УДК 532.135.001.
О ПОТЕНЦИАЛЬНОМ РАСХОДЕ НЕНЬЮТОНОВКИХ ЖИДКОСТЕЙ В ПЛОСКОРАДИАЛЬНОЙ
МИКРОТРЕЩИНЕ
М.А.МАМЕДОВА
Азербайджанская государственная
нефтяная академия
В работе изучены влияния направления (при отборе и нагнетании) движения
жидкости и радиуса контура питания, величина потенциального количества жидкости
в плоскорадиальной микротрещине. Отмечено, что относительное снижение
потенциального количества жидкости полученных при отборе и нагнетании связаны,
с проявлением инерционных сопротивлений, в результате изменения величины и
направления скорости при движении жидкости в радиальной микротрещине.
Ключевые слова:
раскрытость микротрещины, начальный
градиент давления, направление нагнетания, неньютоновские жидкости, потенциальный расход.
Keywords: microfissure
opening, initial pressure
gradient, injection direction,
non-Newtonian fluid (liquid), potential production rate
ABOUT THE POTENTIAL DISCHARGE RATE OF NOT
NEWTONIAN FLUIDS IN FLATRADIAL TO THE INCIPIENT CRACK
M.A.Mamedova
The
Azerbaijan state oil academy
Direction influencing
(are learnt at culling and injection) flow of fluid and radius of an external
boundary magnitude of potential quantity of fluid in flat radial to an
incipient crack. It is noticed that relative drop of potential quantity of fluid
received at culling and injection are linked, a consequence of appearance of
inertial resistance, as a result of variation of magnitude and a velocity
direction at flow of fluid in a radial incipient crack.
Характерные особенности
научно-технической революции и нового производства обуславливают быстрый рост
потребности страны в топливе и энергии. В условиях современного
научно-технического прогресса особое внимание уделяется разработке и внедрению
новых методов, развития нефтедобычи месторождений трещиноватых пластов. Это
приводит к необходимости всестороннего и настоятельного изучения особенностей
движения жидкости в микротрещине с учетом возможности проявления начального
градиента давления. Значимость этих исследований обуславливается еще и тем, что
большая часть месторождений нефти и газа ряда стран, в том числе и Азербайджана,
приурочена к карбонатным коллекторам трещинного, трещинно-порового и
трещинно-кавернозного типов.
Нами ранее было проведено комплексное исследование движения неньютоновских
жидкостей в плоскорадиальных щелях, изучено влияние основных факторов на
реологические параметры течения систем трещин [1,2].
Вместе с тем некоторые вопросы особенности движения неньютоновских
жидкостей в плоскорадиальной трещине с проявлением начального градиента
давления исследованы еще недостаточно полно.
В связи с этим, данная статья
посвящена экспериментальному исследованию движения неньютоновских жидкостей в
плоскорадиальной микротрещине с проявлением начального градиента давления.
Экспериментальное
исследование проведено на установке, позволяющей создать радиальные щели
различной раскрытостью.
Конструкция щелевой модели, имитирующая плоскорадиальное движение жидкости
в недеформируемой среде, представлена в работе [1].
Для контроля распределения
движения вдоль радиуса верхней плиты щелевой модели, кроме отверстия в центре и
в контуре были просверлены еще два отверстия под углом 1200. Радиусы
окружностей, на которых расположены отверстия, равняются 34 и 57 мм. Кроме того
вблизи этих отверстий на расстояниях 43 мм от центра трещины было расположено
еще по одному отверстию.
В процессе опытов создавались различные перепады давления на щелевой модели
и при этом замерялись соответствующие объемные расходы жидкости Q. В
качестве исследуемой жидкости использовалась, высокосмолистая неньютоновская
нефть с содержанием 72% смолы (НГДУ «Ширваннефть» Азербайджанской государственной
нефтяной компании).
Экспериментальные исследования
проводились в двух сериях. В первой серии моделировалось движение жидкости от
скважины по направлению к контуру (при закачке), а во второй, ─ от
контура к скважине (при добыче). В обеих сериях эксперименты проводились на
стационарном режиме движения жидкости.
В процессе опытов создавались
различные перепады давления на щелевой модели и при этом замерялись
соответствующие объемные расходы жидкости.
Изучено влияние изменения уровня
давления в контуре на процесс движения жидкости в щелях при первой и второй
серии опытов. При каждом изменении перепада давления снимались показания
манометров, установленных на входе, выходе и в каждом отверстии.
