Skip to content
Brent$104,61Газ TTF$906USD446,56 ₸
MunaiHub

Кітапхана әзірге орыс тілінде. Ағылшын және қазақ тілдеріндегі нұсқалары кейінірек қосылады.

ДобычаПриток и подъём: узловой анализ Орташа 19 мин оқу

Индикаторная кривая притока

Индикаторная кривая (inflow performance relationship, IPR) — зависимость дебита скважины от забойного давления при данном пластовом давлении. Она показывает, сколько флюида пласт отдаёт в скважину при каждом забойном давлении: от нуля, когда забойное давление равно пластовому, до максимума при гипотетическом нулевом забойном давлении.

Не үшін қажет

Индикаторная кривая — характеристика пласта в расчётах добычи. По ней выбирают режим работы скважины и насос, сравнивают скважины между собой, оценивают эффект обработки призабойной зоны, прогнозируют дебит при падении пластового давления; в узловом анализе она служит кривой притока. Неверная форма кривой — например, прямая там, где из нефти выделяется газ, — даёт завышенные прогнозы дебита.

Қысқаша негізгісі

  • Пока забойное давление выше давления насыщения, нефть или вода притекает как однофазная жидкость, и индикаторная кривая — прямая: q=J(pˉRpwf)q = J(\bar p_R - p_{wf}).
  • Коэффициент продуктивности JJ пропорционален гидропроводности kh/μkh/\mu, обратно пропорционален объёмному коэффициенту и падает с ростом скин-фактора.
  • Ниже давления насыщения у скважины выделяется газ, нефти всё труднее двигаться, и каждое следующее снижение забойного давления даёт всё меньший прирост дебита — кривая изгибается. Её описывает уравнение Вогеля.
  • Если пластовое давление выше давления насыщения, кривая составная: прямая до pbp_b и вогелевская кривая ниже, сопряжённые без излома.
  • По нескольким режимам форму кривой находят методом Фетковича q=C(pˉR2pwf2)nq = C(\bar p_R^2 - p_{wf}^2)^n; показатель n<1n < 1 указывает на дополнительные потери при высоких скоростях. В формулах с квадратами давления абсолютные.
Негізгі қатынастар
q=J(pˉRpwf)q = J\,(\bar p_R - p_{wf})

однофазный приток, pwfpbp_{wf} \ge p_b

qqmax=10,2pwfpˉR0,8(pwfpˉR)2\dfrac{q}{q_{max}} = 1 - 0{,}2\,\dfrac{p_{wf}}{\bar p_R} - 0{,}8\left(\dfrac{p_{wf}}{\bar p_R}\right)^2

уравнение Вогеля, pˉRpb\bar p_R \le p_b

q=J(pˉRpb)+Jpb1,8[10,2pwfpb0,8(pwfpb)2]q = J(\bar p_R - p_b) + \dfrac{J p_b}{1{,}8}\left[1 - 0{,}2\,\dfrac{p_{wf}}{p_b} - 0{,}8\left(\dfrac{p_{wf}}{p_b}\right)^2\right]

составная кривая ниже давления насыщения, pwf<pb<pˉRp_{wf} < p_b < \bar p_R

q=C(pˉR2pwf2)nq = C\,(\bar p_R^2 - p_{wf}^2)^n

метод Фетковича; давления абсолютные

Жиі қателіктер
  • Продлевать прямую индикаторную кривую ниже давления насыщения — дебит будет завышен.
  • Сравнивать коэффициенты продуктивности, измеренные при разных депрессиях, у скважины с изогнутой кривой: у неё JJ зависит от забойного давления.
  • Строить кривую по нестабилизированным замерам: пока режим не установился, точка не лежит на индикаторной кривой.
  • Путать оси на двойном логарифмическом графике Фетковича: наклон равен nn или 1/n1/n в зависимости от того, что отложено по горизонтали.

Сабақтан кейін сіз

  • рассчитать коэффициент продуктивности по замеру и по свойствам пласта и объяснить, от чего он зависит;
  • объяснить, почему ниже давления насыщения индикаторная кривая изгибается, и построить её по уравнению Вогеля;
  • построить составную индикаторную кривую, когда пластовое давление выше давления насыщения, в том числе по замеру ниже давления насыщения;
  • обработать многорежимное исследование методом Фетковича: найти показатель nn, коэффициент CC и абсолютно свободный дебит;
  • объяснить, как меняется индикаторная кривая при истощении пласта, повреждении призабойной зоны и совместной работе нескольких пластов.

Что показывает индикаторная кривая

Когда скважина работает в установившемся режиме, пласт отдаёт в неё дебит qq при забойном давлении pwfp_{wf}. Если изменить режим — сменить штуцер, частоту вращения насоса или давление на устье, — через некоторое время установится другое сочетание дебита и забойного давления. Все такие сочетания при одном и том же пластовом давлении ложатся на одну кривую — индикаторную.

Две точки на ней особые. При pwf=pˉRp_{wf} = \bar p_R перепада нет и дебит равен нулю: так, остановив скважину и дождавшись восстановления давления, измеряют пластовое давление. При pwf=0p_{wf} = 0 дебит наибольший; его называют абсолютно свободным дебитом (absolute open flow, AOF) и обозначают qmaxq_{max}. Такой режим недостижим — на забое всегда остаётся хотя бы давление столба флюида, — но qmaxq_{max} удобен как мера потенциала скважины.

Дебит принято откладывать по горизонтали, забойное давление — по вертикали. В отечественной практике строят и индикаторную диаграмму — зависимость дебита от депрессии на пласт Δp=pˉRpwf\Delta p = \bar p_R - p_{wf} (drawdown). Это та же информация в других координатах.

Кривую получают, исследуя скважину на нескольких режимах с замером забойного давления глубинным манометром (или пересчётом с устья), и затем уточняют при контроле разработки. Каждое измерение делают после стабилизации: в первые часы и сутки после смены режима давление ещё меняется, и точка на кривую не попадает (подробнее — в уроке Гидродинамические исследования: цели и виды).

Однофазный приток: коэффициент продуктивности

Если забойное давление выше давления насыщения, в пласте течёт только жидкость: нефть без свободного газа или вода. По закону Дарси приток пропорционален перепаду давления, поэтому индикаторная кривая — прямая. Её наклон задаёт коэффициент продуктивности (productivity index, PI) — дебит на единицу депрессии.

Коэффициент продуктивности
J=qpˉRpwfJ = \frac{q}{\bar p_R - p_{wf}}
мұндағы:
  • JJкоэффициент продуктивности, м³/(сут·МПа)
  • qqдебит нефти (жидкости) в стандартных условиях, м³/сут
  • pˉR\bar p_Rсреднее пластовое давление, МПа
  • pwfp_{wf}забойное давление при работе скважины, МПа

Бірліктер: метрические промысловые (м³/сут, МПа)

Мына жағдайда орындалады
  • стабилизированный режим;
  • однофазный приток: pwfpbp_{wf} \ge p_b;
  • давления приведены к одной глубине; для разности годятся и абсолютные, и избыточные давления, лишь бы одинаковые.

