Определение коэффициента сжимаемости газа в пластовых
Условиях
Для того чтобы найти коэффициент сжимаемости газа в пластовых условиях, сначала по удельному весу газа находят из рис. 8 среднекритическое давление рср.кр. в ат и среднекритическую температуру Тср.кр в °К. Затем определяют приведенные давление и температуру:
|
|
|
|
| Рпл. * *• |
|
|
| ср. кр |
и 
Наконец, по графикам (рис. 9) по найденным приведенным давлению и температуре находят коэффициент сжимаемости газа. Для этого берут на оси абсцисс точку, соответствующую приведенному давлению, из нее проводят вертикаль вверх до пересечения с кривой приведенной температуры и из найденной точки ведут горизонталь, которая на оси ординат определит коэффициент сжимаемости газа в пластовых условиях.
5. Приведение пластовых давлений к заданной плоскости [37]
Для сравнения пластовых давлений, замеренных в разных скважинах одного и того же пласта, требуется привести их к одной какой-либо плоскости (первоначальному водо-нефтяному контакту или уровню моря).
Предположим, что замеры сделаны по трем скважинам: в первой текущее пластовое давление обозначим р'пл в ат и этаж нефтеносности (считая от плоскости первоначального водо-нефтяного контакта до забоя) h 'н в м; во второй скважине пластовое давление будет р"пл и этаж нефтеносности h " н в м;в третьей скважине соответственно р" 'пл и h '" н .
|
|
|
" дл н
|
|
Удельный вес нефти в пластовых условиях 
.
Так как забои всех скважин находятся на структуре выше водонефтяного контакта, то для получения пластового давления, приведенного к этому контакту, надо к текущему пластовому давлению прибавить давление столба нефти, соответствующего этажу нефтеносности.
Приведенные пластовые давления будут равны:
для первой скважины
ат. (1.5)
| п Н т Н * |
|
|
|
|
|
|
|
|
для второй скважины
ат. (1.6)
для третьей скважины
ат. (1.7)
Знание приведенных пластовых давлений дает возможность судить о распределении пластовой энергии по площади залежи, а следовательно, о возможной добыче нефти из отдельных скважин.
II . ВСКРЫТИЕ ПЛАСТА И ОСВОЕНИЕ СКВАЖИН
1. Расчеты по гидропескоструйной перфорации [31, 36]
Расход жидкости (воды) определится по формуле
(ІІ.1)
где п — число насадок; ср — коэффициент скорости, который можно принять равным коэффициенту расхода 0,82; f — сечение отверстия насадки в см2; g=981 см/сек2 — ускорение силы тяжести; 
р — перепад давления в насадке в ат; 
— удельный вес смеси воды с песком, равный
|
|
|
(ІІ.2)
В последней формуле 
=2,7 Г/см3 — удельный вес песка;
=1 Г/ см3 — удельный вес воды; С — объемная концентрация песка
(безразмерная величина) :
(ІІ.3)
(Со — весовая концентрация песка в г/л).
Потребное количество жидкости устанавливается из расчета двух объемов скважины (один объем для подачи песка на забой скважины и второй объем для продавливания песка и промывки скважины по окончании процесса) плюс 0,5 объема на потерю за счет фильтрации в пласт.
Таким образом,
где V — объем скважины в м3.
Необходимое количество кварцевого песка
Qп= 1,5VСо кг. (ІІ.4)
Максимальная глубина проникновения струи в пласт
(ІІ.5)
где 
— отношение длины начального участка струи с постоянной скоростью lн к диаметру отверстия насадки d0в м; 
=0,425 — отношение средней скорости струи (в любом поперечном сечении основного участка струи) к скорости на ее оси в том же сечении; 
— сила сцепления породы в кГ/см2 (определяется лабораторным анализом); В= 
=0,675 — коэффициент ( 
= 120° — угол между плоскостями, ограничивающими разрушенное пространство).
|
|
|
Гидравлические потери напора при гидропескоструйной перфорации
(ІІ.6)
где 
рн — потери напора в насадках в ат; рт — потери напора в трубах в ат; 
рк — потери напора в кольцевом пространстве в ат; рп — потери напора в полости, образованной абразивной струей, в ат.
Потери напора в насадках
(ІІ.7)
где Q — расход жидкости в л/сек; остальные обозначения прежние. Число насадок можно определить из формулы (ІІ.1) расхода жидкости:
. (11.8)
(ІІ.8)
Потери напора в трубах
, (ІІ.9)
где Q— расход жидкости в л/ c ек; Н — глубина спуска труб в м; d в — внутренний диаметр промывочных труб в см; 
т — коэффициент гидравлического сопротивления в промывочных трубах
(см. табл. 21).
