Потери напора в пласте

Потери напора в пласте, обусловленные работой сил трения, определяются на основании положения о том, что поток движется по пути наименьшего сопротивления и выбирает наиболее энергетически выгодное направление. При создании возмущения поток в пласте может двигаться в плоскопараллельном, радиально-сферичном, либо промежуточном направлении.
Анализ известных уравнений для определения потерь напора в пласте при различных формах движения показывает, что на удаленных участках пласта более энергетически выгодным является радиально-сферичный поток, а в околоскважинной зоне - плоскопараллельный.
Потери напора в пласте I1 определяются из выражения:

где μ - вязкость жидкости; Q - расход; R — радиус влияния скважины; К - коэффициент проницаемости; m1 - мощность интервала пласта через который осуществляется фильтрация; r1 - радиус скважины; - радиус удаления от скважины, на котором происходит изменение радиально-сферичного направления фильтрации на плоскопараллельное; m -общая мощность пласта.
Между зонами радиально-сферичного и плоскопараллельного потоков существует переходная зона, в которой линии тока выполаживаются.
Расстояние от скважины, на котором происходит изменение направления движения потока в пласте определяется из выражения:

Мощность реально работающего интервала пласта в околоскважинной зоне легко определяется методом расходометрии и затем может экстраполироваться на аналогичные горно-геологические и гидрогеологические условия отработки месторождения.
Традиционно несоответствие реально работающей мощности пласта и обшей мощности регулируют введением в формулу притока к скважине безразмерного параметра несовершенства по степени вскрытия, равного отношению вскрытой части пласта к общей. В реальных условиях вскрытая часть пласта работает не полностью. Из выражения (8.16) следует, что реально несовершенство скважины по степени вскрытия определяется выражением:

При удалении от скважины на расстояние радиуса влияния потери напора равны нулю и величина динамического уровня соответствует статическому. По мере приближения к скважине возрастают скорости фильтрации за счет уменьшения площади фильтрации и потери напора увеличиваются все с большей интенсивностью, а разница между статическим и динамическим уровнем растет. Поверхность, образованная вращением вокруг оси скважины кривой изменения динамического уровня от стенки скважины до радиуса влияния, называют депрессионной воронкой. Чем круче поверхность депрессионной воронки, тем интенсивнее потери напора в пласте и наоборот.
Анализ характера движения в пласте позволяет сделать вывод полезный для практических работ. Снижение потерь напора в пласте возможно за счет увеличения диаметра скважины и замены в околоскважинной зоне низко проницаемого пласта на более проницаемый гравий. Увеличение диаметра скважины в интервале продуктивного пласта разумно до определенного предела, при определении которого прежде всего должны учитываться экономические факторы. При несовершенном вскрытии пласта нижний интервал пласта практически не работает.
Эти выводы подтверждаются на практике многочисленными экспериментами и данными расходометрии и должны быть положены в основу при проектировании рациональных конструкций скважин.

---