Приток вязкой нефти к скважине в упругом режиме фильтрации.
Рассмотрим неустановившийся плоскорадиальный поток упругой жидкости в упругом пласте мощность h. Начальное пластовое давление pк во всем пласте одинаково и является контурным давлением. В момент t=0 пущена в эксплуатацию добывающая скважина радиусом Rс с постоянным дебитом Q 0. Требуется определить давление в любой точке r потока нефти на любой момент времени t.
В каждый момент времени весь продуктивный пласт разделяется на две области- возмущенную и невозмущенную. Граница возмущенной зоны перемещается с течением времени. Граница определяется минимальным радиусом, за пределами которого давление равно пластовому давлению.
Интегрирование уравнения (32) при обозначенных начальных граничных условиях дает следующее решение задачи:
(38)
Приведенная зависимость является основной формулой теории упругого режима фильтрации флюида в бесконечном продуктивном пласте. Эта формула обеспечивает достаточную точность расчетов на всех стадиях прцесса перераспределения давления.
Выражение , стоящее в квадратных скобках, называется интегральной показательной функцией, график которой приводится на рис. 25.
При изменении аргумента от 0 доЭта функция быстро убывает до 0.
Расход нефти в каждом цилиндрическом сечении возмущенной части пласта зависит от радиуса сечения r и времени t в соответствии со следующей зависимостью:
(39)
При исследовании неустановившихся процессов фильтрации удобно пользоваться безразмерным параметром Фурье:
(40)
Пъезометрические кривые вблизи скважины, которая эксплуатируется с постоянным дебитом, представляют собой логарифмические линии. Давление на забое падает с течением времени, а градиент давления на стенке скважины практически остается постоянным (рис. 26.)
Существует несколько приблизительных решений, определяющих закон движения границы возмущенной области в рассматриваемой задаче.
Рис. 25.График интегральной показательной функции
Эти решения получены с помощью метода последовательной смены стационарных состояний.
Если предположить, что через какое-то время после пуска скважины давление в возмущенной области пласта распределено по стационарному закону, то движение границы возмущенной области происходит в соответствии с выражением:
(40)
Выражение для определения депрессии
(41)
Выглядит следующим образом:
(42)
Рис. 26.
Погрешность , которую дает эта формула по сравнению с точным решением (38), составляет менее 7,5% при .
Другие приближенные методы определения границы возмущенной области продуктивного пласта в рассматриваемой задаче дают,например, два следующих решения:
(43)
(44)
Решение (43) по сравнению с точным решением (38) дает положительную погрешность около 5% при определении депрессии. Решение (44) дает такую же по величине отрицательную погрешность.
Для скважины, пущенной в эксплуатацию с постоянным забойным давлением pc =const, простого аналитического решения по определению отбора нефти в упругом режиме не существует. В этом случае расчет движения границы возмущенной области можно задавать следующей формулой:
(45)
Для определения дебита добывающей скважины используется зависимость, аналогичная формуле Дюпюи:
(46)
Подставляя решение (45) в формулу Дюпюи, можно найти дебит (объемный расход) скважины в любой момент времени.