Гидродинамическое совершенство скважин

Процесс течения продукции в пористой среде сопровождается определенными фильтрационными сопротивлениями, которые являются неизвестными. В призабойной зоне скважины возникают дополнительные фильтрационные сопротивления, связанные, во-первых, с наличием самой скважины и, во-вторых, с конкретным ее исполнением.

Для сравнения скважин между собой и оценки каждой конкретной скважины вводятся понятия гидродинамически совершенной скважины и гидродинамически несовершенных скважин.

На рис. 1.7 приведены схемы гидродинамически совершенной и гидродинамически несовершенных скважин.

Под гидродинамически совершенной будем понимать такую скважину, которая вскрыла продуктивный горизонт на всю его толщину h и в которой отсутствуют любые элементы крепи (обсадная колонна, цементный камень, забойные устройства), т.е. скважина с открытым забоем. При течении продукции в такую скважину фильтрационные сопротивления обусловлены только характеристикой продуктивного горизонта и являются минимально возможными (рис. 1.7 а). Большинство реальных скважин относятся к гидродинамически несовершенным. Среди гидродинамически несовершенных скважин выделяют:

1. Несовершенные по степени вскрытия — НСВ (рис. 1.7 б);

2. Несовершенные по характеру вскрытия — НХВ (рис. 1.7 в);

3. Несовершенные по степени и характеру вскрытия — НСХВ (рис. 1.7 г).

Для таких скважин в призабойной зоне возникают дополнительные фильтрационные сопротивления, определяемые видом несовершенства.

1. Для скважин, несовершенных по степени вскрытия Несовершенными по степени вскрытия называются скважины, которые вскрывают продуктивный горизонт не на всю толщину.

Введем следующие обозначения: h — толщина продуктивного горизонта, м; D_c — диаметр скважины по долоту, м; b — часть толщины продуктивного горизонта, вскрытого скважиной, м; δ — относительное вскрытие:

(1.10)

а — безразмерная толщина пласта:

(1.11)

Как

Как видно из рис. 1.7 б, дополнительные фильтрационные сопротивления для таких скважин связаны с искривлением линий тока (т.е. геометрии течения) и могут быть учтены введением их в уравнение Дюпюи.

Имеем для совершенной скважины:

(1.12)

где r_c — радиус скважины по долоту r_c=D_c /2.

Знаменатель выражения (1.12) и есть фильтрационные сопротивления R_ф при течении продукции к совершенной скважине, т.е.

(1.13)

С учетом этого выражения (1.12) запишем в виде:

(1.14)

Обозначим дополнительные фильтрационные сопротивления через R _доп. По аналогии с (1.13) запишем:

(1.15)

где С₁ — некоторый коэффициент, учитывающий возрастание фильтрационных сопротивлений за счет изменения геометрии течения продукции к несовершенной по степени вскрытия скважине.

Дебит несовершенной по степени вскрытия скважины обозначим через Q _нсв:

или

(1.16)

Выражение (1.16) может быть использовано для расчета дебита несовершенных по степени вскрытия скважин. При этом дополнительные фильтрационные сопротивления учитываются коэффициентом С₁, определяемым по

(1.17)

специальным графикам (например, по графикам В.И. Щурова).