Потери напора в кольцевом пространстве
, (ІІ.10)
где Q — в л/сек; D — внутренний диаметр эксплуатационной колонны в см;dн — наружный диаметр промывочных труб в см; к — коэффициент гидравлического сопротивления в кольцевом пространстве.
|
|
|
Для определения к найдем число Рейнольдса по Минцу и Шуберту:
, (ІІ.11)
где 
— скорость движения жидкостной смеси
в кольцевом сечении труб в см/сек; D — внутренний диаметр эксплуатационной колонны в см; d н — наружный диаметр промывочных труб в см; 
— средний диаметр зерен песка в см; т — условная пористость твердой фазы в трубах, значение которой вычисляется по формуле
(ІІ.12)
- вязкость песчано-жидкостной смеси в пз (Г/см -сек), которая определяется по формуле
(ІІ. 13)
(здесь С — объемная концентрация песка; е — основание натуральных логарифмов).
По значению Rе определяют режим движения смеси и находят значение 
по формуле Стокса ( 
) при ламинарном режиме или по формуле Блазиуса ( 
) при турбулентном режиме.
Потери напора в полости 
рн, образованной абразивной струей, по опытным данным изменяются в пределах 20 
50 ат. Можно принять среднее значение
=:35 ат.
Даление жидкости с песком на выходе из насадок
(ІІ.14)
где ру — давление нагнетания на устье скважины в ат; Н — глубина установки гидропескоструйного перфоратора в скважине в м; 
— удельный вес смеси жидкости с песком в Г/см3; рпот — гидравлические потери напора в ат.
При проведении гидропескоструйной перфорации необходимо во избежание обрыва проверять колонну насосно-компрессорных труб на допустимую максимальную глубину спуска, а для точной установки перфоратора надо знать удлинение этой колонны труб.
Предельно безопасная длина подвески насосно-компрессорных труб может быть найдена по таблицам (приложения 12, 13 и 14), а для труб из стали группы прочности Д — по графику (рис. 10).
По оси абсцисс этого графика находят избыточное давление в трубах на устье скважины п ат, а по оси ординат максимально допустимую глубину спуска труб в м.
На графике приведены две группы линий, соответствующих трубам разного диаметра: группа L — для условий наличия циркуляции жидкости в скважине
и группа L' — для условий отсутствия циркуляции жидкости (полное поглощение жидкости-песконосителя) .
Допустимые глубины спуска труб определялись при коэффициенте запаса прочности К. =1.5. При других значениях К допустимые глубины спуска колонн определяются из соотношения
(ІІ.15)
где l Х — искомая глубина спуска колонн в м; L — допустимая глубина спуска колонны при К. =1.5; К х — заданная величина коэффициента запаса прочности.
В процессе гидропескоструйной перфорации незакрепленная нижняя часть колонны насосно-компрессорных труб удлиняется под действием следующих нагрузок: 1) собственного веса; 2) избыточного давления в трубах; 3) веса смеси жидкости с песком в объеме труб (или полном поглощении циркулирующей жидкости).
Удлинение насосно-компрессорных труб под действием указанных выше нагрузок определяется по закону Гука по формуле
(ІІ.16)
где G — общая нагрузка на трубы в кГ; L — длина колонны труб в м;Е=2,1 • 106 кГ/см2 — модуль упругости; fт — площадь поперечного сечения тела трубы в см2.
При наличии циркуляции жидкости Gбудет равно
(ІІ.17)
где qm — вес в жидкости 1 м труб с муфтами в кг; qm 
— нагрузка
от собственного веса труб с муфтами в кГ; рк— потери напора в кольцевом пространстве в ат; f н—поперечное сечение промывочных труб по наружному диаметру в см2; f к — площадь проходного сечения этих труб в см2; ру — давление нагнетания на устье скважины в ат; рт — потери напора в трубах в ат.
При отсутствии циркуляции жидкости общая нагрузка будет равна
(ІІ.18)
где qm' — вес в воздухе 1 м промывочных труб с муфтами в кг.
Удлинение колонны труб, составленной из отдельных секций, определяется суммированием удлинений этих секций.
Количество насосных агрегатов (с учетом запасного), необходимое для закачки жидкостно-песчанои смеси, определяется по формуле
(ІІ.19)
где Q — расход жидкости в л/сек [определяется по формуле (11.1);
q —производительность одного агрегата при данном давлении на устье скважины в л/сек.
Параметры работы установленного оборудования задаются на основании расхода жидкости, давления и концентрации песка по паспортным характеристикам оборудования.
