Решение уравнения (11.129) получим просто. При выполнении условий (11.130), опуская промежуточные выкладки, получим
1 |
f* e-z dz |
Z = 11 |
' |
(11.131) |
'®-Г-т-л~И |
4 |
|
||
После подстановки |
(11.131) |
в (11.125) |
окончательно имеем |
|
р* - р — |
|
iSr£‘(-w)- |
<11Л32> |
|
Функция —E i^ п о л о ж и т е л ь н а |
при O ^ z^ » , но |
|||
при z—>-0 она неограниченно возрастает. Приближенно эту
функцию можно использовать для расчета распределения дав ления при упругом режиме и в случае притока жидкости к источникам малого, но конечного радиуса (г= гс), т. е. к сква
жинам. Значения функции — Ei |
можно |
найти |
спомощью соответствующих таблиц.
4.Пусть имеем прямолинейный однородный пласт толщиной
h и шириной Ь, ограниченный двумя галереями |
(рис. 48), |
одна |
|||||||||
из которых находится в |
вертикальном |
сечении х=0, |
а |
дру |
|||||||
гая— в |
сечении пласта |
х=1. |
В начальный |
момент |
времени |
||||||
(*=0) давление во всем пласте было |
постоянным, |
равным ро- |
|||||||||
Это же давление поддерживается постоянным на |
галерее х=1 |
||||||||||
|
|
|
при f> 0 . В момент времени t = О |
||||||||
|
|
|
из пласта |
(с галереи х= 0) |
начи |
||||||
|
|
|
нают отбирать нефть с постоян |
||||||||
|
|
|
ным дебитом |
|
Пласт |
разраба |
|||||
|
|
|
тывается |
при |
упругом режиме. |
||||||
|
|
|
Требуется определить |
распреде |
|||||||
|
|
|
ление давления в описанном ог |
||||||||
|
|
|
раниченном пласте |
при |
|
0. |
|||||
|
|
|
Приступая к решению этой зада |
||||||||
|
|
|
чи, прежде всего |
отметим, |
что |
||||||
|
|
|
перераспределение |
давления |
в |
||||||
|
|
|
пласте |
будет |
описываться |
|
тем |
||||
|
|
|
же по существу уравнением уп |
||||||||
|
|
|
ругого режима, что и в преды |
||||||||
1&. График шер^аапредеше- |
дущей |
задаче, |
только |
в |
рас |
||||||
сматриваемом |
случае оно |
будет |
|||||||||
т а давившая а шряюгшгаеат©м |
иметь следующий, более простой |
||||||||||
шчаене дшшый I юра ушругам ре- |
|||||||||||
яшме: |
г^андрчяадаэмвштедюв |
рас- |
вид: |
|
|
|
|
|
|
|
|
0— |
X <ЙЖ® |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Щадааеюте |
дата«шюс; 9 —уеташадю®' |
|
|
|
|
|
(ПЛЗЗ) |
||||
шкяяя гасящеддатавае дааввааа |
|
|
|
|
|
|
|||||
Для удобства решения задачи введем безразмерные коор динаты следующим образом:
£ = *//, |
%= ъЩ2. |
(11.134) |
|
Подставляя (11.134) в (11.133), получим |
|
||
■d2p/dl2 = dp/&i. |
(11.135) |
||
В соответствии с условиями задачи начальные и граничные |
|||
условия для уравнения (11.135) имеют вид |
|
||
.Р(£, 0) = р(1,х) = р0; |
(11.136) |
||
др |
_ q\il |
||
|
|||
д1 5=о |
kbh |
|
|
|
|
||
Из |
постановки задачи следует, что при t— *оо |
распределе |
|
ние давления в пласте будет стремиться к установившемуся |
|||
Р « -Р = - м - ( 1- 5 ) . |
(11.137) |
||
При £= 0 из (11.137) qp.ll (kbh) =р0—р\. В связи с приведенным замечанием удобно искать решение задачи в следующем виде:
