Влияние околоскважинных зон на продуктивность скважины. Влияние околоскважинных зон на продуктивность газовых скважин
 Скачать 0.5 Mb.
|
|
Влияние околоскважинных зон на продуктивность газовых скважин В работе представлены различные способы моделирования ухудшения фильтрационных свойств околоскважинной зоны и её влияние на коэффициенты гидродинамического сопротивления пласта и продуктивность газовых скважин. Фазовая проницаемость считалась зависящей не только от сжимаемости пласта и эффекта засорения, но и от градиента давления и несовершенства вскрытия пласта по толщине. I. Введение С ростом энергетических затрат России и возрастающим спросом на мировом рынке энергоресурсов возникает необходимость увеличения темпов добычи углеводородов. Большинство место- рождений России относится к категории месторождений с трудно извлекаемыми запасами или находятся в конечной стадии разработки. Разработка таких месторождений традиционными методами мало эффективна. Создание принципиально новых методов рационального извлечения углеводородов требует более глубокого понимания процессов, происходящих в пласте. В статье проведено исследование влияния околоскважинных зон (ОЗ) на продуктивность газовых скважин и коэффициенты гидродинамического сопротивления (КГС) пласта. Определение КГС является важнейшей задачей, определяющей динамику добычи газа, продуктивность и правильность интерпретации результатов гидродинамических исследований скважин. Существует много факторов, искажающих форму индикаторных кривых и вносящих погрешность в результаты определения КГС. К ним относятся: кольматация ОЗ, деформация пласта вследствие бурения, эффекты защемления газа, несовершенство вскрытия пласта и т.д. Учёт влияния этих процессов в существующих методах стационарной и нестационарной фильтрации газа ранее не производился. Для определения КГС и анализа их изменения вследствие проявления эффектов ухудшения свойств ОЗ авторами создана численная модель фильтрации газа по двучленному закону. На основе этой модели в статье проведено исследование влияния сложно построенных ОЗ на КГС и показано, что процессы ухудшения фильтрационных свойств ОЗ оказывают существенное воздействие на КГС пласта. II. Фильтрационная модель околоскважинной зоны В работе фильтрационная модель ОЗ построена на основе двучленного уравнения фильтрации газа:
с граничными условиями на забое и контуре:
где Q — продуктивность скважины, h — эффективная толщина, k — проницаемость флюида, β — параметр, зависящий от структуры порового пространства, ρатм — плотность газа при атмосферном давлении, rc — радиус скважины, rk — радиус контура, η — вязкость. Моделирование процессов, ухудшающих фильтрационные свойства ОЗ, производилось посредством представления функции фазовой проницаемости в виде: k(r,p) = k0A(r)f(p)f н (r), где функция A(r) моделирует процесс кольматации ОЗ, f(p) — влияние сжимаемости породы пласта, f н (r) — процесс осушки ОЗ. Несовершенство вскрытия пла- ста моделировалось введением зависимости эффективной толщины пласта от радиуса h(r). Влияние каждого из этих факторов на КГС рассмотрено в следующих пунктах статьи. III. Кольматация околоскважинной зоны В случае, когда пласт не подвержен техноген- ным изменениям k(r,p) = k0, уравнение фильтрации (1) легко решается аналитически и приводится к виду (3). Индикаторная кривая спрямляется в координатах Δp2/Q = f (Q) и КГС. A0, B0 определяются стандартным образом по формулам (4) и (5):
В процессе бурения частицы шлама вместе с буровым раствором проникают в околоскважинное пространство, ухудшая фильтрационные свойства коллектора, и, как следствие, оказывают влияние на КГС. В работе влияние процессов засорения моделировалось введением функции A(r) в формулу для коэффициента фазовой проницаемости газа. В этом случае уравнение фильтрации (1) также разрешается аналитически и определяются КГС через соответствующие интегральные функции (6) и (7), где rпр — радиус зоны проникновения фильтрата бурового раствора. Кроме того, определяются коэффициенты добавочного сопротивления Sa, Sb, характеризующие степень кольматации околоскважинной зоны (8-9):
Из экспериментальных исследований известно [1], что проницаемость ОЗ зависит от расстояния до скважины, и эта зависимость имеет вид кривой выпуклой к оси проницаемости. В работе влияние процессов засорения моделировалось введением функции A(r) в формулу для коэффициента фазовой проницаемости газа. Ранее радиальная зависимость проницаемости ОЗ рассматривалась в виде ступенчатой функции или в виде степенной с показателем (1; 2; 1/2) [2]. Нами же предлагается использовать функцию A(r), полученную из данных каротажа при помощи усреднения методом вероятностных сверток [3]. Такой подход к определению A(r) является более обоснованным. На рис. 1 показано сравнение предлагаемого профиля с использовавшимися ранее. Очевидно существенное отличие между ними, отражающееся на КГС. В работе построены зависимости относительных (загрязнённый / чистый) КГС и добавочных КГС от радиуса зоны кольматации для различных видов радиальной функции засорения A(r), представленных на рис. 1. Из рис. 2 и 3 видно, что вид зависимости A(r) существенно влияет как на относительные КГС, так и на добавочные КГС. Поэтому корректное определение радиального профиля засорения является важнейшей задачей. |