Для прямой кривой JJ постоянен, и одного замера вместе с пластовым давлением достаточно, чтобы построить всю кривую: q=J(pˉRpwf)q = J(\bar p_R - p_{wf}). Точка пересечения прямой с осью дебитов, JpˉRJ\bar p_R, — абсолютно свободный дебит только для жидкости без растворённого газа (например, воды); у нефти ниже давления насыщения кривая изгибается раньше.

Басқа бірліктер жүйелерінде (1)
Промысловые единицы (oilfield)
J[м3/(сут⋅МПа)]=23,06  J[STB/(d⋅psi)]J\,[\text{м}^3/(\text{сут·МПа})] = 23{,}06\;J\,[\text{STB/(d·psi)}]

qq — баррели в сутки в стандартных условиях (STB/d), давления — psi.

23,06=0,158987/0,0068947623{,}06 = 0{,}158987/0{,}00689476: баррель в кубометрах, делённый на psi в мегапаскалях.

Скважины с разной толщиной вскрытого пласта удобно сравнивать по удельному коэффициенту продуктивности J/hJ/h — на метр эффективной толщины. Он показывает, различаются ли скважины свойствами пласта или только толщиной.

Откуда берётся прямая и от чего зависит её наклон, видно из формулы радиального притока (закон Дарси для радиального потока разобран в уроке Проницаемость горных пород). Пусть скважина работает достаточно долго, чтобы возмущение от её пуска дошло до границ области дренирования и давление во всей области снижалось с одной скоростью, — это псевдоустановившийся режим (Псевдоустановившийся приток и коэффициент формы). Тогда дебит удобно выразить через среднее пластовое давление.

Приток к скважине в псевдоустановившемся режиме
q=2πkh(pˉRpwf)μB[lnrerw34+S]q = \frac{2\pi k h\,(\bar p_R - p_{wf})}{\mu B\left[\ln\dfrac{r_e}{r_w} - \dfrac{3}{4} + S\right]}
мұндағы:
  • qqдебит нефти в стандартных условиях, м³/с
  • kkпроницаемость пласта для нефти, м²
  • hhэффективная толщина пласта, м
  • μ\muвязкость нефти в пластовых условиях, Па·с
  • BBобъёмный коэффициент нефти, м³/м³
  • rer_eрадиус круговой области дренирования, м
  • rwr_wрадиус скважины, м
  • SSскин-фактор — дополнительное сопротивление призабойной зоны (см. Скин-фактор),

Бірліктер: СИ

Мына жағдайда орындалады
  • псевдоустановившийся режим в круговой области с непроницаемой внешней границей, скважина в центре; для области другой формы член ln(re/rw)3/4\ln(r_e/r_w) - 3/4 заменяют выражением с коэффициентом формы;
  • однофазный приток слабосжимаемой жидкости по закону Дарси;
  • однородный пласт; несовершенство вскрытия и повреждение призабойной зоны учтены в SS.

Отсюда J=2πkh/(μB[ln(re/rw)3/4+S])J = 2\pi k h/\left(\mu B[\ln(r_e/r_w) - 3/4 + S]\right): коэффициент продуктивности пропорционален гидропроводности kh/μkh/\mu и обратно пропорционален сумме «логарифмического» сопротивления пласта и скин-фактора. Член 3/4-3/4 появляется потому, что в формулу входит среднее давление области, а не давление на её границе.

Басқа бірліктер жүйелерінде (2)
Метрические промысловые единицы
J=0,536khμB[ln(re/rw)0,75+S]J = \frac{0{,}536\,k h}{\mu B\left[\ln(r_e/r_w) - 0{,}75 + S\right]}

JJ — м³/(сут·МПа), kk — мД, hh — м, μ\mu — мПа·с, BB — м³/м³.

0,536=2π0,08530{,}536 = 2\pi\cdot 0{,}0853 — та же постоянная, что в формуле радиального притока: перевод мД → м², МПа → Па, мПа·с → Па·с и секунд в сутки.

Промысловые единицы (oilfield)
J=7,08103khμB[ln(re/rw)0,75+S]J = \frac{7{,}08\cdot10^{-3}\,k h}{\mu B\left[\ln(r_e/r_w) - 0{,}75 + S\right]}

JJ — STB/(d·psi), kk — мД, hh — ft, μ\mu — сП, BB — rb/STB.

7,08103=2π1,1271037{,}08\cdot10^{-3} = 2\pi\cdot 1{,}127\cdot10^{-3}.

Есептеу мысалыПрямая индикаторная кривая по одному замеру
Бастапқы деректер (шартты)
Среднее пластовое давление pˉR\bar p_R
18,0 МПа
Стабилизированный режим
q1=96q_1 = 96 м³/сут при pwf,1=14,0p_{wf,1} = 14{,}0 МПа
Давление насыщения pbp_b
9,0 МПа
Эффективная толщина пласта hh
12 м
Шешім
  1. Коэффициент продуктивности: J=9618,014,0=24,0J = \dfrac{96}{18{,}0 - 14{,}0} = 24{,}0 м³/(сут·МПа), или 24,0/23,06=1,0424{,}0/23{,}06 = 1{,}04 STB/(d·psi).
  2. Удельный коэффициент продуктивности: J/h=2,0J/h = 2{,}0 м³/(сут·МПа·м).
  3. Дебит при pwf=10,0p_{wf} = 10{,}0 МПа (это ещё выше pbp_b): q=24,0(18,010,0)=192q = 24{,}0\cdot(18{,}0 - 10{,}0) = 192 м³/сут.
  4. Ниже 9,0 МПа формула неприменима: начинается двухфазный приток, и дебит будет меньше, чем по прямой. Прямая, продлённая до нуля, дала бы JpˉR=432J\bar p_R = 432 м³/сут — завышенную оценку потенциала.
Жауап: J=24,0J = 24{,}0 м³/(сут·МПа); при забойном давлении 10 МПа скважина даст около 192 м³/сут.

Бұл нені білдіреді. Одного стабилизированного замера и пластового давления достаточно для прямой, но только в пределах однофазного притока. Прежде чем пользоваться прямой, проверьте давление насыщения по PVT-данным. Данные примера условные.

Есептеу мысалыКоэффициент продуктивности по свойствам пласта и совершенство скважины
Бастапқы деректер (шартты)
Проницаемость для нефти kk; толщина hh
80 мД; 12 м
Вязкость нефти μ\mu; объёмный коэффициент BB
1,5 мПа·с; 1,20 м³/м³
Радиус области дренирования rer_e; радиус скважины rwr_w
300 м; 0,10 м
Фактический коэффициент продуктивности (предыдущий пример)
24,0 м³/(сут·МПа)
Шешім
  1. Логарифмический член: ln(re/rw)0,75=ln30000,75=7,256\ln(r_e/r_w) - 0{,}75 = \ln 3000 - 0{,}75 = 7{,}256.
  2. Коэффициент продуктивности скважины без повреждения (S=0S = 0): Jид=0,53680121,51,207,256=39,4J_{\text{ид}} = \dfrac{0{,}536\cdot 80\cdot 12}{1{,}5\cdot 1{,}20\cdot 7{,}256} = 39{,}4 м³/(сут·МПа).
  3. Отношение фактического коэффициента к идеальному — коэффициент гидродинамического совершенства: FE=24,0/39,4=0,61FE = 24{,}0/39{,}4 = 0{,}61.
  4. Такое снижение соответствует скин-фактору S=7,256(1/FE1)=4,6S = 7{,}256\cdot(1/FE - 1) = 4{,}6.
  5. Без повреждения при том же забойном давлении 14,0 МПа дебит был бы 39,44,0=15839{,}4\cdot 4{,}0 = 158 м³/сут — на 64 % больше.
Жауап: Совершенство скважины около 0,61: призабойная зона, по-видимому, повреждена (скин-фактор около 4,6).

