Tính toán tốc độ dòng khí. Tính toán lưu lượng giếng. Quy trình tính toán giếng

Vladimir Khomutko

Thời gian đọc: 4 phút

A A

Phương pháp tính lưu lượng dầu

Khi xác định năng suất, tốc độ dòng chảy của nó được xác định, đây là một chỉ số rất quan trọng khi tính toán năng suất theo kế hoạch.

Tầm quan trọng của chỉ số này khó có thể được đánh giá quá cao, vì nó được sử dụng để xác định xem liệu nguyên liệu thô thu được từ một địa điểm cụ thể có bù đắp được chi phí phát triển của nó hay không.

Có một số công thức và phương pháp để tính toán chỉ số này. Nhiều doanh nghiệp sử dụng công thức của kỹ sư người Pháp Dupuis, người đã dành nhiều năm nghiên cứu nguyên lý chuyển động nước ngầm. Sử dụng các tính toán bằng phương pháp này, khá đơn giản để xác định xem có nên phát triển một phần cụ thể của lĩnh vực này theo quan điểm kinh tế hay không.

Trong trường hợp này, tốc độ dòng chảy là thể tích chất lỏng mà giếng cung cấp trong một khoảng thời gian nhất định.

Điều đáng nói là các thợ mỏ thường bỏ qua việc tính toán chỉ số này khi lắp đặt thiết bị khai thác, nhưng điều này có thể dẫn đến hậu quả rất nghiêm trọng. Giá trị tính toán xác định lượng dầu được sản xuất có một số phương pháp xác định mà chúng ta sẽ thảo luận sau.

Chỉ báo này thường được gọi theo cách khác là "hiệu suất máy bơm", nhưng định nghĩa này không mô tả chính xác giá trị kết quả, vì các đặc tính của máy bơm có lỗi riêng. Về vấn đề này, thể tích chất lỏng và khí được xác định bằng tính toán trong một số trường hợp khác rất nhiều so với khối lượng đã công bố.

Nói chung, giá trị của chỉ số này được tính toán để lựa chọn thiết bị bơm. Sau khi xác định trước năng suất của một khu vực nhất định bằng tính toán, có thể loại bỏ các máy bơm không phù hợp với thông số của chúng ở giai đoạn lập kế hoạch phát triển.

Việc tính toán giá trị này là cần thiết đối với bất kỳ doanh nghiệp khai thác mỏ nào, vì các khu vực chứa dầu có năng suất thấp có thể đơn giản là không có lãi và sự phát triển của chúng sẽ không có lãi. Ngoài ra, việc lựa chọn thiết bị bơm không đúng do tính toán không đúng thời hạn có thể dẫn đến việc doanh nghiệp bị lỗ đáng kể thay vì lợi nhuận như kế hoạch.

Một lần nữa yếu tố quan trọng, chỉ ra rằng việc tính toán như vậy là bắt buộc đối với từng giếng cụ thể, thực tế là ngay cả tốc độ dòng chảy của các giếng đang hoạt động gần đó cũng có thể khác biệt đáng kể so với tốc độ dòng chảy của giếng mới.

Thông thường, sự khác biệt đáng kể như vậy được giải thích giá trị cụ thể số lượng thay thế vào công thức. Ví dụ, khả năng thấm của hệ tầng có thể có sự khác biệt đáng kể tùy thuộc vào độ sâu của lớp sản xuất và khả năng thấm của hệ tầng càng thấp thì năng suất của địa điểm càng thấp và tất nhiên, lợi nhuận của nó càng thấp.

Tính toán tốc độ dòng chảy không chỉ giúp ích khi lựa chọn thiết bị bơm, nhưng cho phép bạn xác định nơi tối ưu khoan một cái giếng.

Lắp đặt một giàn khai thác mới là một công việc mạo hiểm vì ngay cả nhà địa chất có trình độ nhất cũng không thể hiểu hết mọi bí mật của trái đất.

Hiện nay có rất nhiều loại thiết bị chuyên nghiệp phục vụ sản xuất dầu mỏ, nhưng để làm được sự lựa chọn đúng đắn, trước tiên bạn phải xác định tất cả các thông số khoan cần thiết. Tính toán chính xác các tham số như vậy sẽ cho phép bạn chọn bộ làm việc tối ưu sẽ hiệu quả nhất cho địa điểm có năng suất cụ thể.

Phương pháp tính chỉ số này

Như chúng tôi đã nói trước đó, có một số phương pháp để tính chỉ số này.

Thông thường, hai phương pháp được sử dụng - phương pháp tiêu chuẩn và sử dụng công thức Dupuis đã đề cập ở trên.

Điều đáng nói ngay là phương pháp thứ hai, mặc dù phức tạp hơn, nhưng mang lại nhiều lợi ích hơn. kết quả chính xác, vì kỹ sư người Pháp đã dành cả cuộc đời mình để nghiên cứu lĩnh vực này, do đó công thức của ông sử dụng nhiều tham số hơn phương pháp tiêu chuẩn. Tuy nhiên, chúng tôi sẽ xem xét cả hai phương pháp.

Tính toán tiêu chuẩn

Kỹ thuật này dựa trên công thức sau:

D = H x V / (Hd – Hst), trong đó

D là lưu lượng giếng;

H là chiều cao cột nước;

V – hiệu suất bơm;

Нд – mức độ năng động;

Nst – mức tĩnh.