Ро— Р (£. х) = (Ро—Pi) (1 — |
—(Ро—Pi) / (£, т)- |
|
(11.138) |
||
При этом |
|
|
|
|
|
1(1; 0) = |
1 -5 ; |
/ ( 1,т) = |
0; |
|
(11.139) |
а/ |
|
|
|
|
|
= 0. |
|
|
|
|
|
д1 5=0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При решении этой задачи применим метод |
Фурье, |
согласно |
|||
которому |
|
|
|
|
|
/ ( £ , т ) = |
ф ( т ) г 1 з ( |) . |
|
|
|
(11 .140) |
Подставляя (II.140) в (11.138) и затем в |
исходное |
уравне |
|||
ние (11.135), получим |
|
|
|
||
<р'г|)=
Из (11.141) следует
- t |
= ^ L = c= const. |
Ф |
if |
(11.141)
(11.142)'
Решая уравнения (11.142) и выполняя начальные и граничные условия, приходим к следующему решению задачи:
Ро— Р (£,т) = (Ро—Pi) 0 —£)—
|
Г(2/г+1)2л2 |
I |
8 (Ро— Pi) |
1 |
2л + 1 t |
(2л+1)2 |
COS ----гт--- Л£, |
|
|
|
|
гг= 0,1,2... |
|
(11.143) |
87
При этом было использовано известное разложение в ряд Фурье:
1 |
1)а |
COS 2п -}- 1 |
я£. |
' - « - ч г - 2 (2п + |
|
|
По формуле (11.143) можно определить время формирования1 установившегося распределения давления в пласте между дву мя галереями (рядами скважин), одна из которых нагнетатель ная, а другая — добывающая.
Приближенные методы |
|
|
|
|
|
|
Из приближенных методов |
расчета в |
теории |
разработки- |
|||
нефтяных месторождений |
наиболее распространены |
метод эк |
||||
вивалентных |
фильтрационных |
сопротивлений |
Ю. Д. Борисо |
|||
ва и метод |
интегральных |
соотношений |
Г. |
И. Баренблатта. |
||
Первый из указанных методов используют при расчете устано вившихся течений жидкостей в плоских пластах со скважина
ми, а второй — в расчетах |
перераспределения |
давления |
жид |
кости при упругом режиме, неустановившегося |
движения |
газа |
|
и реже — задач диффузии, |
теплопроводности и конвекции. |
Ме |
|
тод интегральных соотношений хорошо разработан только для решения одномерных задач.
Рассмотрим вначале метод эквивалентных фильтрационных сопротивлений. Справедливость этого метода покажем на при мере конкретного решения о притоке жидкости к бесконечной
цепочке скважин. Так, перепишем формулу |
(11.104) следую |
|||||
щим образом: |
|
|
|
|
|
|
<7|А £ + |
In |
[iL |
!-1 1° л Гс |
|
(11.144) |
|
Рк Рс ~ |
2akh |
2okh ' |
2л,kh |
|
||
Первый член выражения, стоящего в скобках |
(11.144), |
харак |
||||
теризует фильтрационное сопротивление при |
движении |
жид |
||||
кости в полосе шириной 2а на расстоянии от 0 до L, а |
второй |
|||||
член — фильтрационное |
сопротивление |
при радиальном |
дви |
|||
жении жидкости от кругового контура /■к = а/я |
до окружности |
|||||
радиуса гс. Ю. П. Борисов назвал фильтрационное сопротивле ние
Рф= ' 2стА7Г внешним, а рфС= ц1п ~ ~ I (2лkh) — внутренним и
предположил, что и в более сложных случаях установившихся плоских фильтрационных течений фактические фильтрационные сопротивления можно разделить на эквивалентные внешние и внутренние.