Бұл нені білдіреді. Сравнение фактического и расчётного коэффициентов продуктивности — простая первая проверка, стоит ли обрабатывать призабойную зону. Вывод надёжен настолько, насколько надёжны проницаемость и радиус дренирования; скин-фактор определяют по гидродинамическим исследованиям, а реальный прирост дебита после обработки — узловым анализом, потому что его может ограничить лифт. Данные примера условные.

Ниже давления насыщения: уравнение Вогеля

Когда забойное давление опускается ниже давления насыщения pbp_b (bubble point pressure; в отечественной литературе pнасp_{\text{нас}}), газ начинает выделяться из нефти уже в пласте — в зоне вокруг скважины, где давление ниже pbp_b. Свободный газ занимает часть пор и снижает относительную проницаемость для нефти; к тому же нефть, потерявшая газ, становится более вязкой. Чем ниже забойное давление, тем шире эта зона и тем больше в ней газа. Поэтому каждое следующее снижение забойного давления добавляет всё меньше нефти, и индикаторная кривая изгибается: при низких забойных давлениях она идёт всё круче вниз.

Строгий расчёт такого притока требует моделирования двухфазной фильтрации. В 1968 году Дж. Вогель (J. Vogel) рассчитал на численной модели работу скважин в пластах с режимом растворённого газа при многих сочетаниях свойств пород и флюидов и обнаружил, что, если отнести дебит к qmaxq_{max}, а забойное давление к пластовому, кривые почти совпадают. Их описывает простая формула.

Уравнение Вогеля
qqmax=10,2pwfpˉR0,8(pwfpˉR)2\frac{q}{q_{max}} = 1 - 0{,}2\,\frac{p_{wf}}{\bar p_R} - 0{,}8\left(\frac{p_{wf}}{\bar p_R}\right)^2
мұндағы:
  • qqдебит нефти в стандартных условиях при забойном давлении pwfp_{wf}, м³/сут
  • qmaxq_{max}абсолютно свободный дебит — дебит при pwf=0p_{wf} = 0, м³/сут
  • pˉR\bar p_Rсреднее пластовое давление, МПа
  • pwfp_{wf}забойное давление, МПа

Бірліктер: безразмерная форма: дебиты в любых одинаковых единицах, давления тоже

Мына жағдайда орындалады
  • пластовое давление не выше давления насыщения (pˉRpb\bar p_R \le p_b), режим растворённого газа;
  • стабилизированный приток; эмпирическое обобщение расчётов для скважин без повреждения призабойной зоны (S=0S = 0);
  • малая обводнённость; при газовой шапке, сильной обводнённости и высоковязкой нефти точность ниже;
  • давления лучше брать абсолютными; при пластовых давлениях в десятки мегапаскалей разница с избыточными невелика.

Коэффициенты 0,2 и 0,8 в сумме дают 1, и оба члена входят со знаком минус: только так при pwf=pˉRp_{wf} = \bar p_R дебит равен нулю, а при pwf=0p_{wf} = 0qmaxq_{max}. Правая часть раскладывается на множители (1x)(1+0,8x)(1 - x)(1 + 0{,}8x), где x=pwf/pˉRx = p_{wf}/\bar p_R: первый множитель пропорционален депрессии, второй описывает изгиб кривой.

Чтобы построить кривую, достаточно пластового давления и одного стабилизированного замера (q1,pwf,1)(q_1, p_{wf,1}): из уравнения находят qmax=q1/(10,2x10,8x12)q_{max} = q_1/\left(1 - 0{,}2\,x_1 - 0{,}8\,x_1^2\right), где x1=pwf,1/pˉRx_1 = p_{wf,1}/\bar p_R, а затем дебит при любом забойном давлении.

У изогнутой кривой нет единого коэффициента продуктивности. Отношение q/(pˉRpwf)q/(\bar p_R - p_{wf}) — средний коэффициент при данной депрессии — уменьшается с её ростом, а мгновенный коэффициент — наклон кривой dq/dpwf=(qmax/pˉR)(0,2+1,6pwf/pˉR)-\dd q/\dd p_{wf} = (q_{max}/\bar p_R)(0{,}2 + 1{,}6\,p_{wf}/\bar p_R) — падает ещё быстрее: от 1,8qmax/pˉR1{,}8\,q_{max}/\bar p_R при малой депрессии до 0,2qmax/pˉR0{,}2\,q_{max}/\bar p_R у нулевого забойного давления, в девять раз.

Есептеу мысалыКривая Вогеля по одному замеру
Бастапқы деректер (шартты)
Пластовое давление pˉR\bar p_R (равно давлению насыщения)
15,0 МПа
Стабилизированный режим
q1=55q_1 = 55 м³/сут при pwf,1=10,5p_{wf,1} = 10{,}5 МПа
Нужно найти
дебит при pwf=6,0p_{wf} = 6{,}0 МПа
Шешім
  1. Относительное забойное давление замера x1=10,5/15,0=0,70x_1 = 10{,}5/15{,}0 = 0{,}70; множитель Вогеля 10,20,700,80,702=0,4681 - 0{,}2\cdot0{,}70 - 0{,}8\cdot0{,}70^2 = 0{,}468.
  2. Абсолютно свободный дебит: qmax=55/0,468=117,5q_{max} = 55/0{,}468 = 117{,}5 м³/сут.
  3. При pwf=6,0p_{wf} = 6{,}0 МПа: x=0,40x = 0{,}40, q=117,5(10,080,128)=93q = 117{,}5\cdot(1 - 0{,}08 - 0{,}128) = 93 м³/сут.
  4. Для сравнения — прямая через тот же замер: J=55/4,5=12,22J = 55/4{,}5 = 12{,}22 м³/(сут·МПа) и q=12,229,0=110q = 12{,}22\cdot 9{,}0 = 110 м³/сут, на 18 % больше.
  5. Мгновенный коэффициент продуктивности в точке замера: (117,5/15,0)(0,2+1,60,70)=10,3(117{,}5/15{,}0)(0{,}2 + 1{,}6\cdot 0{,}70) = 10{,}3 м³/(сут·МПа) — меньше среднего 12,22.
Жауап: При забойном давлении 6 МПа скважина даст около 93 м³/сут; абсолютно свободный дебит — около 117,5 м³/сут.

Бұл нені білдіреді. Прямая, проведённая через замер при небольшой депрессии, заметно завышает дебит при больших депрессиях. Именно так переоценивают эффект от перевода скважины на насос, способный сильно снизить забойное давление. Данные примера условные.

Пластовое давление выше давления насыщения: составная кривая

Часто пласт недонасыщен: pˉR>pb\bar p_R > p_b. Пока забойное давление выше pbp_b, приток однофазный и кривая прямая. Когда pwfp_{wf} опускается ниже pbp_b, у скважины появляется газ, и кривая изгибается. Составную кривую (composite IPR) собирают из двух частей: прямой до давления насыщения и кривой вогелевского вида ниже него. В точке pwf=pbp_{wf} = p_b части сопрягаются без излома — их наклоны совпадают.