Trong trường hợp này, khoảng cách từ mức ban đầu được lấy làm chỉ báo về mức tĩnh nước ngầmđến các lớp đất ban đầu, giá trị tuyệt đối được dùng làm mức động, được xác định bằng cách đo mực nước sau khi bơm ra bằng dụng cụ đo.

Có một khái niệm về tốc độ dòng chảy tối ưu của phần chứa dầu của mỏ. Nó được xác định vừa để xác định mức độ suy thoái chung của một giếng cụ thể, vừa để xác định toàn bộ quá trình hình thành năng suất nói chung.

Công thức tính mức giảm trung bình ngụ ý giá trị áp suất đáy hố Pzab = 0. Tốc độ dòng chảy của một giếng cụ thể, được tính cho chỉ báo giảm tối ưu, là giá trị tối ưu chỉ số này.

Áp lực cơ học và vật lý lên thành hệ có thể dẫn đến sự sụp đổ của một số bộ phận của thành bên trong giếng. Kết quả là tốc độ dòng chảy tiềm năng thường phải giảm một cách máy móc, để không làm gián đoạn quá trình sản xuất không bị gián đoạn và duy trì độ bền và tính toàn vẹn của thành thân cây.

Như bạn có thể thấy, công thức tiêu chuẩn là đơn giản nhất, do đó nó cho kết quả có một lỗi khá đáng kể. Để có được kết quả chính xác và khách quan hơn, nên sử dụng công thức Dupuis, tuy phức tạp hơn nhưng chính xác hơn nhiều, có tính đến số lượng lớn hơn các thông số quan trọng của một khu vực cụ thể.

Tính toán theo Dupuis

Điều đáng nói là Dupuis không chỉ là một kỹ sư có trình độ mà còn là một nhà lý thuyết xuất sắc.

Ông đã rút ra không chỉ một mà là hai công thức, công thức đầu tiên được sử dụng để xác định độ dẫn thủy lực tiềm năng và năng suất cho thiết bị bơm và hình thành ổ chứa dầu, công thức thứ hai cho phép tính toán cho các máy bơm và mỏ không lý tưởng, dựa trên thực tế của chúng. năng suất.

Vì vậy, hãy xem công thức đầu tiên của Dupuy:

N0 = kh / ub * 2∏ / ln(Rk/rc), trong đó

N0 là chỉ tiêu năng suất tiềm năng;

Kh/u - hệ số dẫn thủy lực của hệ tầng chứa dầu;

b - hệ số có tính đến sự giãn nở về thể tích;

∏ là số Pi = 3,14;

Rk là giá trị bán kính công suất của vòng lặp;

Rc là giá trị bán kính bit được đo trên toàn bộ khoảng cách tới hệ tầng sản xuất đã mở.

Công thức Dupuy thứ hai:

N = kh/ub * 2∏ / (ln(Rk/rc)+S, trong đó

N là chỉ tiêu năng suất thực tế;

S được gọi là yếu tố da, quyết định khả năng lọc của dòng chảy.

Các tham số còn lại được giải mã tương tự như trong công thức đầu tiên.

Công thức Dupuis thứ hai để xác định năng suất thực tế của một khu vực chứa dầu cụ thể hiện được hầu hết các công ty sản xuất sử dụng.

Điều đáng nói là để tăng năng suất của ruộng, trong một số trường hợp, họ sử dụng công nghệ bẻ gãy thủy lực của hệ thống sản xuất, bản chất của công việc này là sự hình thành cơ học các vết nứt trên đó.

Đôi khi có thể thực hiện cái gọi là điều chỉnh cơ học tốc độ dòng dầu trong giếng. Nó được thực hiện bằng cách tăng áp lực đáy giếng, dẫn đến giảm mức sản lượng và thể hiện khả năng thực tế của từng đoạn chứa dầu trên mỏ.

Ngoài ra, để tăng tốc độ dòng chảy, xử lý axit nhiệt cũng được sử dụng.

Với sự giúp đỡ giải pháp khác nhau chứa chất lỏng có tính axit, chúng làm sạch đá khỏi cặn nhựa, muối và các hóa chất khác hình thành trong quá trình khoan và vận hành gây cản trở chất lượng và phát triển hiệu quả hình thành năng suất.

Đầu tiên, chất lỏng có tính axit được đổ vào giếng cho đến khi nó lấp đầy khu vực phía trước hệ tầng đang được phát triển. Sau đó van đóng lại và dưới áp suất, dung dịch này đi sâu hơn. Phần còn lại của dung dịch này được rửa sạch bằng dầu hoặc nước sau khi tiếp tục sản xuất hydrocarbon.

Điều đáng nói là sự sụt giảm năng suất tự nhiên mỏ dầuở mức 10 đến 20 phần trăm mỗi năm, nếu chúng ta tính từ các giá trị ban đầu của chỉ số này thu được tại thời điểm bắt đầu sản xuất. Các công nghệ được mô tả ở trên giúp tăng cường độ sản xuất dầu tại mỏ.

Tốc độ dòng chảy phải được tính toán sau một khoảng thời gian nhất định. Điều này giúp hình thành chiến lược phát triển của bất kỳ công ty sản xuất dầu hiện đại nào cung cấp nguyên liệu thô cho các doanh nghiệp sản xuất các sản phẩm dầu mỏ khác nhau.

Tốc độ dòng chảy giếng là thông số giếng chính, cho biết lượng nước có thể thu được từ nó trong một khoảng thời gian nhất định. Giá trị này được đo bằng m 3 /ngày, m 3 /giờ, m 3 /phút. Do đó, tốc độ dòng chảy của giếng càng lớn thì năng suất của nó càng cao.

