Page tree

Versions Compared

Key

  • This line was added.
  • This line was removed.
  • Formatting was changed.


Mathematical model of well-reservoir contact.

See also

...

Petroleum Industry / Upstream / Well / Well-Reservoir Contact (WRC)

...

Show If
groupeditors
Panel
bgColor#FFDFDD
Expand
titleEditor

Модель скважинного притока и закачки


Удельный дебит фазы 

LaTeX Math Inline
body\alpha = \{ w, o, g \}
 пластового флюида в скважину или закачки флюида в пласт через точечный элемент контакта скважины и пласта задается формулами:

LaTeX Math Block
anchor8IL5Q
alignmentleft
\frac{dq_w}{dh} = \frac{dV_w}{dt \ dh} = T_h \cdot M_w \cdot (P_{ew} - P_{wf})
LaTeX Math Block
anchor62XI9
alignmentleft
\frac{dq_o}{dh} = \frac{dV_o}{dt \ dh} = T_h \cdot M_o \cdot (P_{eo} - P_{wf})
LaTeX Math Block
anchorKVU3K
alignmentleft
\frac{dq_g}{dh} = \frac{dV_g}{dt \ dh} = T_h \cdot M_g \cdot (P_{eg} - P_{wf})

где 

LaTeX Math Inline
bodyT_h
 – удельная продуктивность контакта скважины с пластом (см. ниже), 

LaTeX Math Inline
bodyM_\alpha(h) = \frac{k_{r\alpha}}{\mu_\alpha}
 – относительная фазовая подвижность 
LaTeX Math Inline
body\alpha
-фазы флюида в пласте, 

LaTeX Math Inline
bodyP_{e\alpha}(t, h)
 – пластовое давление  
LaTeX Math Inline
body\alpha
-фазы флюида на контуре питания 
LaTeX Math Inline
bodyr_e
 (определяемое режимом течения в окрестности скважины), 

LaTeX Math Inline
bodyP_{wf}(t, h)
 – забойное давление на контакте скважины и пласта.


Устьевые дебиты скважины на сепараторе  определяются по профилю притока / закачки вдоль пластопересечения (контакта ствола и пласта) по следующим формулам:

LaTeX Math Block
anchorqW
alignmentleft
q_W(t) = \int_{\Gamma_{WRC}} \ \bigg( \frac{1}{B^S_w} \frac{dq_w}{dh} \bigg) dh = \int_{\Gamma_{WRC}}  \bigg(      

\frac{M_w (P_{ew} - P_{wf})}{B^S_w} 

\bigg)  T_h  dh  
LaTeX Math Block
anchorqO
alignmentleft
q_O(t) = \int_{\Gamma_{WRC}} \ \bigg( \frac{1}{B^S_o} \frac{dq_o}{dh} + \frac{R_v}{B^S_g} \frac{dq_g}{dh} \bigg) dh =
 \int_{\Gamma_{WRC}}  \bigg(      

\frac{M_o (P_{eo} - P_{wf})}{B^S_o} 
+ \frac{R_v M_g (P_{eg} - P_{wf})}{B^S_g}

\bigg)  T_h  dh 
LaTeX Math Block
anchorqG
alignmentleft
q_G(t) = \int_{\Gamma_{WRC}} \ \bigg( \frac{1}{B^S_g} \frac{dq_g}{dh} + \frac{R_s}{B^S_o} \frac{dq_o}{dh}  \bigg) dh =
 \int_{\Gamma_{WRC}}  \bigg(      

\frac{M_g (P_{eg} - P_{wf})}{B^S_g} 
+ \frac{R_s M_o (P_{eo} - P_{wf})}{B^S_o}

\bigg)  T_h  dh 

где

 

LaTeX Math Inline
bodyB_w^{S} =\frac{V_w}{V_{Ww}^S} =\frac{V_w}{V_{Ww}^{\LARGE \circ}} \frac{V_{Ww}^{\LARGE \circ}}{V_{Ww}^S} = \frac{B_w(P,T)}{B_w(P^S,T^S)}
 – объемный коэффициент водяной фазы на сепараторе,

LaTeX Math Inline
bodyB_o^{S} = \frac{V_o}{V_{Oo}^S} =\frac{V_o}{V_{Oo}^{\LARGE \circ}} \frac{V_{Oo}^{\LARGE \circ}}{V_{Oo}^S} = \frac{B_o(P,T)}{B_o(P^S,T^S)}
 – объемный коэффициент нефтяной фазы на сепараторе,

LaTeX Math Inline
bodyB_g^{S} = \frac{V_g}{V_{Gg}^S} =\frac{V_g}{V_{Gg}^{\LARGE \circ}} \frac{V_{Gg}^{\LARGE \circ}}{V_{Gg}^S} = \frac{B_g(P,T)}{B_g(P^S,T^S)}
 – объемный коэффициент газовой фазы на сепараторе

и интегрирование ведется по всей длине контакта скважины с пластом 

LaTeX Math Inline
body\Gamma_{ WRC}
.


