (n > 1) физически невозможна. В противном случае это означало бы существование течения жидкости с энергетической точки зрения более экономичного, чем в случае ламинарного течения. Поэтому индикаторные линии с искривлением в сторону оси дебитов, когда n > 1, просто считали дефектными.

С появлением скважинных дебитомеров удалось установить истинные причины искривления индикаторных линий. При n ¹ 1 коэффициент К в общем уравнении притока теряет свой физический смысл коэффициента продуктивности и превращается просто в коэффициент пропорциональности или в угловой коэффициент.