Trước hết, bạn cần xác định tốc độ dòng chảy của giếng để biết bạn có thể tin cậy vào bao nhiêu chất lỏng. Ví dụ, có đủ nước để sử dụng liên tục trong phòng tắm, trong vườn để tưới nước, v.v. Ngoài ra, thông số này giúp ích rất nhiều trong việc lựa chọn máy bơm cấp nước. Vì thế, càng lớn thì máy bơm càng hiệu quả có thể được sử dụng. Nếu bạn mua máy bơm mà không chú ý đến tốc độ dòng chảy của giếng, có thể máy sẽ hút nước ra khỏi giếng nhanh hơn lượng nước được lấp đầy.

Mực nước tĩnh và động

Để tính lưu lượng giếng cần biết mực nước tĩnh và mực nước động. Giá trị đầu tiên cho biết mực nước ở trạng thái bình tĩnh, I E. vào thời điểm nước chưa được bơm ra ngoài. Giá trị thứ hai xác định mực nước ổn định trong khi máy bơm đang chạy, I E. khi tốc độ bơm của nó bằng tốc độ lấp đầy giếng (nước ngừng giảm). Nói cách khác, tốc độ dòng chảy này phụ thuộc trực tiếp vào hiệu suất của máy bơm, được ghi rõ trong hộ chiếu của nó.

Cả hai chỉ số này đều được đo từ mặt nước đến bề mặt trái đất. Đơn vị đo thường được lựa chọn nhất là mét. Vì vậy, ví dụ, mực nước được cố định ở mức 2 m và sau khi bật máy bơm, nó ổn định ở mức 3 m, do đó mực nước tĩnh là 2 m và mực nước động là 3 m.

Tôi cũng muốn lưu ý ở đây rằng nếu chênh lệch giữa hai giá trị này không đáng kể (ví dụ: 0,5-1 m), thì chúng ta có thể nói rằng tốc độ dòng chảy của giếng lớn và rất có thể cao hơn hiệu suất của máy bơm.

Tính toán lưu lượng giếng

Tốc độ dòng chảy của giếng được xác định như thế nào? Điều này đòi hỏi một máy bơm hiệu suất cao và một bình chứa đo lượng nước được bơm ra, tốt nhất là càng nhiều càng tốt. kích thước lớn. Tốt hơn là nên xem xét việc tính toán bằng một ví dụ cụ thể.

Đầu vào 1:

• Độ sâu giếng - 10 m.

• Bắt đầu cấp độ của vùng lọc (vùng lấy nước từ tầng ngậm nước) - 8 mét.

• Mực nước tĩnh - 6 m.

• Chiều cao cột nước trong ống là 10-6 = 4m.

• Mực nước động - 8,5 m. Giá trị này phản ánh lượng nước còn lại trong giếng sau khi bơm 3 m 3 nước từ giếng, với thời gian dành cho việc này là 1 giờ. Nói cách khác, 8,5 m là mực nước động với dòng chảy 3 m 3 / giờ, giảm 2,5 m.

Tính toán 1:

Lưu lượng giếng được tính theo công thức:

D sk = (U/(H din -N st)) H in = (3/(8.5-6))*4 = 4,8 m 3 /h,

Phần kết luận: tốc độ dòng chảy giếng là 4,8 m3/giờ.

Tính toán được trình bày rất thường được sử dụng bởi các thợ khoan. Nhưng nó mang một lỗi rất lớn. Vì tính toán này giả định rằng mực nước động sẽ tăng tỷ lệ thuận với tốc độ bơm nước. Ví dụ, khi bơm nước tăng lên 4 m 3 /h, theo ông, mực nước trong đường ống giảm đi 5 m, nhưng điều này không đúng. Vì vậy, có một phương pháp chính xác hơn là đưa các thông số của lượng nước vào thứ hai vào tính toán để xác định tốc độ dòng chảy cụ thể.

Những gì bạn nên làm? Sau lần lấy nước đầu tiên và đọc dữ liệu (tùy chọn trước đó), cần phải để nước lắng xuống và trở về mức tĩnh. Sau đó, bơm nước ra với tốc độ khác, chẳng hạn như 4 m 3 / giờ.

Đầu vào 2:

• Các thông số giếng đều giống nhau.

• Mực nước động - 9,5 m. Với cường độ lấy nước là 4 m 3 /h.

Tính toán 2:

Lưu lượng riêng của giếng được tính theo công thức:

D y = (U 2 -U 1)/(h 2 -h 1) = (4-3)/(3,5-2,5) = 1 m 3 /h,

Kết quả là, việc tăng mực nước động thêm 1 m sẽ góp phần làm tăng tốc độ dòng chảy thêm 1 m 3 / h. Nhưng điều này chỉ được thực hiện với điều kiện máy bơm được đặt không thấp hơn điểm bắt đầu của vùng lọc.

Tốc độ dòng chảy thực tế ở đây được tính bằng công thức:

D sk = (N f -N st) D y = (8-6) 1 = 2 m 3 / h,

• Hf = 8 m- sự bắt đầu của mức độ của vùng lọc.

Phần kết luận: tốc độ dòng chảy giếng là 2 m 3 / giờ.

