Введение 4
Глава 1. Математическое описание горизонтальной и вертикальной скважины 6
1.1. Что такое скважина и типы скважин 6
1.2. Горизонтальные скважины 7
1.2.1. Приток несжимаемой жидкости к горизонтальной скважине 10
1.3. Модели фильтрации жидкости 14
1.4. Вычисление инженерных формул для классической модели Щелкачева
В.Н 18
Глава 2. Моделирование 22
2.1. Моделирование и его виды 22
Глава 3. Описание программно-аппаратной части 25
3.1. Первичная регистрирующая аппаратура 25
3.1.1. Датчики давления производителя «Honeywell» 26
3.1.2. Грузо поршневой манометр МП-60 29
3.2. Вторичная регистрирующая аппаратура 31
3.2.1. Описание АЦП-ЦАП 31
3.2.2. Внешний модуль АЦП-ЦАП Е14-440 37
3.3. Перистальтические насосы 40
3.3.1. Перистальтический насос «Watson-Marlow 620Du» 41
3.4. Описание программной составляющей 43
3.4.1. Описание программы Get440 43
3.4.2. Описание программы графической обработки представления данных...44
3.4.3. Программа для моделирования и анализа гидродинамических
исследований скважин 45
Глава 4. Описание экспериментальной части 46
4.1. Моделирование в программе Saphir 46
4.2. Калибровка датчиков давления серии MLH200PSB06A 47
4.3 Калибровка насоса «Watson-Marlow 620Du» 48
4.4 Экспериментальная установка 49
4.5 Эксперименты и результаты 51
Заключение 64
Литература 65
Разработка нефтяных месторождений — это комплекс работ по извлечению нефтяного флюида из пласта-коллектора, т.е. обеспечение притока нефти и газа к забою скважины. А также размещение скважин на местности, очередность их бурения, ввод в эксплуатацию, установление и поддержание конкретного режима работы скважины. Чтобы ввести нефтяное месторождение в разработку необходимо осуществить ряд исследований, на основе которых будет реализована идея проекта разработки. В проекте разработки, на основе данных разведки и пробной эксплуатации, определяют критерии, при которых будет эксплуатироваться данное месторождение: геологическое строение, коллекторские свойства пород, физико-химические свойства флюидов, насыщенность горных пород водой, газом, нефтью, пластовые давления, температуры и др. Базируясь на полученных результатах, с помощью гидродинамических расчётов устанавливают технические характеристики эксплуатации залежи для разнообразных вариантов систем разработки и дают экономическую оценку. После чего, выбирают оптимальный вариант.
Большим плюсом гидродинамических методов исследования является то, что с их помощи осуществляется прямое определение фильтрационных параметров пласта (ФПП). Нестационарные методы позволяют получать гидродинамические характеристики пласта в призабойной зоне и в межскважинных интервалах при изменении режимов эксплуатации. В данном случае достигается большая информативность при меньшем времени наблюдения.
Проведение гидродинамических исследований в горизонтальных скважинах наталкивается на большие трудности. Это связано с доставкой контрольно-измерительных устройств в горизонтальную часть ствола, а также отсутствием специально разработанных контрольно-измерительных комплексов для этих целей, несовершенством способов обработки результатов гидродинамических исследований горизонтальных скважин, приводящих к большим погрешностям при определении фильтрационных характеристик пласта.
На современном этапе развития нефтяной промышленности разработка и совершенствование техники, технологии и способы интерпретации гидродинамических исследований в горизонтальных скважинах являются актуальными задачами подземной гидромеханики и нефтепромысловой практики для решения задач разработки нефтяных месторождений.
В связи с этим, целью данной магистерской работы является проектирование и создание экспериментальной установки моделирующей фильтрацию жидкости в пористой среде при взаимодействии горизонтальной и вертикальной скважины, а также проведение экспериментальных замеров в межскважинном пространстве методом фильтрационных волн давления.
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
1. Проведение литературного обзора в области гидродинамических методов исследования пластов и скважин;
2. Проведение компьютерного моделирования в программе Saphir;
3. Разработка блок-схемы рабочей установки, подбор первичной и вторичной регистрирующей аппаратуры, насоса;
4. Изготовление экспериментальной установки;
5. Получение и обрабатывание первичного экспериментального материала.
В процессе выполнения данной дипломной работы была разработана и протестирована лабораторная установка, которая служит для анализа взаимодействия горизонтальных и вертикальных скважин. В ходе выполнения данной работы:
1. Рассмотрены основные теоретические сведения, лежащие в основе гидродинамических методов исследования взаимодействия горизонтальных и вертикальных скважин.
2. Проведено компьютерное моделирование на программе Saphir, где было изучено взаимодействие горизонтальной и вертикальной скважины.
3. Подобрана первичная и вторичная регистрирующая аппаратура, насосное оборудование, а также полностью разработан макет рабочей лабораторной установки.
4. Полностью собрана и апробирована экспериментальная установка.
Проведённые предварительные исследования показали, что лабораторная установка соответствует заявленным в задании к ВКР требованиям и позволяет детально изучать взаимодействие горизонтальных и вертикальных скважин различными гидродинамическими методами (КВД, КПД, ФВД).