Составная индикаторная кривая
q={J(pˉRpwf),pwfpb,qb+Jpb1,8[10,2pwfpb0,8(pwfpb)2],pwf<pb,qb=J(pˉRpb)q = \begin{cases} J\,(\bar p_R - p_{wf}), & p_{wf} \ge p_b,\\[6pt] q_b + \dfrac{J p_b}{1{,}8}\left[1 - 0{,}2\,\dfrac{p_{wf}}{p_b} - 0{,}8\left(\dfrac{p_{wf}}{p_b}\right)^2\right], & p_{wf} < p_b, \end{cases}\qquad q_b = J\,(\bar p_R - p_b)
мұндағы:
  • JJкоэффициент продуктивности однофазной части кривой, м³/(сут·МПа)
  • pbp_bдавление насыщения, МПа
  • qbq_bдебит при pwf=pbp_{wf} = p_b, м³/сут
  • pˉR, pwf\bar p_R,\ p_{wf}среднее пластовое и забойное давление, МПа

Бірліктер: любые согласованные (например, м³/сут и МПа)

Мына жағдайда орындалады
  • pˉR>pb\bar p_R > p_b: выше давления насыщения приток однофазный;
  • ниже давления насыщения кривая вогелевская, но построенная от pbp_b, а не от пластового давления;
  • стабилизированные режимы; влияние призабойной зоны учтено в JJ.

Абсолютно свободный дебит составной кривой qmax=qb+Jpb/1,8q_{max} = q_b + J p_b/1{,}8. Слагаемое Jpb/1,8J p_b/1{,}8 — это «вогелевский» qmaxq_{max} для части кривой ниже pbp_b; он подобран так, чтобы наклон кривой в точке pbp_b был равен JJ.

Откуда 1,8. Наклон кривой Вогеля в её верхней точке равен 1,8qmax,V/pb1{,}8\,q_{max,V}/p_b (см. мгновенный коэффициент продуктивности выше, с pbp_b вместо пластового давления). Приравняв его наклону прямой JJ, получаем qmax,V=Jpb/1,8q_{max,V} = J p_b/1{,}8.

Если стабилизированный замер (q1,pwf,1)(q_1, p_{wf,1}) сделан ниже давления насыщения, коэффициент продуктивности находят, подставив замер во вторую строку формулы.

Коэффициент продуктивности по замеру ниже давления насыщения
J=q1(pˉRpb)+pb1,8[10,2pwf,1pb0,8(pwf,1pb)2]J = \frac{q_1}{(\bar p_R - p_b) + \dfrac{p_b}{1{,}8}\left[1 - 0{,}2\,\dfrac{p_{wf,1}}{p_b} - 0{,}8\left(\dfrac{p_{wf,1}}{p_b}\right)^2\right]}
мұндағы:
  • q1q_1дебит на замеренном режиме, м³/сут
  • pwf,1p_{wf,1}забойное давление на этом режиме, pwf,1<pbp_{wf,1} < p_b, МПа

Бірліктер: как в составной кривой

Мына жағдайда орындалады
  • те же, что для составной кривой;
  • давление насыщения известно по PVT-исследованию пробы нефти.

Дальше вся кривая строится по составной формуле. Если бы тот же замер обработали как точку на прямой, коэффициент продуктивности вышел бы заниженным, а дебит при низких забойных давлениях — завышенным.

Есептеу мысалыСоставная кривая по замеру ниже давления насыщения
Бастапқы деректер (шартты)
Пластовое давление pˉR\bar p_R
20,0 МПа
Давление насыщения pbp_b (по PVT-исследованию)
14,0 МПа
Стабилизированный режим
q1=150q_1 = 150 м³/сут при pwf,1=11,0p_{wf,1} = 11{,}0 МПа
Шешім
  1. Замер ниже pbp_b, поэтому множитель Вогеля считаем от давления насыщения: x1=11,0/14,0=0,786x_1 = 11{,}0/14{,}0 = 0{,}786, 10,2x10,8x12=0,3491 - 0{,}2x_1 - 0{,}8x_1^2 = 0{,}349.
  2. Коэффициент продуктивности: J=150(20,014,0)+14,01,80,349=17,2J = \dfrac{150}{(20{,}0 - 14{,}0) + \dfrac{14{,}0}{1{,}8}\cdot 0{,}349} = 17{,}2 м³/(сут·МПа).
  3. Дебит при давлении насыщения qb=17,26,0=103q_b = 17{,}2\cdot 6{,}0 = 103 м³/сут; вогелевская часть Jpb/1,8=134J p_b/1{,}8 = 134 м³/сут; qmax=237q_{max} = 237 м³/сут.
  4. Дебит при pwf=7,0p_{wf} = 7{,}0 МПа (x=0,5x = 0{,}5): q=103+134(10,10,2)=197q = 103 + 134\cdot(1 - 0{,}1 - 0{,}2) = 197 м³/сут.
  5. Прямая с тем же JJ, продлённая ниже pbp_b, дала бы при 7 МПа 17,213,0=22417{,}2\cdot 13{,}0 = 224 м³/сут (на 14 % больше), а при нулевом забойном давлении — 344 м³/сут вместо 237.
Жауап: J17,2J \approx 17{,}2 м³/(сут·МПа); при забойном давлении 7 МПа скважина даст около 197 м³/сут, абсолютно свободный дебит — около 237 м³/сут.

Бұл нені білдіреді. Чем глубже забойное давление уходит ниже давления насыщения, тем больше ошибка прямой линии. Если скважину переводят на насос, подачу и напор подбирают по составной кривой, иначе насос окажется слишком производительным для пласта. Данные примера условные.

Составная индикаторная кривая и прямая, продлённая ниже давления насыщения050100150200250300350048121620Дебит q, м³/сутЗабойное давление pwf, МПапродлённая прямаядавление насыщениязамер

График забойного давления от 0 до 20 МПа в зависимости от дебита от 0 до 350 м³/сут. Сплошная кривая идёт прямо от 20 МПа при нулевом дебите до точки насыщения при 14 МПа и дебите около 103 м³/сут, затем изгибается и достигает нулевого давления при дебите около 237 м³/сут. Штриховая прямая продолжает начальный участок до дебита около 344 м³/сут. Отмечены точка насыщения и точка замера: 150 м³/сут при 11 МПа.

ЕсептеуРасчётная составная индикаторная кривая для данных примера: прямая выше давления насыщения (14 МПа) и кривая Вогеля ниже. Штриховая линия — та же прямая, ошибочно продлённая ниже давления насыщения.

Многорежимные исследования: метод Фетковича

Уравнение Вогеля строится по одной точке, а форма кривой в нём задана заранее. Если скважину исследовали на нескольких стабилизированных режимах, форму можно найти по самим данным. В 1973 году М. Феткович (M. Fetkovich) показал, что приток нефтяных скважин, работающих ниже давления насыщения, хорошо описывает та же зависимость, которую давно применяли для газовых скважин.