Sau khi so sánh, rõ ràng tốc độ dòng chảy của giếng, tùy theo phương pháp tính toán, chênh lệch nhau hơn 2 lần. Nhưng phép tính thứ hai cũng không chính xác. Tốc độ dòng chảy giếng tính toán thông qua tốc độ dòng chảy cụ thể chỉ gần với giá trị thực.

Các cách để tăng sản lượng giếng

Để kết luận, tôi muốn đề cập đến cách bạn có thể tăng tốc độ dòng chảy của giếng. Về cơ bản có hai cách. Cách đầu tiên là làm sạch đường ống sản xuất và bộ lọc trong giếng. Thứ hai là kiểm tra chức năng của máy bơm. Đột nhiên, chính vì điều này mà lượng nước sản xuất giảm đi.

TÍNH TOÁN SẢN XUẤT Giếng KHÍ CÓ ĐẦU NGANG Ushakova A.V.

Ushakova Anastasia Vadimovna - nghiên cứu sinh, Khoa Phát triển và Vận hành các mỏ Dầu khí, Đại học Công nghiệp Tyumen, Tyumen

Tóm tắt: Để chứng minh chế độ vận hành của giếng và dự đoán các thông số phát triển, trước hết cần tính toán năng suất của giếng - thiết lập mối quan hệ giữa lưu lượng giếng và độ sụt. Tốc độ dòng chảy của giếng, cũng như độ sâu của hệ tầng mà dự kiến ​​khoan, ảnh hưởng đến thiết kế giếng; Ngoài ra, khi lựa chọn thiết kế cần đảm bảo giá trị tối thiểu tổn thất áp suất dọc theo thùng. Trong trường hợp giếng nằm ngang (phẳng), tổn thất áp suất cũng xuất hiện ở phần nằm ngang của giếng. Bài viết này mô tả các loại lực cản thủy lực chính gặp phải khi khí di chuyển đến giếng ngang và cung cấp các phương pháp tính toán đặc tính dòng chảy vào và tốc độ dòng chảy của giếng ngang.

Từ khóa: giếng khí nằm ngang, đường cong dòng vào, tổn thất áp suất.

Vấn đề về dòng khí vào giếng ngang đã được Z.S. Aliev, V.V. Sheremet, V.A. Chernykh, Sokhoshko S.K. , Telkov A.P. .

Những khó khăn chính trong giải pháp phân tích cho các vấn đề về dòng chảy vào giếng ngang có liên quan đến mối quan hệ phi tuyến tính giữa gradient áp suất và tốc độ lọc, cũng như việc xác định tổn thất ma sát trong quá trình chuyển động của khí và hỗn hợp khí-ngưng tụ trong giếng ngang, đặc biệt là ở tốc độ dòng chảy đáng kể và chiều dài Thân cây

Sokhoshko S.K. xác định 3 nhóm công việc dành cho năng suất của giếng khí ngang:

1 Quyết định tương đối chính xác về dòng khí đi vào giếng ngang với mối quan hệ tuyến tính giữa gradient áp suất và tốc độ lọc;

2. Lời giải gần đúng cho bài toán dòng khí đi vào giếng nằm ngang có quan hệ phi tuyến giữa gradient áp suất và tốc độ lọc;

3 Lời giải số chính xác của bài toán đưa khí vào giếng ngang theo định luật lọc phi tuyến đặt ra trong công trình và định luật tuyến tính;

Nhược điểm của các công trình này là chúng giả định áp suất đáy giếng không đổi dọc theo chiều dài của giếng ngang và cũng không tính đến ảnh hưởng của áp lực đầu giếng đến năng suất của giếng ngang. Kết quả là đã thu được mối quan hệ trực tiếp giữa năng suất và chiều dài của mặt cắt ngang.

Tuy nhiên, nhiều nhà nghiên cứu cho rằng sơ đồ tính toán hiệu suất này về cơ bản là không chính xác. Đối với giếng ngang, kiến ​​thức về phân bố áp suất đáy dọc theo thân giếng quan trọng hơn so với giếng thẳng đứng. Điều này là do diện tích vùng thoát nước trong giếng ngang lớn hơn so với giếng dọc.

Một trong những giải pháp có tính đến sự thay đổi áp suất đáy hố khi tính toán năng suất được đưa ra bởi Z.S. Aliyev và A.D. Sedykh. Ngoài ra, giải pháp cho đặc tính dòng chảy vào lần đầu tiên có tính đến tất cả các loại lực cản thủy lực, bao gồm sức cản cục bộ của các lỗ thủng, vị trí và mật độ của chúng, cũng như tính đến góc nghiêng của giếng khí nằm ngang, là thu được bởi S.K. Sokhoshko. .

| 37 | Đổi mới hiện đại số 2(30) 2018

Thư mục

1. Aliev Z.S., Sheremet V.V. Xác định năng suất của các giếng ngang xuyên qua các thành tạo khí và dầu khí M.: Nedra, 1995.