Метод эквивалентных фильтрационных сопротивлений по зволяет рассчитывать с достаточной для практики точностью
88
Рис. 49. Схема распределения давления ■в элементе однорядной системы разра ботки:
.1 — нагнетательные |
скважины; |
2 — добываю |
|||
щие |
скважины; |
3 — элемент однорядной систе |
|||
мы |
разработки; |
4 — эпюра |
пластового давле |
||
ния |
в сечении А А ' |
|
|
|
|
дебиты и давления в пластах при |
|||||
различных |
системах разработки. |
||||
|
Рассмотрим |
однорядную сис |
|||
тему разработки со схемой рас |
|||||
положения |
скважин, |
показанной |
|||
на рис. 49. При этом происходит |
|||||
поршневое |
вытеснение |
нефти во |
|||
дой из пласта толщиной h. Вяз |
|||||
кость нефти в пластовых услови |
|||||
ях составляет цн, а вязкость во |
|||||
ды |
рв. Абсолютная проницаемо |
||||
сть |
пласта |
k, |
а |
относительные |
|
проницаемости |
для нефти и во |
||||
ды, являющиеся постоянными согласно модели поршневого вы
теснения |
нефти водой, |
равны |
соответственно |
kH и kB, радиус |
|
добывающей скважины |
гс> радиус нагнетательной скважины |
||||
/ нс. Вода |
в процессе вытеснения нефти в момент времени |
t = t\ |
|||
дошла до |
расстояния a/я от |
нагнетательной |
скважины |
(см. |
|
рис. 49). При этом расстояния между добывающими и нагнета тельными скважинами равны. Дебит одной добывающей сква жины, равный расходу одной нагнетательной скважины, посто янен и составляет q. Требуется определить перепад давления между нагнетательной и добывающей скважинами.
Рассмотрим течение в одном элементе пласта, выделенном штриховкой на рис. 49, шириной Ь = 2а. Обозначим давление на расстоянии от нагнетательной скважины, равном rK=ofя, через р'н. В соответствии с условием задачи и формулой Дю пюи
2jikkBh (рн — Рн)
рв In Ягк
Согласно методу эквивалентных фильтрационных сопротив лений течение в рассматриваемом элементе складывается из трех: радиального (течение воды) от нагнетательной скважины радиусом /нс до контура радиусом сг/я, прямолинейного (те чение нефти) от галереи *=0, где давление р'я, до галереи х = 1, где давление рс\ и радиального (течение нефти) — от кон тура радиусом а/я, где давление также равно р'с, до добываю щей скважины радиусом гс. Учитывая, что ввиду симметрии прямолинейное течение происходит с расходом qj2 (вправо и влево от нагнетательной скважины уходит жидкость с расхо
89
дом f/2), подучим
f * * * J iW —* n щ
Наконец, ддя добита добывающей скважины имеем формулу
и.»»— |
‘ |
|
“ |
т<ь |
|
Перепишем приведенные выше выражения относительно перепадов давлений в виде
К -Р * Ш вф ”
АГ—Л>! ЪШф ' '
С шожййй ш выражения. В результате шшучшш требугопшржя
OTBOff
Расш ирим тгу же задачу,, что ш в ш. 2 (аж стр. Ш))„ и® ре
шим ее ш е д » ндаеаграшших шшшшшшшй Г. Ш. Баршёпшг- Ш, ашшсш иш ерш у шрЕвшшкшш®® решение задачи шрвдоат- •шетая в вида м ю т ш т . Дашее етапгаем, < т нршЕдшжтвше ращредадашда удешаешаряет да шощщшму дафферетпщиашьшп)-
щ у р а в ш ш ^ , а ищеяралгщшгм шштшаппшшшм^ ш ш учаем ш м т
ревушмте умдашеююя дашй ш травой частей уравшшшш наи шардажапу в степени т штх. шгаецршршашш.. При п ш е г ш -
иии « ш ш а в ш ш трийдошженшип© мешшда шршшимашг,, нтш шзвг ш е да^йаиишшйае шмедажда темдарапурвп ш случае тешшшпр©- ВФЗадастж шли д а ш ш а в случае ушрушп© режима раазгр®стращдашй да шдавевда, а «уцщствщеir в (штрашшчешнгй «шпшкушда* дай» области. Ддея рашмапрнваемяй задачи титстратдлтр- с©- озшшишда «ййеегг вад
1Ш) |
1Ш) |
_ |
’Ч I* |
J |
р..114ф) |
'ММ |
W ) |
|
щда %—-дщ^ге, оЙ^гада далие чшсщ, натаивая с пути. ДПвдшнит в чадастда дщркглф трийотишиш /и=ф и шлишшж риншвда ш вида
4 0+ Д 1' щ - + 4 !'1щ --. |
д а э д ) |
so