Программа для моделирования и анализа гидродинамических исследований скважин
 Скачать 6.29 Mb.
|
|
Глава 4. Описание экспериментальной части 4.1. Моделирование в программе Saphir Было проведено компьютерное моделирование в программе Saphir, целью которого было исследовать методом ФВД взаимодействие вертикальной и горизонтальной скважины. Ри. 4.1. График зависимости давления от времени на принимающей горизонтальной скважине. Была посчитана гидропроводность и пьезопроводность, по результатам моделирования: χ = 0,23 (м 2 /с); ε = 0,4 ((10 -8 *м 3 )/(Па*с)). А по классической модели фильтрации расчет: χ = 0,353 (м 2 /с); ε =0,045 ((10 -8 *м 3 )/(Па*с)). 47 4.2 Калибровка датчиков давления серии MLH200PSB06A С помощью грузопоршневого манометра МП-60, была произведена калибровка датчиков давления. Калибровочные графики манометров представлены на рисунках 4.2-4.4. Рис. 4.2. Калибровочный график манометра №0. Рис. 4.3. Калибровочный график манометра №5. 48 Рис. 4.4. Калибровочный график манометра №3. 4.3 Калибровка насоса «Watson-Marlow 620Du» Данный насос был откалиброван, где график представлен на рисунке 4.5. Рис. 4.5. Калибровочный график насоса Watson-Marlow 620Du. 49 4.4 Экспериментальная установка Сначала была разработана блок-схема экспериментальной установки (рис. 4.6). Рис. 4.6. Блок-схема экспериментальной установки. Была изготовлена измерительная ячейка (рис. 4.7), которая включала в себя однородный пористый пласт толщиной h=0,15м (песок), 4 скважины (3 вертикальные и 1 горизонтальная) с радиусом r с =7,5мм, 3 манометра, флюид – вода. 50 Рис. 4.7. Измерительная ячейка. На рисунках 4.8 и 4.9 изображена экспериментальная установка с разных ракурсов. Рис. 4.8. Лабораторная установка. 51 Рис. 4.9. Лабораторная установка. Данная лабораторная установка состоит из измерительной ячейки, насоса, АЦП-ЦАП, бака с водой, компьютера и источника питания. С помощью насоса происходит периодическое нагнетание жидкости по гармоническому (синусоидальному) закону, таким образом создаются ФВД в образце. На измерительной ячейке установлены датчики давления, с этих манометров осуществляется измерение давления. Манометр посылает сигнал, который считывается аналого-цифровым преобразователем и осуществляется запись на компьютер. А цифро-аналоговый преобразователь электрически соединен с аналоговым входом насоса, таким образом представляется возможность управлять дебитом насоса с компьютера. Источник питание позволяет нам запитать манометры. 4.5 Эксперименты и результаты Было проведено 2 эксперимента с различными периодами изменения дебита. В первом эксперименте нагнетали с 3 разных вертикальных скважин, а принимающей была горизонтальная скважина. Во втором эксперименте уже 52 нагнетали в горизонтальную скважину, а исследуемыми были остальные 3 вертикальные скважины. Модель измерительной ячейки на рис. 4.10. Рис. 4.10. Модель измерительной ячейки, где: А, Б, В – вертикальные скважины; Г– горизонтальная скважина. На рисунке 4.10 представлены 4 скважины, из которых 1 горизонтальная скважина «Г» и 3 вертикальных скважины «А» «Б» «В», а также имеются краны (сливы). Краны нужны для того, чтобы реализовать полубесконечный пласт, в противном случае измерительную ячейку разорвет от большого давления. Ниже представлены результаты регистрации, полученные с манометров и насоса через АЦП. Графики представлены в программе регистрации и обработки данных GrDataN.xls, а также представлены графики зависимости давления от времени для различных периодов. Для первого эксперимента, где горизонтальная скважина «Г» была принимающая, а нагнетание происходило через вертикальные скважины «А», 53 «Б», «В», было проведено 15 замеров на разных периодах (10 с., 30 с.,60 с.,100 с. и 200 с). Графики представлены для 60 с., 100 с. и для 200 с. Остальные результаты записаны в таблице 6. 1. Период 60 с: Нагнетание происходило со скважины «А» рис. 4.11. Рис. 4.11. График зависимости изменения давления (дебита) от времени. Нагнетание происходило со скважины «Б» рис. 4.12. Рис. 4.12. График зависимости изменения давления (дебита) от времени. 