Các phương pháp xác định tốc độ dòng khan tối đa của giếng khí khi có màn hình và giải thích kết quả nghiên cứu các giếng đó chưa được phát triển đầy đủ. Cho đến nay, câu hỏi về khả năng tăng tốc độ dòng chảy khan tối đa của giếng khai thác các thành tạo chứa khí bằng nước đáy bằng cách tạo ra màn chắn nhân tạo cũng chưa được nghiên cứu đầy đủ. Ở đây chúng tôi trình bày một giải pháp phân tích cho vấn đề này và xem xét trường hợp khi một giếng không hoàn hảo xuyên qua một hệ tầng dị hướng đồng nhất với nước ở đáy và được vận hành với sự có mặt của màn chắn không thấm nước. Một phương pháp gần đúng đã được phát triển để tính toán tốc độ dòng chảy khan tối đa của các giếng khí thẳng đứng theo định luật lọc phi tuyến, do có màn chắn đáy không thể xuyên thủng. Người ta đã chứng minh rằng giá trị của tốc độ dòng khan tối đa không chỉ phụ thuộc vào kích thước của màn chắn mà còn phụ thuộc vào vị trí thẳng đứng của nó trong hệ tầng bão hòa khí; vị trí màn hình tối ưu đã được xác định, đặc trưng cho tốc độ dòng chảy tối đa cao nhất. Tính toán thực tế được thực hiện bằng cách sử dụng các ví dụ cụ thể.

phương pháp tính toán

tốc độ dòng khan

giếng đứng

khí tốt

1. Karpov V.P., Sherstnykov V.F. Bản chất của độ thấm pha theo dữ liệu hiện trường. NTS cho sản xuất dầu. – M.: GTTI. – Số 18. – Trang 36-42.

2. Telkov A.P. Động lực học chất lỏng ngầm. – Ufa, 1974. – 224 tr.

3. Telkov A.P., Grachev S.I. và các vấn đề khác Đặc điểm phát triển mỏ dầu khí (Phần II). – Tyumen: từ UNOPIKBS-T, 2001. – 482 tr.

4. Telkov A.P., Stklyanin Yu.I. Sự hình thành nón nước trong quá trình sản xuất dầu khí. – M.: Nedra, 1965.

5. Stklyanin Yu.I., Telkov A.P. Dòng chảy vào cống nằm ngang và giếng không hoàn hảo trong bể chứa dị hướng dạng dải. Tính toán tốc độ dòng khan tối đa. PMTF NHƯ Liên Xô. – Số 1. – 1962.

Bài viết này cung cấp một giải pháp phân tích cho vấn đề này và xem xét trường hợp một giếng không hoàn hảo xuyên qua một hệ tầng dị hướng đồng nhất với nước ở đáy và được vận hành với sự có mặt của màn chắn không thấm nước (Hình 1). Chúng tôi tin rằng khí là có thật, khí chuyển động ổn định và tuân theo định luật lọc phi tuyến.

Hình.1. Sơ đồ ba vùng dẫn khí đến giếng không hoàn hảo bằng màn hình

Dựa vào các điều kiện đã được chấp nhận, phương trình lượng khí vào giếng lần lượt ở các đới I, II, III sẽ có dạng:

; ; (2)

; ; , (3)

trong đó a và b được xác định bởi các công thức. Các ký hiệu còn lại được thể hiện trong sơ đồ (xem Hình 1). Các phương trình (2) và (3) trong trường hợp này mô tả dòng chảy vào các giếng được mở rộng tương ứng với bán kính rе và (rе+ho).

Điều kiện ổn định tại bề mặt phân cách khí-nước (xem dòng CD) theo định luật Pascal sẽ được viết bằng phương trình

trong đó ρв là mật độ của nước, là áp suất mao quản là hàm số của độ bão hòa với nước ở bề mặt phân cách khí-nước.

Giải chung (1)-(3), sau một loạt biến đổi, ta thu được phương trình dòng vào

Từ nghiệm chung của (2) và (4), chúng ta thu được phương trình bậc hai cho tốc độ dòng giới hạn không thứ nguyên, một trong các nghiệm của phương trình này, có tính đến (7) và sau một loạt các phép biến đổi, được biểu thị bằng biểu thức:

Ở đâu (7)

(8)

Việc chuyển sang tốc độ dòng khan giới hạn chiều được thực hiện theo các công thức:

(9)

đâu là áp suất trung bình có trọng số trong bình chứa khí.

Bảng 1

Giá trị khả năng chống lọc do màn lọc ở phía dưới

Điện trở lọc bổ sung Và , do có màn hình, được tính toán trên máy tính bằng công thức (6), được lập bảng (Bảng 1) và trình bày dưới dạng biểu đồ (Hình 2). Hàm (6) được tính toán trên máy tính và được biểu diễn bằng đồ họa tại (Hình 3). Độ sụt tối đa có thể được thiết lập bằng phương trình dòng chảy vào (4.4.4) tại Q=Qpr.

Hình 2. Điện trở lọc Và , gây ra bởi màn chắn ở bề mặt phân cách khí-nước ổn định

Hình 3. Sự phụ thuộc của tốc độ dòng giới hạn không thứ nguyên qpr vào độ mở tương đối tại các tham số ρ=1/æ* và α

Hình 3 cho thấy sự phụ thuộc của tốc độ dòng chảy tối đa không thứ nguyên q vào mức độ mở tại các tham số Re và α. Các đường cong cho thấy rằng với kích thước màn hình ngày càng tăng (<20) безводные дебиты увеличиваются. Максимум на кривых соответствует оптимальному вскрытию пласта, при котором можно получить наибольший предельный безводный дебит для заданного размера экрана. С увеличением параметра ρ=1/æ* (уменьшением анизотропии) предельный безводный дебит увеличивается, а уменьшение безводного дебита для малых вскрытий объясняется увеличением фильтрационных сопротивлений, обусловленных экраном на забое.

Ví dụ. Nắp bình xăng tiếp xúc với nước phía dưới bị thoát nước. Cần xác định: tốc độ dòng chảy tối đa của giếng khí, hạn chế sự xuyên thủng của GWK xuống đáy và tốc độ dòng chảy tối đa khi có màn chắn không thể xuyên thủng.

