ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 152
Скачиваний: 0
а. Ф о н т а н и р о в а н и е по 62-мм п о д ъ е м н ы м т р у -
б а м. Средняя |
скорость |
движения нефти |
|
|||
ѵ„ = |
|
jtda |
|
300-4 |
|
= 1,32 м/с. |
|
0,87-3,14-0,0622-86400 |
|||||
|
Рн —;— 86 400 |
|
|
|
|
|
Параметр |
Рейнольдса |
|
132 • 6,2 |
|
|
|
|
|
R e: |
v Hd |
=8180, |
|
|
где ѵ„ и d |
в |
см. |
V |
0,1 |
|
|
|
|
|
|
|||
Режим турбулентный. Коэффициент гидравлических сопротив лений
0,3164 |
0,3164 |
а по оо |
Я ~ j/ R ë ~ |
81800-25 — |
• 6 д 6 - |
Гидравлические |
потери |
напора при движении нефти в 62-мм |
||||||
колонне труб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рн |
а А999 |
2800 • 1,32® . о,87 |
-11,6 |
кгс/см2 |
|||
Р т р ~ d 2 g |
10 - |
и ’иоо° |
0,062 • 2 • 9,81 • 10 |
|||||
|
|
|||||||
(g = 9,81 м/с2 — ускорение |
свободного падения). |
|
||||||
Потери скоростного напора ничтожно малы: |
|
|||||||
Рек |
|
|
1,322.0,87 |
- 0,0077 кгс/см2, |
|
|||
2 g 10 |
|
2 ■ 9,81 ■ 10 |
|
|||||
|
|
|
|
|
||||
а потому ими можно пренебречь.
Гидростатическое давление столба нефти в скважине
=-280l ö 0,87 = 244 кгс/см2.
Забойное давление
Рзаб = Рст~ЬРбуФ “ЬРтр = 244 -j-120 —J—11,6 = 375,6 кгс/см2 (36,8 МПа),
К. п. д. подъемника при фонтанировании по 62-мм колонне
IV |
|
|
1 |
= 0,95. |
|
|
0,0333 • 1,322 |
||
1 - |
|
|
|
|
2gd |
1+т |
|
||
|
* |
1 2 • 9,81 • 0,062 |
|
|
Перепад давления на забое
Ар = —■=> — 25 кгс/см2.
Пластовое давление
Ліл = Рзаб+ Др = 375,6 + 25 •- 400,6 кгс/см2 (39,2 МПа).
Общий к. п. д. фонтанирования (при движении нефти из пласта на поверхность)
Рст |
244 |
-0, 6 . |
•Побщ ■ Рпл — 400,6 |
|
|
II* |
163 |
б. |
Ф о н т а н и р о в а н и е по 150-мм э к с п л у а т а ц и |
о н н о й |
к о л о н н е . При фонтанировании скважины при том же |
дебите и забойном давлении по 150-мм эксплуатационной колонне уменьшатся гидравлические сопротивления и повысится устьевое давление.
Средняя |
скорость движения нефти |
|
|
|
_ |
300•4 |
л пол , |
|
н |
0,87 • 3,14 • 0,152■ 86400 |
М/С> |
Параметр |
Рейнольдса |
|
|
Re = 22,6 -15..= 3390.
0,1
Режим турбулентный. Коэффициент гидравлического сопротив ления
0,3164 = 0,041.
1-3390
Устьевое давление
Ру |
Рзаб Рст Ртр 3/5,6 244 |
|||
0,041 • 2800 • 0,2262 . о,87 |
131 кгс/см2 |
(12,8 МПа). |
||
0,15 -2 |
-9,81 -10 |
|||
|
|
|||
К. п. д. подъемника при фонтанировании по 150-мм эксплуата ционной колонне (без учета потерь энергии в штуцере)
Л = |
1 |
0,999. |
0,041 • 0,2262 |
||
|
2 • 9,81 ■0,15 |
|
Из этого примера видно, что при фонтанировании скважины по эксплуатационной колонне вследствие уменьшения гидравлических сопротивлений буферное давление повышается на 11 кгс/см2, в ре зультате чего удлиняется период фонтанирования и создается воз можность увеличения депрессии и дебита скважины. Но практи чески это возможно только в частном случае, когда для освоения скважины не требуется спускать фонтанные трубы (из-за высокого пластового давления в условиях водонапорного режима), отсут ствует вынос песка и забойное давление больше давления насыще ния нефти газом.