На основе экспериментальных данных при нагнетании были построены
кривые зависимости 
от 
, 
и 
по данным первой серии опытов и определены значения
потенциального расхода 
(при значении забойного давления равного нулю) при
различных значениях раскрытости щели при 3030 К. Аналогичным путем
также определен потенциальный дебит при отборе жидкости из модели пласта, при
этом построены кривые зависимости Q от
, 
и 
по данным второй серии опыта. 
, 
, 
и 
соответственно
давления на контуре, в центре, во втором и в третьем отверстиях верхней плиты
щелевой модели.
В ходе исследования также определены
потенциальные расходы жидкости в двух отверстиях, расположенных вдоль радиуса
модели, при первой и второй серии опытов.
Отметим,
что расходы жидкостей, определены на контуре и в центре радиальной
микротрещине, соответственно, при первой и второй серии опытов.
Экспериментальные исследования проводились при значениях раскрытости
радиальной микротрещины 90, 120, 160 и 180 мкм.
На рис.1 в качестве примера приведены
зависимости 
от 
, построенные по данным при закачке и отборе жидкости в
радиальной микротрещине с раскрытостью 90 мкм при температуре 3030
К. Кривые 4, 2, 3 построены по данным первой, а кривые 
во второй серии
опытов. Получены эмпирические уравнения для кривых 4, 2, 3 и 1, 2′,
3′ соответственно:
Q =
9E-07P1 - E-07;
R²
= 0,987; (1)
Q = E-07P2 -
4E-08;
R²
= 0,916; (2)
Q =
3E-07P3 -
7E-08;
R²
= 0,858; (3)
Q = -E-07P4
+ 4E-08; R² = 0,965;
(4)
Q = -2E-07P2
+ 6E-08; R² = 0,809; 5)
Q =
-2E-07P3 +
1E-07;
R²
= 0,947. (6)
На основе кривых зависимостей определено 
. Отметим, что потенциальное количество приема жидкости
при закачке больше, чем потенциальный дебит при отборе жидкости из модели
трещинных пластов.
Затем, с целью определения расхода жидкости в любой точке пласта были
построены кривые зависимости безразмерных параметров расхода 
от безразмерной
величины давления 
при первой и 
при второй серии
опытов при различных значениях раскрытости щели.
В качестве примера на рис.2 приведены
зависимости безразмерного расхода жидкости 
от безразмерного
давления 
и 
соответственно при первой и второй серии опытов для
раскрытости щели 90 мкм при температуре 3030 К. Как видно из этих
рисунков, значение безразмерного расхода жидкости определенного в контуре (в
первой серии опыта), в центре (во второй серии опыта) и двух отверстиях,
расположенных вдоль радиуса радиальных щелей, укладывается в одну общую прямую.
На рис.3, приведены, также зависимости безразмерного расхода жидкости 
от безразмерного изменения величины давления 
соответственно
при первой и 
при второй серии
опытов для раскрытости 90 мкм при температуре 3030 К, которые
укладываются на одну общую прямую.
Отметим, что увеличение давления в контуре способствует уменьшению радиуса
контура питания, т.е. приближение контура питания к скважинам приводит к
увеличению дебита скважины.
Таким образом, увеличение уровня давления в контуре, а также в центре
уменьшает перепады давлений расходуемых для одного и того же количества дебита
жидкости из трещинных пластов
На рис.4, для косвенной оценки влияния направления (при отборе и
нагнетании) движения жидкости на величину потенциального количества жидкости
представлены результаты исследования зависимости относительного снижения 
от 
―радиуса окружностей, на которых расположены
отверстия, найденной по данным первой и второй серии опытов при температуре 303о
К. При этом раскрытость щели равна 90мкм.
Отметим, что относительное снижение потенциального количества жидкости
полученных от пробных откачек и закачек, связаны с проявлением инерционных
сопротивлений, которые могут возникать в результате изменения величины и
направления скорости при движении жидкости в радиальной микротрещине [3].
ВЫВОДЫ
На основе результатов экспериментального исследования
плоскорадиального движения жидкостей в микротрещине, можно определить:
1) Расходы жидкости в щелях с раскрытостью h≤hkp;
2) Значение максимального приема жидкости при закачке в
трещиноватые пласты;
3) Значение максимального отбора жидкости из трещиноватых
пластов;
4) Оптимальные параметры и направление нагнетания,
характеризующие эффективность процесса при заводнении трещиноватых пластов.