Уравнение притока Фетковича
q=C(pˉR2pwf2)nq = C\,(\bar p_R^2 - p_{wf}^2)^n
мұндағы:
  • qqдебит нефти в стандартных условиях, м³/сут
  • CCкоэффициент, отражающий свойства пласта и флюида; его размерность зависит от nn, м³/(сут·МПа²ⁿ)
  • nnпоказатель степени: 1 при чисто вязком течении, до 0,5 при сильных инерционных потерях,
  • pˉR, pwf\bar p_R,\ p_{wf}среднее пластовое и забойное давление, абсолютные, МПа

Бірліктер: qq — м³/сут, давления — МПа (абсолютные)

Мына жағдайда орындалады
  • стабилизированные режимы (исследование «режим за режимом») или изохронные режимы одинаковой продолжительности;
  • давления абсолютные: в формулу входят их квадраты, а разность квадратов избыточных давлений не равна разности квадратов абсолютных;
  • пластовое давление не выше давления насыщения; если выше, так описывают только часть кривой ниже pbp_b.

В безразмерной форме q/qmax=[1(pwf/pˉR)2]nq/q_{max} = [1 - (p_{wf}/\bar p_R)^2]^n, где qmax=CpˉR2nq_{max} = C\,\bar p_R^{2n}. При n=1n = 1 кривая почти совпадает с кривой Вогеля: разность 1x21 - x^2 и 10,2x0,8x21 - 0{,}2x - 0{,}8x^2 равна 0,2x(1x)0{,}2x(1 - x) и нигде не превышает 0,05. Значения n<1n < 1 говорят о потерях, растущих быстрее дебита, — прежде всего об инерционных (турбулентных) потерях у скважины.

Почему квадраты давлений? Ниже давления насыщения подвижность нефти kro/(μoBo)k_{ro}/(\mu_o B_o) уменьшается вместе с давлением приблизительно линейно. Если в законе Дарси для радиального притока проинтегрировать от pwfp_{wf} до pˉR\bar p_R подвижность, пропорциональную давлению, получится разность квадратов давлений — отсюда форма уравнения с n=1n = 1.

Обработка исследования. Для каждого режима вычисляют Δ(p2)=pˉR2pwf2\Delta(p^2) = \bar p_R^2 - p_{wf}^2 и наносят точки на двойной логарифмический график. Если по горизонтали отложить Δ(p2)\Delta(p^2), а по вертикали дебит, точки ложатся на прямую с наклоном nn; если оси поменять местами, наклон будет 1/n1/n — частый источник путаницы. Коэффициент CC находят по любой точке прямой, а qmaxq_{max} — продлив прямую до Δ(p2)=pˉR2\Delta(p^2) = \bar p_R^2.

Есептеу мысалыПоказатель n и потенциал скважины по четырём режимам
Бастапқы деректер (шартты)
Пластовое давление pˉR\bar p_R (абсолютное; пласт насыщен)
16,0 МПа
Режим 1
40 м³/сут при pwf=14,0p_{wf} = 14{,}0 МПа
Режим 2
65 м³/сут при 12,0 МПа
Режим 3
85 м³/сут при 10,0 МПа
Режим 4
101 м³/сут при 8,0 МПа
Шешім
  1. Разности квадратов давлений (pˉR2=256\bar p_R^2 = 256 МПа²): 60, 112, 156 и 192 МПа².
  2. Прямая по методу наименьших квадратов в координатах lgΔ(p2)\lg\Delta(p^2)lgq\lg q имеет наклон n=0,795n = 0{,}795. Проверка по крайним точкам: n=lg(101/40)/lg(192/60)=0,796n = \lg(101/40)/\lg(192/60) = 0{,}796.
  3. Коэффициент из той же прямой: C=1,539C = 1{,}539 м³/(сут·МПа²ⁿ).
  4. Абсолютно свободный дебит qmax=CpˉR2n=1,5392560,795=126q_{max} = C\,\bar p_R^{2n} = 1{,}539\cdot 256^{0{,}795} = 126 м³/сут; дебит при pwf=4,0p_{wf} = 4{,}0 МПа: q=1,5392400,795=120q = 1{,}539\cdot 240^{0{,}795} = 120 м³/сут.
  5. Для сравнения: уравнение Вогеля по одному режиму 2 дало бы qmax=65/(10,150,45)=163q_{max} = 65/(1 - 0{,}15 - 0{,}45) = 163 м³/сут — на 29 % больше.
Жауап: n0,795n \approx 0{,}795, qmax126q_{max} \approx 126 м³/сут.

Бұл нені білдіреді. Показатель меньше единицы означает, что при больших дебитах часть депрессии уходит на инерционные потери у скважины, и дебит растёт медленнее, чем Δ(p2)\Delta(p^2). Уравнение Вогеля такие потери не учитывает, поэтому по одному режиму оно переоценило бы потенциал скважины. На практике режимов берут не меньше трёх-четырёх и проверяют, что точки действительно ложатся на прямую. Данные примера условные.

Исследование на четырёх режимах в двойном логарифмическом масштабе30501002003002050100200Δ(p²) = p̄R² − pwf², МПа²Дебит q, м³/сутнаклон n ≈ 0,79qmax ≈ 126

Двойной логарифмический график: по горизонтали разность квадратов давлений от 30 до 300 МПа², по вертикали дебит от 20 до 200 м³/сут. Четыре точки замеров лежат на прямой с наклоном около 0,8; прямая продолжена до 256 МПа², где дебит около 126 м³/сут.

ЕсептеуРасчётный график исследования на четырёх режимах для данных примера в двойном логарифмическом масштабе: по горизонтали Δ(p2)\Delta(p^2), по вертикали дебит; наклон прямой равен nn. Продолжение прямой до Δ(p2)=pˉR2=256\Delta(p^2) = \bar p_R^2 = 256 МПа² даёт qmaxq_{max}.

Приток газа

Газ сильно сжимаем, а его вязкость и коэффициент сверхсжимаемости зависят от давления, поэтому прямая линия не годится для газовой скважины даже при однофазном потоке. Интегрирование закона Дарси для газа при средних значениях μZ\mu Z приводит к разности квадратов давлений; это приближение хорошо работает при не слишком высоких давлениях (ориентировочно до 14 МПа), а в общем случае вместо квадратов давлений используют псевдодавление реального газа. При больших скоростях к вязким потерям добавляются инерционные. На практике используют два вида уравнений.

Уравнение притока газа с показателем степени
qg=C(pˉR2pwf2)nq_g = C\,(\bar p_R^2 - p_{wf}^2)^n
мұндағы:
  • qgq_gдебит газа в стандартных условиях, тыс. м³/сут
  • CCкоэффициент, зависящий от свойств пласта и газа, тыс. м³/(сут·МПа²ⁿ)
  • nnпоказатель: 1 при чисто вязком течении, до 0,5 при преобладании инерционных потерь,
  • pˉR, pwf\bar p_R,\ p_{wf}пластовое и забойное давления, абсолютные, МПа

Бірліктер: qgq_g — тыс. м³/сут, давления — МПа (абсолютные)

Мына жағдайда орындалады
  • стабилизированные или изохронные режимы;
  • давления абсолютные;
  • эмпирическая зависимость: экстраполяция далеко за пределы исследованных депрессий ненадёжна.