Số liệu ban đầu: Rpl=26,7 MPa; K=35,1·10-3 µm2; Ro=300 m; ho=7,2 m; = 0,3; =978 kg/m3; =210 kg/m3 (trong điều kiện hồ chứa); æ*=6,88; = 0,02265 MPa s (trong điều kiện hồ chứa); Tm=346 K; Tst=293 K; Chuột=0,1013 MPa; rе=ho=7,2 m và rе=0,5ho=3,6 m.

Xác định tham số vị trí

Từ các biểu đồ, chúng ta tìm thấy tốc độ dòng chất lỏng không chứa nước giới hạn không thứ nguyên q(ρо,)q(6.1;0.3)=0,15.

Sử dụng công thức (9), chúng tôi tính toán:

Qo=52,016 nghìn m3/ngày; nghìn m3/ngày

Chúng tôi xác định các tham số không thứ nguyên khi có màn hình:

Sử dụng biểu đồ (xem Hình 2) hoặc bảng, chúng ta tìm được điện trở lọc bổ sung: C1= C1(0,15;0,3;1)=0,6; C2= C2(0,15;0,3;1)=3,0.

Sử dụng công thức (7) chúng ta tìm được tham số không thứ nguyên α=394,75.

Sử dụng công thức (9), chúng tôi tính toán lưu lượng đạt Qo47,9 nghìn m3/ngày.

Các phép tính sử dụng công thức (7) và (8) cho: X=51,489 và Y=5,773·10-2.

Tốc độ dòng giới hạn không thứ nguyên, được tính theo công thức (6), bằng q=1,465.

Chúng tôi xác định tốc độ dòng chảy giới hạn kích thước do màn hình từ tỷ lệ Qpr=qQo=1,465·47,970,188 nghìn m3/ngày.

Lưu lượng tối đa tính toán khi không có màn chắn có thông số ban đầu tương tự là 7,8 nghìn m3/ngày. Do đó, trong trường hợp đang xem xét, sự hiện diện của màn hình sẽ làm tăng tốc độ dòng chảy tối đa lên gần 10 lần.

Nếu lấy rе=3,6 m; những thứ kia. bằng một nửa chiều dày bão hòa khí thì ta thu được thông số thiết kế như sau:

2; C1=1,30; C2=5,20; X=52,45; Y=1,703·10-2; q=0,445 và Qpr=21,3 nghìn m3/ngày. Trong trường hợp này, tốc độ dòng chảy tối đa chỉ tăng 2,73 lần.

Cần lưu ý rằng tốc độ dòng chảy tối đa không chỉ phụ thuộc vào kích thước của màn hình mà còn phụ thuộc vào vị trí thẳng đứng của nó trong hệ thống bão hòa khí, tức là. từ độ mở tương đối của đội hình, nếu màn hình nằm ngay phía trước đáy. Nghiên cứu giải pháp (6) cho thấy có vị trí sàng tối ưu, tùy thuộc vào các thông số ρ, α, Re tương ứng với tốc độ dòng chảy cực đại cao nhất. Trong bài toán đang xét, độ mở tối ưu là = 0,6.

Chúng tôi chấp nhận ρ=0,145 và =1. Sử dụng phương pháp mô tả, chúng tôi thu được các tham số tính toán: C1 = 0,1; C2=0,5; X=24,672; Y=0,478.

Chúng tôi xác định tốc độ dòng chảy không thứ nguyên:

q=24,672(-1) 5,323.

Tốc độ dòng giới hạn chiều được tìm theo công thức (9)

Qpr=qQo=5,323·103=254,94 nghìn m3/ngày.

Như vậy, tốc độ dòng chảy so với độ mở tương đối = 0,3 tăng lên 3,6 lần.

Phương pháp được trình bày ở đây để xác định tốc độ dòng khan tối đa là gần đúng, vì nó xem xét độ ổn định của hình nón, đỉnh của nó đã đạt tới bán kính rе.

Với các giải pháp trên, chúng tôi thu được công thức xác định q() cho giếng khí không hoàn hảo theo các điều kiện của định luật lọc phi tuyến, có tính đến điện trở lọc bổ sung. Các công thức này cũng sẽ mang tính gần đúng và giá trị đánh giá quá cao của tốc độ dòng khan tối đa được tính toán từ chúng.

Để xây dựng phương trình hai số hạng cho dòng khí đi vào trong điều kiện hình nón cực kỳ ổn định của nước đáy, cần phải biết khả năng cản lọc trong các điều kiện này. Chúng có thể được xác định dựa trên lý thuyết Masket-Charny về hình nón ổn định. Phương trình đường thẳng giới hạn diện tích chuyển động không gian đối với một giếng không hoàn hảo trong hệ tầng dị hướng đồng nhất, khi đỉnh của hình nón đã xuyên qua đáy giếng, theo lý thuyết về chuyển động dòng chảy tự do , ta sẽ viết dưới dạng

(10)

trong đó q= là tốc độ dòng khan tối đa không thứ nguyên, được xác định bằng cách sử dụng các công thức và đồ thị gần đúng (đã biết) đã cho; - tham số không thứ nguyên.