14.Определение высоты столба нефти
вмежтрубном пространстве фонтанных скважин
(при рзаб <С Рнас)
Задача 24 |
газ попадает в |
меж |
|
В фонтанных скважинах при рзаб <; рнас |
|||
трубное пространство, где находится под давлением, |
часто близким |
||
к давлению у башмака р6аш. В таких случаях |
столб |
нефти в |
меж |
164
трубном пространстве постепенно оттесняется до башмака. Если подъемные трубы спущены до верхних отверстий фильтра, то за бойное давление можно определить по формуле
|
|
|
|
|
|
|
|
1,2-10-4ргЬ |
|
|
|
|
|
|
давление на устье межтрубного пространства |
||||
где рм — избыточное Рзаб — Рбаш Рм® |
|
||||||||
в кгс/см2; L — длина колонны подъемных труб в м; рР — относитель |
|||||||||
ная |
плотность |
газа. |
|
|
|
|
|||
• При негерметичиости подъем |
|
|
|||||||
ных труб (плохое свинчивание, |
|
|
|||||||
трещины, |
растяжение |
резьбового |
|
|
|||||
соединения при большом весе труб) |
|
|
|||||||
газ частично |
проникает из меж- |
|
|
||||||
трубиого |
пространства в подъем |
|
|
||||||
ные |
трубы. |
Этот |
газ |
полностью |
|
|
|||
не |
используется |
и |
совершает |
|
|
||||
меньшую |
|
работу, |
чем |
газ, |
|
|
|||
попадающий |
в |
подъемник |
через |
|
|
||||
башмак. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При установившемся движении |
Рпс. 52. Графическое определение |
||||||||
нефти в подъемных трубах давле |
высоты столба |
газа в межтрубно.м |
|||||||
ние у башмака подъемника урав |
прострапстве |
фонтанных скважпп. |
|||||||
новешивается в |
межтрубном |
про |
|
|
|||||
странстве суммой давления на устье рм и давлений от веса столба
газа |
/гг и столба нефти ha. В этом случае |
забойное давление может |
||||
быть |
определено по |
формуле |
|
|
|
|
|
|
|
1,2-10- |
(Р — hr) Рн |
кгс/см2. |
|
|
Рзаб |
Рбаш |
Рм® |
|
10 |
|
|
|
|
||||
Определив |
величину рбаш глубинным |
манометром, можно при |
||||
ближенно найти высоту столбов газа hr и нефти h„ в межтрубном
пространстве. |
|
|
|
|
|
||
|
По последней формуле найдем графическим методом высоту |
||||||
столба газа в межтрубном пространстве скважины, |
если рзаб = |
||||||
= |
Рбаш |
= 66,3 кгс/см2, ры = 40 кгс/см2, |
Р, |
= |
1, р „ |
= 0,832, L = |
|
= |
1824 м: |
|
('18^4—hr) 0,832 |
|
|||
|
|
66 3 = |
40 •2 7IS1,2'10~*‘1 I |
|
|||
или |
’ |
’ |
|
|
10 |
|
|
40-2 7 1 8 1’2 -10 _ ѵ ‘г = 66 3 _ (1824 |
hr)0 ,832 |
|
|||||
|
|
|
|||||
Обозначаем левую часть этого равенства через cplt а правую через ср2. Задаемся для Лг значениями 1500, 1600 и 1700 м, находим соответствующие им значения срх и ср2 и строим график (рис. 52). Точка пересечения линий срх и ср2 и определит высоту столба газа в межтрубном пространстве hr = 1610 м.
Для проверки подставим это значение h r в исходную формулу:
1o~*?nftP I (L — hг) рц _
Р в а б '— Р б а т |
Рм® |
10 |
|
|
2*10-4*1'1610 |
( 1 8 2 4 — 1 0 1 0 ) 0 , 4 3 2 . |
|
66,3 = 40» 2,71s1’ |
10 |
’ |
|
|
|
||
66,3 |
= 48,5 + 17,8 = 66,3. |
|
|
Мы получили тождество, что подтверждает правильность найден ного значения hT.
Высота столба нефти в межтрубыом пространстве будет
К = L - Лг = 1824-1610 = 214 м.
При больших утечках газа из межтрубного пространства погреш ности в определении hT и hn могут быть большие.