Это исторически первое уравнение такого вида (уравнение противодавления, back-pressure equation); его применяют к газовым скважинам с 1930-х годов. Абсолютно свободный дебит газовой скважины qmax=CpˉR2nq_{max} = C\,\bar p_R^{2n} — стандартная мера её потенциала.

Двучленная формула притока газа
pˉR2pwf2=Aqg+Bqg2\bar p_R^2 - p_{wf}^2 = A\,q_g + B\,q_g^2
мұндағы:
  • AAкоэффициент сопротивления вязкому течению; включает влияние скин-фактора, МПа²/(тыс. м³/сут)
  • BBкоэффициент инерционного сопротивления, МПа²/(тыс. м³/сут)²
  • qgq_gдебит газа в стандартных условиях, тыс. м³/сут

Бірліктер: давления — МПа (абсолютные), qgq_g — тыс. м³/сут

Мына жағдайда орындалады
  • стабилизированные режимы;
  • AA и BB находят по исследованию на нескольких режимах: зависимость (pˉR2pwf2)/qg(\bar p_R^2 - p_{wf}^2)/q_g от qgq_g — прямая с наклоном BB и отрезком AA на оси ординат.

Двучленная формула — основная форма уравнения притока газа в отечественной практике. Она следует из закона фильтрации с инерционным членом, и оба её коэффициента имеют ясный физический смысл; подробнее — в уроке Приток при высоких дебитах: нелинейная фильтрация.

Тот же приём применяют к нефтяным скважинам с большими дебитами: зависимость (pˉRpwf)/q(\bar p_R - p_{wf})/q от qq по нескольким режимам — прямая. Её отрезок на оси ординат отражает вязкое сопротивление пласта вместе со скин-фактором, наклон — инерционные потери. Горизонтальная прямая означает, что инерционных потерь нет и индикаторная кривая линейна.

Как меняется индикаторная кривая

  • Истощение пласта. При падении пластового давления ниже давления насыщения кривая «сжимается»: уменьшаются и pˉR\bar p_R, и qmaxq_{max}. Причина не только в меньшем давлении: растёт газонасыщенность пласта, и нефти всё труднее двигаться. В безразмерных координатах q/qmaxq/q_{max}pwf/pˉRp_{wf}/\bar p_R кривые разных лет близки — это и позволило обобщить их уравнением Вогеля; как прогнозировать будущие кривые, показано в дополнительном разделе.
  • Вязкость нефти. Более вязкая нефть даёт при той же депрессии меньший дебит, но безразмерные кривые двух нефтей почти одинаковы: вязкость меняет масштаб кривой, а не её форму.
  • Состояние призабойной зоны. Повреждение или улучшение призабойной зоны описывают скин-фактором или коэффициентом гидродинамического совершенства (flow efficiency, FE) — отношением фактического коэффициента продуктивности к коэффициенту той же скважины без повреждения. FE<1FE < 1 — зона повреждена, FE>1FE > 1 — улучшена кислотной обработкой или гидроразрывом.
  • Несколько пластов в одной скважине. Если совместно работают пласты с разной проницаемостью и давлением, кривая скважины — сумма кривых пластов при одном забойном давлении. При малой депрессии пласт с пониженным давлением может принимать флюид из других (межпластовый переток), поэтому такие скважины исследуют и попластово.
  • Обводнение. С ростом доли воды меняются фазовые проницаемости, плотность и вязкость смеси. Для обводнённой скважины кривую обычно строят по дебиту жидкости, а долю воды учитывают отдельно.
Коэффициент гидродинамического совершенства
FE=pˉRpwfΔpSpˉRpwf=JфактJидFE = \frac{\bar p_R - p_{wf} - \Delta p_S}{\bar p_R - p_{wf}} = \frac{J_{\text{факт}}}{J_{\text{ид}}}
мұндағы:
  • ΔpS\Delta p_Sдополнительная потеря давления в призабойной зоне при данном дебите (по гидродинамическим исследованиям), МПа
  • JфактJ_{\text{факт}}фактический коэффициент продуктивности, м³/(сут·МПа)
  • JидJ_{\text{ид}}коэффициент продуктивности той же скважины без повреждения (S=0S = 0), м³/(сут·МПа)

Бірліктер: безразмерная величина; давления в одинаковых единицах

Мына жағдайда орындалады
  • однофазный приток, стабилизированный режим;
  • дополнительная потеря давления пропорциональна дебиту (скин-фактор не зависит от дебита).

Для псевдоустановившегося притока FE=ln(re/rw)0,75ln(re/rw)0,75+SFE = \dfrac{\ln(r_e/r_w) - 0{,}75}{\ln(r_e/r_w) - 0{,}75 + S}: скин-фактор +5+5 при логарифмическом члене около 7,5 оставляет скважине 60 % идеальной продуктивности.

Терминдер мен белгілер

Индикаторная кривая (IPR)
зависимость дебита от забойного давления при данном пластовом давлении.
Коэффициент продуктивности JJ
дебит на единицу депрессии; для прямой кривой постоянен, м³/(сут·МПа).
Удельный коэффициент продуктивности
коэффициент продуктивности на метр эффективной толщины, J/hJ/h.
Абсолютно свободный дебит qmaxq_{max} (AOF)
дебит при нулевом забойном давлении; условная мера потенциала скважины.
Давление насыщения pbp_b
давление, ниже которого из нефти выделяется газ; граница прямого и изогнутого участков индикаторной кривой.
Составная индикаторная кривая
прямая выше давления насыщения и кривая Вогеля ниже него, сопряжённые без излома.
Коэффициент гидродинамического совершенства (FE)
отношение фактического коэффициента продуктивности к коэффициенту скважины без повреждения призабойной зоны.
Показатель nn
показатель степени в уравнениях вида q=CΔ(p2)nq = C\,\Delta(p^2)^n; значения меньше единицы указывают на инерционные потери.

Жиі қателіктер

Қате

«При депрессии 5 МПа скважина даёт 50 м³/сут — значит, при 10 МПа даст 100».

Шын мәнінде

Только если оба забойных давления выше давления насыщения. Ниже него кривая изгибается, и дебит растёт медленнее депрессии; расчёт ведут по составной кривой или по уравнению Вогеля.

Қате

«qmaxq_{max} — это дебит, который скважина может реально дать».

Шын мәнінде

Это условный дебит при нулевом забойном давлении. Реальный максимум всегда меньше: на забое остаётся давление столба жидкости, а допустимую депрессию ограничивают вынос песка, конусы воды и газа, прочность колонны.

Қате

«У скважины упал коэффициент продуктивности — значит, повреждена призабойная зона».

Шын мәнінде

Не обязательно. Средний коэффициент продуктивности падает сам, если забойное давление опустилось ниже давления насыщения, а также при падении пластового давления и росте газонасыщенности. Повреждение подтверждают гидродинамическими исследованиями, определяя скин-фактор.

Қате

«На графике Фетковича наклон прямой — это всегда nn».

Шын мәнінде

Только если по горизонтали отложена разность квадратов давлений, а по вертикали дебит. При обратном расположении осей наклон равен 1/n1/n. Проверяйте, что отложено на какой оси.

Қате

«В уравнение Фетковича можно подставлять избыточные давления».