54 Нагнетание происходило со скважины «В» рис. 4.13. Рис. 4.13. График зависимости изменения давления (дебита) от времени. 2. Период 100 с: Нагнетание происходило со скважины «А» рис. 4.14. Рис. 4.14. График зависимости изменения давления (дебита) от времени. 55 Нагнетание происходило со скважины «Б» рис. 4.15. Рис. 4.15. График зависимости изменения давления (дебита) от времени. Нагнетание происходило со скважины «В» рис. 4.16. Рис. 4.16. График зависимости изменения давления (дебита) от времени. 3. Период 200 с: Нагнетание происходило со скважины «А» рис. 4.17. 56 Рис. 4.17. График зависимости изменения давления (дебита) от времени. Нагнетание происходило со скважины «Б» рис. 4.18. Рис. 4.18. График зависимости изменения давления (дебита) от времени. Нагнетание происходило со скважины «В» рис. 4.19. 57 Рис. 4.19. График зависимости изменения давления (дебита) от времени. Таблица 6 Результаты обработки данных Период, с Гидропроводность, (10 -8 *м 3 )/(Па*с) Пьезопроводность, 1/с 30 А=1,49 Б=0,870 В=1,756 А=0,008 Б=0,004 В=0,009 60 А=0,551 Б=0,472 В=0,613 А=0,002 Б=0,002 В=0,002 100 А=0,373 Б=0,396 В=0,317 А=0,014 Б=0,017 В=0,013 58 Продолжение таблицы 6 200 А=0,162 Б=0,151 В=0,174 А=0,008 Б=0,008 В=0,008 Для данных периода 10 с. не представилось возможным обработать экспериментальный материал, так как данные сильно зашумлены. А для периода 30 с. данные находятся в больших погрешностях. Рис. 4.20. График зависимости пьезопроводности от периода. 59 Рис. 4.21. График зависимости гидропроводности от периода. По данным таблицы 6 можно сказать, что сигнал от вертикальных скважин «А», «Б», «В» будет распространяться по минимальному пути до горизонтальной, а доходя до горизонтальной скважины «Г», будет распространяться мгновенно. Для второго эксперимента, где вертикальные скважины «А», «Б» и «В» были принимающие, а нагнетание происходило через горизонтальную скважину «Г», было проведено 5 замеров на разных периодах (10 с., 30 с.,60 с.,100 с. и 200 с). Графики представлены для 10 с.,60 с. и для 200 с. Остальные результаты написаны в таблице 7. 1. Период 60 с: 60 Рис. 4.22. График зависимости изменения давления (дебита) от времени. 2. Период 100 с: Рис. 4.23. График зависимости изменения давления (дебита) от времени. 3. Период 200 с: 61 Рис. 4.24. График зависимости изменения давления (дебита) от времени. Для данных периода 10 с. не представилось возможным обработать экспериментальный материал, так как данные сильно зашумлены. А для периода 30 с. данные находятся в больших погрешностях. Таблица 7 Результаты обработки данных Период, с Гидропроводность, (10 -8 *м 3 )/(Па*с) Пьезопроводность, 1/с 30 А=1,046 Б=1,123 В=3,561 А=0,004 Б=0,004 В=1,387 62 Продолжение таблицы 7 60 А=0,812 Б=0,473 В=1,186 А=0,003 Б=0,002 В=0,337 100 А=0,422 Б=0,271 В=1,212 А=0,016 Б=0,009 В=1,401 200 А=0,16 Б=0,178 В=0,387 А=0,007 Б=0,008 В=0,059 Рис. 4.25. График зависимости пьезопроводности от периода. 63 Рис. 4.26. График зависимости гидропроводности от периода. По данным таблицы 7 можно сказать, что сигнал в горизонтальной скважине «Г» распространяется мгновенно, а до вертикальных скважин «А», «Б», «В» распространяется по минимальному пути, то есть для каждой скважины свой минимальный путь. 64 Заключение В процессе выполнения данной дипломной работы была разработана и протестирована лабораторная установка, которая служит для анализа взаимодействия горизонтальных и вертикальных скважин. В ходе выполнения данной работы: 1. Рассмотрены основные теоретические сведения, лежащие в основе гидродинамических методов исследования взаимодействия горизонтальных и вертикальных скважин. 2. Проведено компьютерное моделирование на программе Saphir, где было изучено взаимодействие горизонтальной и вертикальной скважины. 