Biểu thị tốc độ lọc thông qua tốc độ dòng chảy , thay thế phương trình giao diện (10) vào phương trình vi phân (1), có tính đến định luật trạng thái khí và tích phân theo áp suất P và bán kính r trong giới hạn thích hợp, chúng ta thu được phương trình dòng vào của dạng (12) và công thức (13), trong đó chấp nhận:

; , (11)

(12)

trong đó Li(x) là logarit tích phân, liên hệ với hàm tích phân bởi sự phụ thuộc .

(13)

Với x>1, tích phân (13) phân kỳ tại điểm t=1. Trong trường hợp này Li(x) phải được hiểu là giá trị của tích phân suy rộng. Vì các phương pháp xác định tốc độ dòng khan giới hạn không thứ nguyên đã được biết rõ nên rõ ràng là không cần lập bảng các hàm (11) và (12).

1. Một phương pháp gần đúng đã được phát triển để tính toán tốc độ dòng chảy khan tối đa của các giếng khí thẳng đứng theo định luật lọc phi tuyến, nhờ có màn chắn đáy không thể xuyên thủng. Tốc độ dòng chảy tối đa không thứ nguyên và điện trở lọc bổ sung tương ứng được tính toán trên máy tính, kết quả được lập bảng và các phụ thuộc đồ họa tương ứng được trình bày.

2. Người ta đã chứng minh rằng giá trị của tốc độ dòng khan tối đa không chỉ phụ thuộc vào kích thước của màn chắn mà còn phụ thuộc vào vị trí thẳng đứng của nó của hệ tầng bão hòa khí; vị trí màn hình tối ưu đã được xác định, đặc trưng cho tốc độ dòng chảy tối đa cao nhất.

3. Tính toán thực tế được thực hiện bằng ví dụ cụ thể.

Người đánh giá:

Grachev S.I., Tiến sĩ Khoa học Kỹ thuật, Giáo sư, Trưởng bộ môn “Phát triển và Vận hành các mỏ Dầu khí”, Viện Địa chất và Sản xuất Dầu khí, Cơ quan Giáo dục Ngân sách Nhà nước Liên bang Đại học Dầu khí Bang Tyumen, Tyumen;

Sokhoshko S.K., Tiến sĩ Khoa học Kỹ thuật, Giáo sư, Giáo sư Khoa Phát triển và Vận hành các mỏ Dầu khí, Viện Địa chất và Sản xuất Dầu khí, Cơ quan Giáo dục Ngân sách Nhà nước Liên bang Đại học Dầu khí Bang Tyumen, Tyumen.

Liên kết thư mục

Một trong những nhiệm vụ chính sau khi khoan giếng hoàn thành là tính toán tốc độ dòng chảy của giếng. Một số người không hiểu rõ tốc độ dòng chảy của giếng là gì. Trong bài viết của chúng tôi, chúng tôi sẽ xem xét nó là gì và nó được tính toán như thế nào. Điều này là cần thiết để hiểu liệu nó có thể đáp ứng nhu cầu về nước hay không. Việc tính toán tốc độ dòng chảy của giếng được xác định trước khi tổ chức khoan cấp cho bạn hộ chiếu cho đối tượng, vì dữ liệu do họ tính toán và dữ liệu thực không phải lúc nào cũng trùng khớp.

Làm thế nào để xác định

Mọi người đều biết rằng mục đích chính của giếng là cung cấp đủ nước cho chủ sở hữu nước chất lượng cao. Việc này phải được thực hiện trước khi công việc khoan hoàn thành. Sau đó, những dữ liệu này cần được so sánh với những dữ liệu thu được trong quá trình thăm dò địa chất. Thăm dò địa chất cung cấp thông tin về việc có tầng ngậm nước ở một vị trí nhất định hay không và độ dày của nó.

Nhưng không phải tất cả mọi thứ đều phụ thuộc vào lượng nước nằm trên khu vực, bởi vì rất nhiều yếu tố quyết định việc xây dựng chính xác giếng, nó được thiết kế như thế nào, ở độ sâu nào và chất lượng của thiết bị như thế nào.

Dữ liệu cơ bản để xác định nợ

Để xác định năng suất của giếng và sự phù hợp với nhu cầu nước, việc xác định chính xác tốc độ dòng chảy của giếng sẽ giúp ích. Nói cách khác, liệu bạn có đủ nước từ giếng này cho nhu cầu của gia đình mình không?

Cấp độ động và tĩnh

Trước khi tìm hiểu tốc độ dòng chảy của giếng nước là bao nhiêu, bạn cần lấy thêm một số dữ liệu. Trong trường hợp này chúng ta đang nói về các chỉ báo động và tĩnh. Bây giờ chúng tôi sẽ cho bạn biết chúng là gì và chúng được tính như thế nào.

Điều quan trọng là tốc độ dòng chảy là một giá trị thay đổi. Nó hoàn toàn phụ thuộc vào sự thay đổi theo mùa, cũng như một số trường hợp khác. Vì vậy, không thể thiết lập các chỉ số chính xác của nó. Điều này có nghĩa là phải sử dụng các phép tính gần đúng. công việc này là cần thiết để xác định xem nguồn cung cấp nước nhất định có đủ cho điều kiện sống bình thường hay không.

Mức tĩnh cho thấy lượng nước trong giếng mà không cần rút ra. Chỉ tiêu này được tính bằng cách đo từ bề mặt trái đất đến mặt nước. Cần phải xác định thời điểm nước ngừng dâng lên từ lần lấy nước tiếp theo.