Шын мәнінде

В формулы с квадратами давлений подставляют абсолютные давления: (a+0,1)2(b+0,1)2a2b2(a + 0{,}1)^2 - (b + 0{,}1)^2 \ne a^2 - b^2. Для прямой индикаторной кривой, где важна только разность давлений, это безразлично.

Толық: тереңдетілген

Прогноз индикаторной кривой при падении пластового давления

По мере истощения пласта индикаторная кривая меняется, и насос или газлифт, подобранные на сегодняшний режим, через год-два могут оказаться неподходящими. Удобный способ прогноза предложил М. Стэндинг (M. Standing). Он ввёл коэффициент продуктивности при нулевой депрессии JJ^* — наклон кривой Вогеля в её верхней точке. При исчезающе малой депрессии давление во всей области дренирования равно pˉR\bar p_R, поэтому JJ^* пропорционален подвижности нефти при пластовом давлении.

Коэффициент продуктивности при нулевой депрессии
J=1,8qmaxpˉR=1,8J1+0,8pwf/pˉRJ^* = \frac{1{,}8\,q_{max}}{\bar p_R} = \frac{1{,}8\,J}{1 + 0{,}8\,p_{wf}/\bar p_R}
мұндағы:
  • JJ^*коэффициент продуктивности при нулевой депрессии, м³/(сут·МПа)
  • JJсредний коэффициент продуктивности по замеру, q/(pˉRpwf)q/(\bar p_R - p_{wf}), м³/(сут·МПа)
  • qmax, pˉR, pwfq_{max},\ \bar p_R,\ p_{wf}абсолютно свободный дебит, пластовое и забойное давление замера, м³/сут, МПа

Бірліктер: любые согласованные

Мына жағдайда орындалады
  • форма кривой вогелевская (pˉRpb\bar p_R \le p_b).

Второе равенство следует из разложения 10,2x0,8x2=(1x)(1+0,8x)1 - 0{,}2x - 0{,}8x^2 = (1 - x)(1 + 0{,}8x): средний коэффициент JJ равен (qmax/pˉR)(1+0,8x)(q_{max}/\bar p_R)(1 + 0{,}8x), где x=pwf/pˉRx = p_{wf}/\bar p_R.

Пересчёт на будущее пластовое давление
Jf=Jp(kro/μoBo)f(kro/μoBo)p,qmax,f=JfpˉR,f1,8J^*_f = J^*_p\,\frac{\left(k_{ro}/\mu_o B_o\right)_f}{\left(k_{ro}/\mu_o B_o\right)_p},\qquad q_{max,f} = \frac{J^*_f\,\bar p_{R,f}}{1{,}8}
мұндағы:
  • p, fp,\ fиндексы текущего и будущего состояния,
  • krok_{ro}относительная проницаемость для нефти при средней насыщенности пласта,
  • μo\mu_oвязкость нефти при пластовом давлении, мПа·с
  • BoB_oобъёмный коэффициент нефти, м³/м³
  • pˉR,f\bar p_{R,f}будущее пластовое давление, МПа

Бірліктер: отношение безразмерно; JJ^* и qmaxq_{max} — в единицах текущей кривой

Мына жағдайда орындалады
  • форма кривой и в будущем вогелевская;
  • krok_{ro} — по прогнозу насыщенности (материальный баланс) и кривым относительной проницаемости; μo\mu_o и BoB_o — по PVT-данным при будущем давлении;
  • свойства призабойной зоны не меняются.

Коэффициент продуктивности при нулевой депрессии пропорционален подвижности нефти kro/(μoBo)k_{ro}/(\mu_o B_o). Будущая кривая: q=qmax,f(10,2x0,8x2)q = q_{max,f}\,(1 - 0{,}2x - 0{,}8x^2) с x=pwf/pˉR,fx = p_{wf}/\bar p_{R,f}.

Более грубая оценка следует из метода Фетковича, если считать коэффициент CC пропорциональным пластовому давлению: qmax,f=qmax,p(pˉR,f/pˉR,p)1+2nq_{max,f} = q_{max,p}\,(\bar p_{R,f}/\bar p_{R,p})^{1+2n}, при n=1n = 1 — куб отношения давлений. Она не требует данных об относительной проницаемости и годится для быстрой проверки. Как прогнозируют давление и насыщенность залежи с режимом растворённого газа, разобрано в уроке Прогноз работы залежи с режимом растворённого газа.

Есептеу мысалыИндикаторная кривая через несколько лет
Бастапқы деректер (шартты)
Сейчас (скважина из примера с уравнением Вогеля)
pˉR=15,0\bar p_R = 15{,}0 МПа, qmax=117,5q_{max} = 117{,}5 м³/сут
Сейчас: krok_{ro}; μo\mu_o; BoB_o
0,75; 1,6 мПа·с; 1,20
В будущем: pˉR\bar p_R
12,0 МПа
В будущем (прогноз): krok_{ro}; μo\mu_o; BoB_o
0,55; 1,9 мПа·с; 1,15
Шешім
  1. Сейчас: Jp=1,8117,5/15,0=14,10J^*_p = 1{,}8\cdot 117{,}5/15{,}0 = 14{,}10 м³/(сут·МПа).
  2. Подвижность нефти: сейчас 0,75/(1,61,20)=0,3910{,}75/(1{,}6\cdot1{,}20) = 0{,}391, в будущем 0,55/(1,91,15)=0,2520{,}55/(1{,}9\cdot1{,}15) = 0{,}252 (мПа·с)⁻¹; отношение 0,644.
  3. В будущем: Jf=14,100,644=9,09J^*_f = 14{,}10\cdot0{,}644 = 9{,}09 м³/(сут·МПа); qmax,f=9,0912,0/1,8=60,6q_{max,f} = 9{,}09\cdot 12{,}0/1{,}8 = 60{,}6 м³/сут.
  4. Дебит при pwf=6,0p_{wf} = 6{,}0 МПа: сейчас 93 м³/сут; в будущем (x=0,5x = 0{,}5) 60,6(10,10,2)=4260{,}6\cdot(1 - 0{,}1 - 0{,}2) = 42 м³/сут.
  5. Проверка по Фетковичу при n=1n = 1: 117,5(12,0/15,0)3=60,2117{,}5\cdot(12{,}0/15{,}0)^3 = 60{,}2 м³/сут — близко.
Жауап: Потенциал скважины снизится примерно вдвое: qmaxq_{max} — с 117,5 до 60,6 м³/сут; при забойном давлении 6 МПа дебит упадёт с 93 до 42 м³/сут.

Бұл нені білдіреді. Падение объясняется не только снижением пластового давления на 20 %: нефть потеряла подвижность — выросла газонасыщенность пласта, увеличилась вязкость нефти. Такой прогноз нужен, чтобы подобрать насос с запасом и спланировать, когда скважину переводить на другой способ эксплуатации. Данные примера условные.

Кривая Вогеля для скважины с повреждённой или обработанной призабойной зоной

Уравнение Вогеля получено для неповреждённых скважин. Для скважины с коэффициентом совершенства FE1FE \ne 1 М. Стэндинг предложил подставлять в него «идеальное» забойное давление — то, которое было бы при том же дебите без повреждения: pwf=pˉRFE(pˉRpwf)p'_{wf} = \bar p_R - FE\,(\bar p_R - p_{wf}). После подстановки получается следующая формула.