15.Расчет фонтанного подъемника по конечным
иначальным условиям фонтанирования
Задача 25
Данные по скважине: внутренний диаметр эксплуатационной колонны D = 0,15 м; подъемные трубы спущены до верхних отвер стий фильтра L = 2000 м; начальный дебит скважины Qn = 350т/сут;
конечный дебит скважины QK — 90 т/сут; |
начальный |
газовый |
фак |
||||
тор G0H |
= |
500 м3/т; абсолютное начальное забойное давление (давле |
|||||
ние у |
башмака) |
р1н = 150 кгс/см2; абсолютное |
конечное забойное |
||||
давление |
р 1к = |
125 кгс/см2; абсолютное |
конечное |
давление |
на |
||
устье р 2к = 5 кгс/см2; относительная плотность |
нефти р = 0,9. |
||||||
Находим оптимальный диаметр подъемника по конечным усло
виям фонтанирования скважины |
|
|
|
|||
eZ= 0,188 l/"---- ^ -----і/~ —г-—7 7 гпг~------- г |
= |
|||||
|
У |
Р і к ---Р2К ' |
Р р Ю ( Р і к --- Р 2 к) |
|
||
|
2000 • 0,9 |
|
90 •2000 |
= 4,88 см. |
||
|
1 2 5 - 5 |
2000-0,9— 10 (125 — 5) |
||||
|
|
|
||||
Принимаем |
dBa = |
5,03 см. |
подъемника на |
максимальную |
||
Проверяем |
найденный |
диаметр |
||||
пропускную способность |
по формуле |
|
|
|||
п_ і 5 2,1 і 3 (р ін — Р ан )1,5
V макс |
рО,5£1,Б |
• |
В этой формуле неизвестной величиной является давление на устье скважины в начале фонтанирования р 2н, которое может быть определено из формулы
(Ріж—Рм) lg |
P l H |
0,0123р£2 |
Р2н |
do,6G0H • |
166
Для облегчения нахождения р 2я можно воспользоваться графи ком (см. рис. 20), но для этого надо найти значение абсциссы:
|
|
0,0123р£2 |
|
0,0123 • 0,9 • 20002 |
|
|
do.bG0„ |
— |
5,ОЗ0-5 ■500 |
= |
По этому графику находим абсолютное давление на устье р ін = |
|||
58 кгс/см2 при забойном |
давлении в начале фонтанирования |
|||
р 1н |
= 150 кгс/см2. |
|
|
|
|
Находим максимальную пропускную способность 50,3 мм подъем |
|||
ника: |
152,1 • 5,ОЗ3 (150—58)1'5 = 208 т/сут. |
|||
|
|
|||
|
макс |
0,9°-б • 20001,5 |
||
|
Q |
|
||
Найденный диаметр подъемника не сможет пропустить более высокий начальный дебит скважины (Qn = 350 т/сут), а потому определим необходимый диаметр подъемника по начальным усло виям фонтанирования скважины из расчета его работы на макси мальном режиме:
d = 0 ’188 |
- ° - ш |
cu- |
Б этом случае |
можно принять одноступенчатый |
подъемник |
dD„ — 62 мм или эквивалентный полученному по расчету нестандарт ному диаметру двухступенчатый подъемник из труб диаметром внизу 50,3 мм и вверху 62 мм. Такой подъемник не будет работать с макси мальным к. п. д. в конце фонтанирования, поэтому фонтанирова ние скважины прекратится несколько раньше.
Подъемник принятого диаметра может быть спущен в эксплуата
ционную колонну D = 0,15 мм, |
так как d < |
0,5 D |
(dHap = 73 мм). |
16. Расчет компрессорного подъемника [31] |
|||
Задача 26 |
подъемник |
(т. е. |
определить его |
Рассчитать компрессорный |
|||
диаметр, длину и потребный расход газа) по А. П. Крылову для скважины, работающей с ограниченным отбором жидкости.
Дано: глубина |
скважины Н = 1320 мм; |
внутренний диаметр |
|||||
эксплуатационной |
колонны |
D — 0,15 м; пластовое давление рпл — |
|||||
= 50 кгс/см2; |
коэффициент |
продуктивности |
<71 |
||||
К = 8 ------;---,—— • |
|||||||
максимально |
допускаемая |
депрессия |
Ар = |
|
сут • (кгс/см2) * |
||
12 кгс/см2; относитель |
|||||||
ная плотность нефти рн = |
0,9; р„м = |
0,871 |
— средняя относитель |
||||
ная плотность смеси нефти и газа между забоем и башмаком труб;
газовый фактор |
скважины G0 — 30 м3/т; коэффициент раствори |
||
мости газа в нефти а = |
0,5 ^~сусм2^ ; располагаемое рабочее давле- |
||
ние |
= 27,5 кгс/см2; |
абсолютное давление на устье (выкиде) |
|
Ра = |
1,2 кгс/см2. |
Приток |
нефти в скважину происходит по линей |
ному |
закону. Воды и |
песка нет. |
|
167