Tỷ lệ sản xuất hiện trường

Để thông tin được khách quan, bạn cần đợi cho đến khi nước đạt mức như trước. Chỉ khi đó bạn mới có thể tiếp tục nghiên cứu của mình. Để thông tin được khách quan, mọi việc phải được thực hiện một cách nhất quán.

Để xác định tốc độ dòng chảy, chúng ta sẽ cần thiết lập các chỉ báo động và tĩnh. Mặc dù thực tế là để có độ chính xác cần phải tính toán chỉ báo động nhiều lần. Trong quá trình tính toán cần bơm ra ở các cường độ khác nhau. Trong trường hợp này, lỗi sẽ ở mức tối thiểu.

Lưu lượng được tính như thế nào?

Để không phải đau đầu về cách tăng tốc độ dòng chảy của giếng sau khi đưa vào hoạt động, cần phải thực hiện các tính toán một cách chính xác nhất có thể. Nếu không, bạn có thể không có đủ nước trong tương lai. Và nếu theo thời gian giếng bắt đầu bị phù sa và lượng nước tiếp tục giảm thì vấn đề sẽ chỉ trở nên tồi tệ hơn.

Nếu giếng của bạn sâu khoảng 80 mét và khu vực bắt đầu lấy nước nằm cách bề mặt 75 mét thì chỉ báo tĩnh (Hst) sẽ ở độ sâu 40 mét. Những số liệu đó sẽ giúp ta tính được độ cao của cột nước (Hw): 80 – 40 = 40 m.

Có một phương pháp rất đơn giản nhưng dữ liệu của nó không phải lúc nào cũng đúng, đó là phương pháp xác định tốc độ dòng chảy (D). Để lắp đặt, bạn cần bơm nước ra ngoài trong một giờ rồi đo mức động (Hd). Bạn có thể tự mình thực hiện việc này bằng cách sử dụng công thức sau: D = V*Hw/Hd – Hst. Cường độ bơm m3/giờ được ký hiệu là V.

Ví dụ: trong trường hợp này, bạn bơm được 3 m 3 nước trong một giờ, mực nước giảm đi 12 m, khi đó mức động là 40 + 12 = 52 m. Bây giờ chúng ta có thể chuyển dữ liệu của mình sang công thức và nhận được a tốc độ dòng chảy là 10 m3/giờ.

Hầu như luôn luôn, phương pháp này được sử dụng để tính toán và nhập vào hộ chiếu. Nhưng anh ấy cũng không khác độ chính xác cao, vì chúng không tính đến mối quan hệ giữa cường độ và chỉ báo động. Điều này có nghĩa là họ không tính đến một chỉ số quan trọng - công suất của thiết bị bơm. Nếu bạn sử dụng máy bơm mạnh hơn hoặc ít hơn, chỉ báo này sẽ khác biệt đáng kể.

Dùng dây có dây dọi xác định được mực nước

Như chúng tôi đã nói, để có được những tính toán đáng tin cậy hơn, cần phải đo mức động nhiều lần bằng cách sử dụng các máy bơm có công suất khác nhau. Chỉ bằng cách này, kết quả sẽ gần với sự thật nhất.

Để thực hiện tính toán bằng phương pháp này, bạn cần đợi sau lần đo đầu tiên cho đến khi mực nước trở về mức trước đó. Sau đó bơm nước ra trong một giờ bằng máy bơm có công suất khác, sau đó đo chỉ báo động.

Ví dụ, nó là 64 m3 và thể tích nước bơm là 5 m3. Dữ liệu chúng tôi thu được trong hai lần lấy mẫu sẽ cho phép chúng tôi thu được thông tin bằng công thức sau: Du = V2 – V1/ h2 – h1. V - với cường độ bơm được thực hiện, h - mức giảm bao nhiêu so với các chỉ số tĩnh. Đối với chúng tôi, chúng là 24 và 12 m, do đó chúng tôi nhận được tốc độ dòng chảy là 0,17 m 3 / giờ.

Tốc độ dòng chảy cụ thể của giếng sẽ cho thấy tốc độ dòng chảy thực tế sẽ thay đổi như thế nào nếu mức động tăng.

Để tính số nợ thực tế, chúng tôi sử dụng công thức sau: D = (Hf – Hst)*Du. Hf hiển thị điểm trên cùng nơi bắt đầu lấy nước (lọc). Chúng tôi lấy chỉ số này là 75 m, thay thế các giá trị vào công thức, chúng tôi nhận được chỉ báo bằng 5,95 m 3 / giờ. Như vậy, chỉ số này ít hơn gần hai lần so với chỉ số ghi trong hộ chiếu giếng. Nó đáng tin cậy hơn nên bạn cần dựa vào nó khi xác định xem mình có đủ nước hay cần tăng thêm.

Nếu bạn có thông tin này, bạn có thể thiết lập tốc độ dòng chảy trung bình của giếng. Nó sẽ cho thấy năng suất hàng ngày của giếng.

Trong một số trường hợp, việc lắp đặt giếng được thực hiện trước khi xây nhà nên không phải lúc nào cũng có thể tính toán được liệu có đủ nước hay không.

Để không giải quyết được câu hỏi làm thế nào để tăng ghi nợ, bạn cần phải yêu cầu tính toán đúngđã làm điều đó ngay lập tức. Thông tin chính xác cũng phải được đưa vào hộ chiếu. Điều này là cần thiết để nếu có vấn đề phát sinh trong tương lai, mức tiêu thụ nước trước đó có thể được khôi phục.

ĐúngKHÔNG