Уравнение Вогеля с учётом совершенства скважины
qqmaxFE=1=1,8FE(1pwfpˉR)0,8FE2(1pwfpˉR)2\frac{q}{q_{max}^{FE=1}} = 1{,}8\,FE\left(1 - \frac{p_{wf}}{\bar p_R}\right) - 0{,}8\,FE^2\left(1 - \frac{p_{wf}}{\bar p_R}\right)^2
мұндағы:
  • qmaxFE=1q_{max}^{FE=1}абсолютно свободный дебит той же скважины без повреждения, м³/сут
  • FEFEкоэффициент гидродинамического совершенства,
  • q, pˉR, pwfq,\ \bar p_R,\ p_{wf}дебит, пластовое и забойное давление, м³/сут, МПа

Бірліктер: безразмерная форма

Мына жағдайда орындалады
  • вогелевская форма притока для неповреждённой скважины;
  • дополнительная потеря давления в призабойной зоне пропорциональна дебиту;
  • при FE>1FE > 1 формула применима, пока pwf0p'_{wf} \ge 0, то есть при pwfpˉR(11/FE)p_{wf} \ge \bar p_R\,(1 - 1/FE); ниже она даёт физически бессмысленный результат.

При FE=1FE = 1 формула совпадает с уравнением Вогеля. Построив кривые для фактического FE и для FE после обработки, получают ожидаемый прирост притока; реальный прирост дебита затем проверяют узловым анализом.

Басқа тақырыптармен байланыс

  • Узловой анализ добывающей системыкак индикаторная кривая вместе с кривой оттока определяет рабочий режим скважины.
  • Скин-факторчто такое скин-фактор и как его определяют по исследованиям.
  • Псевдоустановившийся приток и коэффициент формывывод формулы притока со средним пластовым давлением и коэффициенты формы области дренирования.
  • Относительная проницаемостьпочему свободный газ снижает приток нефти.
  • Приток при высоких дебитах: нелинейная фильтрацияинерционные потери и двучленная формула притока газа.
  • Прогноз работы залежи с режимом растворённого газакак прогнозируют давление и насыщенность залежи для будущих кривых.
  • Проницаемость горных породзакон Дарси и радиальный приток — основа формулы коэффициента продуктивности.

Өзіңізді тексеріңіз

  1. 1

    Пластовое давление 20 МПа, давление насыщения 12 МПа. Скважина дала 60 м³/сут при забойном давлении 16 МПа. Какой дебит ожидать при забойном давлении 14 МПа?

    1. А.90 м³/сут
    2. Б.Около 80 м³/сут: кривая уже изгибается
    3. В.120 м³/сут
    4. Г.Оценить нельзя без уравнения Вогеля
    Жауабын көрсету

    Дұрыс жауап: А. 90 м³/сут

    Оба забойных давления выше давления насыщения, приток однофазный, кривая прямая: J=60/(2016)=15J = 60/(20 - 16) = 15 м³/(сут·МПа), q=15(2014)=90q = 15\cdot(20 - 14) = 90 м³/сут.

  2. 2

    Скважина в пласте с pˉR=pb=16\bar p_R = p_b = 16 МПа дала 40 м³/сут при pwf=12p_{wf} = 12 МПа. Оцените qmaxq_{max} по уравнению Вогеля и сравните с прямой через тот же замер.

    Жауабын көрсету

    x=12/16=0,75x = 12/16 = 0{,}75; 10,20,750,80,752=10,150,45=0,401 - 0{,}2\cdot0{,}75 - 0{,}8\cdot0{,}75^2 = 1 - 0{,}15 - 0{,}45 = 0{,}40; qmax=40/0,40=100q_{max} = 40/0{,}40 = 100 м³/сут. Прямая дала бы J=40/4=10J = 40/4 = 10 м³/(сут·МПа) и qmax=160q_{max} = 160 м³/сут — на 60 % больше.

  3. 3

    Зачем в составной индикаторной кривой ниже давления насыщения стоит множитель Jpb/1,8J p_b/1{,}8?

    1. А.Это эмпирическая поправка на обводнённость
    2. Б.Так наклоны прямой и кривой совпадают в точке pwf=pbp_{wf} = p_b
    3. В.Это абсолютно свободный дебит всей скважины
    4. Г.Он учитывает скин-фактор
    Жауабын көрсету

    Дұрыс жауап: Б. Так наклоны прямой и кривой совпадают в точке pwf=pbp_{wf} = p_b

    Наклон кривой Вогеля в её верхней точке равен 1,8qmax,V/pb1{,}8\,q_{max,V}/p_b. Чтобы кривая продолжала прямую без излома, этот наклон приравнивают коэффициенту продуктивности JJ, откуда qmax,V=Jpb/1,8q_{max,V} = J p_b/1{,}8. Абсолютно свободный дебит всей скважины больше: qb+Jpb/1,8q_b + J p_b/1{,}8.

  4. 4

    На графике многорежимного исследования по горизонтали отложен lgq\lg q, по вертикали lg(pˉR2pwf2)\lg(\bar p_R^2 - p_{wf}^2), наклон прямой 1,25. Чему равен показатель nn и что он говорит о притоке?

    Жауабын көрсету

    При таком расположении осей наклон равен 1/n1/n, поэтому n=1/1,25=0,8n = 1/1{,}25 = 0{,}8. Показатель меньше единицы: при больших дебитах часть депрессии уходит на инерционные потери у скважины, и дебит растёт медленнее, чем Δ(p2)\Delta(p^2).

  5. 5

    Как изменится индикаторная кривая после успешной обработки призабойной зоны, если пластовое давление не изменилось?

    1. А.Сместится вниз параллельно самой себе
    2. Б.Повернётся вокруг точки q=0q = 0, pwf=pˉRp_{wf} = \bar p_R: при том же забойном давлении дебит станет больше
    3. В.Не изменится: обработка влияет только на лифт
    4. Г.Сместится вверх: пластовое давление вырастет
    Жауабын көрсету

    Дұрыс жауап: Б. Повернётся вокруг точки q=0q = 0, pwf=pˉRp_{wf} = \bar p_R: при том же забойном давлении дебит станет больше

    Обработка снижает дополнительное сопротивление у скважины и увеличивает коэффициент продуктивности, а пластовое давление — точка кривой при нулевом дебите — остаётся прежним. Кривая поворачивается вокруг этой точки и становится положе.

  6. 6

    Скважина вскрыла два пласта, оба выше давления насыщения: у первого pˉR=18\bar p_R = 18 МПа и J=10J = 10, у второго pˉR=15\bar p_R = 15 МПа и J=20J = 20 м³/(сут·МПа). Каков дебит скважины при забойном давлении 14 МПа и при 16 МПа?

    Жауабын көрсету

    Кривые пластов складываются при одном забойном давлении. При 14 МПа: 104+201=6010\cdot 4 + 20\cdot 1 = 60 м³/сут. При 16 МПа второй пласт уже не отдаёт, а принимает флюид: 20(1516)=2020\cdot(15 - 16) = -20 м³/сут, а первый отдаёт 102=2010\cdot 2 = 20 м³/сут. На поверхность не поступает ничего — вся продукция первого пласта уходит во второй. Это межпластовый переток.

Жаңартылған: 22 сентября 2026 г.