2. Расчеты при освоении скважин [32]
Все существующие способы освоения скважин основаны на принципе снижения забойного давления.
Освоение скважин с высоким и средним пластовым давлением ведется путем постепенного снижения удельного веса промывочной жидкости переходом с глинистого раствора на воду, затем на нефть и путем предварительной аэрации промывочной жидкости.
Забойное давление равно
, (ІІ.20)
где Н — глубина скважины (точнее, расстояние до верхних отверстий фильтра) в м; 
— относительный удельный вес жидкости (глинистого раствора, воды, нефти).
Путем предварительной аэрации нефти можно снизить ее удельный вес до 0,4 - 0,5.
Освоение скважин с высоким и средним пластовым давлением в условиях достаточной сцементированности коллектора можно также проводить компрессорным способом, при котором уровень жидкости в скважине снижается более резко.
Максимальное рабочее давление, необходимое для продавливания газа к башмаку подъемных труб после замещения глинистого раствора водой, будет
, (ІІ.21)
где L — длина подъемных труб в м; γв=1 - относительный удельный вес воды.
Давление у башмака подъемных труб р1 в начале работы пласта (при рзаб = рпл и Q=0) в скважине, заполненной водой, будет
P1=0.1 
(ІІ.22)
или
P1=0.1 
(ІІ.23)
где рпл — пластовое давление в ат.
Расчет пусковых давлений компрессорного подъемника [32].
Пусковое давление подъемника двух- и полуторарядной конструкции кольцевой системы при отсутствии поглощения жидкости пластом определяется по формуле
Pпуск= 
(ІІ.24)
где hст — статический уровень (от устья) в ж; 
— относительный удельный вес жидкости; D — диаметр эксплуатационной колонны; dн — диаметр наружного ряда подъемных труб; d В — диаметр внутреннего ряда подъемных труб.
Величины D dн и dBдолжны иметь одинаковую размерность.
Пусковое давление подъемника однорядной конструкции кольцевой системы при отсутствии поглощения жидкости пластом
рпуск= 
(ІІ.25)
где ( d — диаметр подъемных труб.
Пусковое давление подъемника центральной системы при отсутствии поглощения жидкости пластом
рпуск= 
(ІІ.26)
Минимально возможное пусковое давление подъемника любой конструкции и системы в случае полного поглощения пластом жидкости, вытесняемой из труб наружного ряда, будет
(11.27)
Максимально возможное пусковое давление подъемника кольцевой системы при высоком статическом уровне и отсутствии поглощения определяется гидростатическим давлением столба жидкости в подъемных трубах
(11.28)
Освоение скважин со средним пластовым давлением иногда проводят путем поршневания.
Определим приближенно, после скольких рейсов поршня и через сколько времени забойное давление станет равным пластовому, чтобы при дальнейшем понижении уровня можно было получить приток жидкости из пласта. Проверим также тартальный канат на прочность.
Количество жидкости от устья до статического уровня, подлежащее извлечению поршнем, будет
Q 1= 0,785 D 2 h ст м3
где D — внутренний диаметр эксплуатационной колонны в м\ h ст - расстояние от устья до статического уровня в м;
Количество жидкости, извлекаемое за каждый рейс поршня,
где dт — диаметр подъемных труб в м; d к — диаметр каната в м; h = 75 - 150 м — среднее погружение поршня под уровень в м
Средняя глубина спуска поршня
h с р = h ст + h
Время для спуска поршня на среднюю глубину h с р
,
где v 1 — средняя скорость спуска поршня (с учетом трения в трубах и в жидкости) в м/сек.
Время на подъем поршня с глубины h ст
,
где v 2 — средняя скорость подъема поршня в м/сек.
Время, необходимое на один рейс поршня, включая 30 сек на замедление при подходе поршня к устью и в начале опускания, будет
t=t1+ t2+30 сек.
Общее время на понижение уровня до статического
T=tn,
где п — число рейсов поршня.
Общая нагрузка (в тоннах) на канат
G=qж+ qк+ q+ qтр,
где qж — вес поднимаемого столба жидкости в т; qк — вес спущенного в скважину каната в т; q — вес поршня с грузовой штангой, который можно принять равным 0,1тqтр — силы трения жидкости, которые примем условно равными 0,1т.
Вес жидкости
qж=Q2γж,
где γж — относительный удельный вес жидкости.
Вес каната
qк=0,81L·10-3 т,
где 0,81 кг — вес 1 м каната диаметром 15,5 мм (см. приложение 2); L — длина каната в скважине.
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 984; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!