Литература
1. Мамедова М. А. Экспериментальное исследование движения неньютоновских
жидкостей в плоскорадиальной микротещине //Научное обозрение.─2010. ─№5.
С. 51─57.г. Москва
2. Мамедова М.А. Экспериментальное исследование перераспределения давления
при движении неньютоновской жидкости в плоскорадиальной микротрещине.// Нефтепромысловое
дело. Москва ОАО «ВНИИОЭНГ» ─2011. ─№4.-С.17─19.
3. Гурбанов Р.С., Абдинов Э.Т., Агаева С. Е. Индикаторные
кривые при плоскорадиальной фильтрации
несжимаемой вязкой жидкости. // Док. АН. Азерб. ССР. ─1981.
─ Том . ─ XXXVII . ─ №10. ─
С.46-50.
Рис.1. Зависимости Q от
Р, построенные при первой (à) и
второй(б) серии опытов:
а: 4―на контуре, 2,3 ― соответственно во
втором и третям отверстии при первой серии опыта
б: 1―в центре, 2′, 3′― соответственно во втором и третям отверстии при
втором серии опыта
Рис.2. Зависимость безразмерного
расхода жидкости от величины безразмерного давления при первой (а) и второй (б)
серии опытов:
а:1
―на
контуре; 
―во
втором, Х― третям отверстии:
б: 
―в
центре, 
―
во втором, Х― третям отверстии:
Рис.3. Зависимость безразмерного
расхода жидкости от величины изменения безразмерного давления соответственно
при первой (а) и второй (б) серии опытов:
Условные
обозначения те же, что на рис 2.
Рис.4. Зависимость 
от 
при
первой и второй серии опытов
О ПОТЕНЦИАЛЬНОМ РАСХОДЕ НЕНЬЮТОНОВКИХ
ЖИДКОСТЕЙ В ПЛОСКОРАДИАЛЬНОЙ МИКРОТРЕЩИНЕ
Азербайджанская государственная нефтяная академия
РЕЗЮМЕ
Данная статья посвящена экспериментальному исследованию движения
неньютоновских жидкостей в плоскорадиальной микротрещине с проявлением
начального градиента давления.
Экспериментальное исследование проведено на установке, позволяющей создать
радиальные щели различной раскрытости.
Изучены влияния направления (при отборе и нагнетании) движения жидкости и
радиуса контура питания, величина потенциального количества жидкости в
плоскорадиальной микротрещине. Отмечено, что относительное снижение
потенциального количества жидкости полученных при отборе и нагнетании связаны,
с проявлением инерционных сопротивлений, в результате изменения величины и направления скорости при движении жидкости в
радиальной микротрещине.
На основе результатов экспериментального исследования
плоскорадиального движения жидкостей в микротрещине, можно определить:
1) Расходы жидкости в щелях с раскрытостью h≤hkp;
2) Значение максимального приема жидкости при закачке в
трещиноватые пласты;
3) Значение максимального отбора жидкости из трещиноватых
пластов;
4) Оптимальные параметры и направление нагнетания,
характеризующие эффективность процесса при заводнении трещиноватых пластов.
ABOUT THE POTENTIAL DISCHARGE RATE OF NOT
NEWTONIAN FLUIDS IN FLATRADIAL TO THE INCIPIENT CRACK
The
Azerbaijan state oil academy
THE
RESUME
Produced article is
devoted an experimental research of move of non-newtonian liquids in flat radial
to an incipient crack with appearance of an original pressure gradient.
The experimental
research is held on the array, allowing constructing radial cracks of various
opening.
Direction influencing
(are learnt at culling and injection) flow of fluid and radius of an external
boundary magnitude of potential quantity of fluid in flat radial to an
incipient crack. It is noticed that relative drop of potential quantity of
fluid received at culling and injection are linked, a consequence of appearance
of inertial resistance, as a result of variation of magnitude and a velocity
direction at flow of fluid in a radial incipient crack.
On the basis of results
of an experimental research flat radial in an incipient crack, it is possible
to institute moves of fluids:
1) Rates of flow in
cracks with opening h≤hkp;
2) Capacity of the
maximum reception of fluid at gas cap repressuring in fissured benches;
3) Capacity of the
maximum culling of fluid from fissured layers;
4) Correctly to choose
arguments and a direction the injections characterizing performance of process
at water flood of fissured layers.