3. Подобрана первичная и вторичная регистрирующая аппаратура, насосное оборудование, а также полностью разработан макет рабочей лабораторной установки. 4. Полностью собрана и апробирована экспериментальная установка. Проведённые предварительные исследования показали, что лабораторная установка соответствует заявленным в задании к ВКР требованиям и позволяет детально изучать взаимодействие горизонтальных и вертикальных скважин различными гидродинамическими методами (КВД, КПД, ФВД). 65 Литература 1. Алиев З.С. Определение производительности горизонтальных скважин, вскрывших газовые и газонефтяные пласты / З.С. Алиев, В.В. Шеремет – М.: Недра, 1995, 125 c. 2. Борисов Ю.П. Добыча нефти с использованием горизонтальных и многозабойных скважин / Ю.П. Борисов – М.: Недра. – 1964, 154 с. 3. Борисов Ю.П. О притоке нефти к горизонтальным и наклонным скважинам в изотропном пласте конечной мощности / Ю.П. Борисов, В.П. Табаков – 1962. Вып. 16, 82 с. 4. Брехунцов А.М. Развитие теории фильтрации жидкости и газа к горизонтальным стволам скважин / А.М. Брехунцов – Тюмень: ОАО «СибНАЦ», 2004, 290 с. 5. Бузинов С.Н. Гидродинамические методы исследования скважин и пластов / С.Н. Бузинов, И.Д. Умрихин – М.: Недра, 1973, с.248. 6. Бузинов С.Н. Исследование нефтяных и газовых скважин и пластов / С.Н. Бузинов, И.Д. Умрихин – М.: Недра, 1984, с.265-269. 7. Волкова В.Н. Моделирование систем и процессов: учебник для академического бакалавриата / В. Н. Волкова, Г.В. Горелова, В. Н. Козлов — М.: Издательство Юрайт, 2015. — 449 с. 8. Каневская Р.Д. Математическое моделирование разработки месторождений нефти и газа с применением гидравлического разрыва пласта / Р.Д. Каневская – М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 1999. - 212 с. 66 9. Маргелов А. MLH – Новая серия датчиков давления Honeywell [Электронный ресурс] / А. Маргелов Режим доступа: http://ecworld.ru/media/bip/pdfs/margelov_ct107.pdf – (дата обращения 30.04.2018). 10. Молокович Ю.М. Релаксационная фильтрация / Ю.М. Молокович, Н.Н. Непримеров, В.И. Пикуза – Изд-во Казанского Государственного Университета, 1980. – 133с. 11. Овчинников М.Н. Интерпретация результатов исследований пластов методом фильтрационных волн давлен / М.Н. Овчинников – Казань. ЗАО «Новое знание», 2003, с.5-8. 12. Овчинников М.Н. Метод фильтрационных волн давления как средство исследования нефтяных месторождений / М.Н. Овчинников, Г.Г.Куштанова, А.Г. Гаврилов, В.Л. Одиванов – Изд-во Казанского Государственного Университета, 2008. – 7с, 148с. 13. Сенкевич Н.Г. Теоретические аспекты разработки нефтяных месторождений горизонтальными скважинами / Н.Г. Сенкевич – Тюмень. – 2001. – 97 с. 14. Черных В.А., Черных В.В. Математические модели горизонтальных и наклонных газовых скважин / В.А. Черных, В.В. Черных – М.: «Монография», 2008, 460 с. 15. Описание и технические характеристики датчиков давления MLH200PSB06A [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://sensing.honeywell.com/MLH200PSB06A-heavy-duty-pressure-transducers – свободный. – (дата посещения 20.04.2018). 16. Economaides M.J. Performance and stimulation of horizontal wells / M.J. Economaides, J.D. McLennan // World oil. – 1989. – № 6. – С. 69-72, 76. 67 17. Sagsveen P. ADC/DAC Tutorial [Электронный ресурс] / P. Sagsveen // Digi-Key Electronics – 2017. – URL: https://www.digikey.com/en/articles/techzone /2017/sep/adc-dac-tutorial (дата обращения 27.04.2018) 18. Datasheet внешний модуль Е14-440 фирмы Lcard [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.lcard.ru/download/e14_440_users_guide.pdf (дата посещения 01.05.2018). 19. Datasheet техническое описание манометров грузопоршневых МП- 60 класса точности 0,05 [Электронный ресурс] – URL: http://shatkov.nt- rt.ru/images/manuals/01_SVK_GAUGES_CARGOPISTON/SVK_MP-60(0,05) _TSP.pdf – (дата обращения 20.03.2018). 20. Datasheet техническое описание перистальтических насосов фирмы «Watson-Marlow» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.watson- marlow.com (дата обращения 03.05.2018). |