Anchor
WFC
WFC

Удельная продуктивность контакта


Удельная продуктивность контакта скважины с пластом 

LaTeX Math Inline
bodyT_h
 определяется в зависимости от типа течения.

Ниже представлены популярные виды течения в окрестности скважины:

  • Модель стационарного радиального матричного притока в вертикальную скважину

Модель радиального матричного притока в вертикальную скважину


LaTeX Math Block
anchorSICH9
alignmentleft
T_h =  \frac{2 \pi \ k_{\perp} }{ \ln \frac{r_e}{r_w} - \epsilon + S}

где

LaTeX Math Inline
bodyk_{\perp} = \sqrt{k_{\perp 1} \ k_{\perp 2}}
 – средняя проницаемость призабойной зоны пласта в трансверсальной к контакту скважины и пласта плоскости,

LaTeX Math Inline
body\{ k_{\perp 1}, k_{\perp 2} \}
 – проницаемость  в перпендикулярных направлениях к траектории контакта скважины и пласта,  

LaTeX Math Inline
bodyr_w
 – радиус открытого ствола скважины по долоту, 

LaTeX Math Inline
bodyr_e
 – удаление  контура питания,  

 

LaTeX Math Inline
bodyS
 – скин-фактор призабойной зоны, 

LaTeX Math Inline
body\epsilon = 1/2
  для стационарного режима течения (постоянное давления на контуре питания) 

и 

LaTeX Math Inline
body\epsilon = 3/4
 для псевдо-стационарного режима течения  (отсутствие потока давления на контуре питания).


Модель фракционного потока


Модель фракционного потока предполагает постоянство параметров потока вдоль контакта длинной 

LaTeX Math Inline
bodyh
  и пренебрегает капиллярными силами

LaTeX Math Block
anchor1
alignmentleft
P_{e}= P_{ew}= P_{eo}=P_{eg}


В этом случае уравнения 

LaTeX Math Block Reference
anchorqW
 – 
LaTeX Math Block Reference
anchorqG
 сводятся к следующим уравнениям:


LaTeX Math Block
anchorT902L
alignmentleft
q_W(t) =   \bigg( \frac{M_w }{B^S_w} \bigg) \  T_h \ h \ (P_{e} - P_{wf})  
LaTeX Math Block
anchor39D4J
alignmentleft
q_O(t) = \bigg(  \frac{M_o }{B^S_o} + \frac{R_v M_g }{B^S_g} \bigg) \ T_h \ h \ (P_{e} - P_{wf})
LaTeX Math Block
anchorAE16L
alignmentleft
q_G(t) = \bigg(  \frac{M_g }{B^S_g} + \frac{R_s M_o }{B^S_o} \bigg) \ T_h \ h \ (P_{eg} - P_{wf}) 


Обводненность добываемой на сепараторе продукции может быть приближенно оценена по упрощенной формуле

LaTeX Math Block
anchorYw
alignmentcenter
Y_w(s_w, s_g) = \frac{q_W}{q_W+q_O} = \bigg( 1+  \frac{M_{ro}}{M_{rw}} \frac{B^S_w}{B^S_o} \bigg)^{-1} = \bigg( 1+  \frac{k_{ro}}{k_{rw}}  \ \frac{\mu_w}{\mu_o} \  \frac{B^S_w}{B^S_o} \bigg)^{-1}


При пренебрежении гравитационным фактором  (связанным с разновысотностью контура питания и местоположением скважины)  и капиллярным давлением на границе фаз нефть-газ газовый фактор на сепараторе может быть  приближенно оценен по упрощенной формуле

LaTeX Math Block
anchorGOR
alignmentcenter
GOR(s_w, s_g) = \frac{q_G}{q_O} =   \frac{M_{rg}}{M_{ro}} \frac{B^S_o}{B^S_g}  =   \frac{k_{rg}}{k_{ro}}  \ \frac{\mu_o}{\mu_g} \  \frac{B^S_o}{B^S_g} 


Формулы 

LaTeX Math Block Reference
anchorYw
 и 
LaTeX Math Block Reference
anchorGOR
 используются для

  • оценки обводненности и газового фактора на сепараторе при заданных насыщенностях на контуре питания
  • оценки насыщенности на контуре питания при заданных обводненности и газового фактора на сепараторе

и как правило не применяются в численных схемах моделирования притока в скважину в силу своего приближенного характера.

References



Multiphase Flow Calculator  –  мультифазный Excel калькулятор для расчета дебитов воды, нефти и газа, обводненности, газового фактора и выработки по заданной насыщенности пласта, PVT, ОФП

...