Условия фонтанирования скважин. Минимальное забойное давление фонтанирования

⇐ ПредыдущаяСтр 10 из 25Следующая ⇒

Условия фонтанирования определяются соотношением между эффективным газовым фактором смеси, поступающей из пласта, и удельным расходом газа, необходимым для работы газожидкостного подъемника.

За эффективный газовый фактор Г_эф принимают средний объем свободного газа на участке НКТ, где движется газожидкостная смесь, приходящийся на единицу массы жидкости.

Удельный расход газа R_опт определяют при оптимальном режиме работы подъемника.

Для фонтанирования скважины необходимо, чтобы эффективный газовый фактор был больше или, по крайней мере, равен удельному расходу газа при работе подъемника на оптимальном режиме

(2.9)

Неравенство (2.9) позволяет определить наиболее благоприятные, необходимые условия фонтанирования скважины, которые на практике могут оказаться недостаточными.

Исходя из определения, эффективный газовый фактор рассчитывают по формуле

(2.10)

где V_гв (P_б) и V_гв (P_у) - объемы свободного газа, приходящиеся на единицу массы жидкости соответственно при давлении у башмака и на устье подъемника, а n_в - массовая обводненность.

При содержании азота в попутном газе менее 5 % для определения эффективного газового фактора можно использовать средний коэффициент растворимости газа в нефти. При молярной доле азота в газе более 5 % для определения объема выделившегося газа при том или ином давлении пользуются более сложными эмпирическими зависимостями. Тогда, если забойное давление Р_заб меньше давления насыщения Р_нас, условие фонтанирования будет следующее:

(2.11)

где Г - газовый фактор, м³/т; α - коэффициент растворимости газа в нефти, Па^-1; ρ_н и ρ_ж - плотность нефти и жидкости, кг/м³, d - внутренний диаметр фонтанных труб, мм; P_у - устьевое противодавление, Па; H - длина колонны НКТ, м. Колонну НКТ обычно спускают до верхних отверстий перфорации, поэтому давление у башмака равно забойному.

Если Р_заб > Р_нас, то условие фонтанирования следующее:

(2.12)

где Н - длина подъемника, т. е. расстояние от устья до сечения, у которого давление равно давлению насыщения. Пренебрегая трением в области однофазного потока, получим:

(2.13)

где L - глубина скважины.

При условии Р_заб > Р_нас по мере уменьшения забойного давления длина подъемника Н будет увеличиваться, как следует из соотношения (2.13). Минимальному забойному давлению фонтанирования отвечает максимальная длина подъемника H, определяемая из (2.12) при решении его как равенства для условий конца фонтанирования. Эффективный газовый фактор тогда не зависит от величины забойного давления. Решая (2.12) при граничном условии относительно Н, получим:

(2.14)

где

где ρ_ж - средняя плотность жидкости на длине газожидкостного подъемника.

Так как продукция скважины в большинстве случаев обводнена, то для приближенного учета относительного движения воды и нефти при определении плотности жидкости используем массовую обводненность продукции, поэтому:

(2.16)

где, в свою очередь, средняя плотность нефти определяется как:

(2.17)

Минимальное забойное давление фонтанирования после расчета величины Н_max по формуле (2.14) определяется из (2.13) в виде:

(2.18)

Входящая в соотношение (2.18) плотность жидкости вблизи забоя рассчитывается по следующей формуле:

(2.19)

Необходимая для расчетов величина коэффициента растворимости газа в нефти оценивается, исходя из заданных технологических параметров, по соотношению

(2.20)

где Г - газовый фактор, м³/т; ρ_нд - плотность нефти, кг/м³; P_нас - давление насыщения, МПа.

Задача 11

Условие задачи:определить минимальное забойное давление фонтанирования для условий, указанных в таблице 2.4; азот в попутном газе отсутствует. При решении задачи использовать условие фонтанирования (2.12).

Варианты задачи: решение задачи осуществляется в соответствии с индивидуальным вариантом задания, установленным преподавателем. Варианты заданий приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Варианты заданий по расчету минимального забойного давления фонтанирования

Вариант

L, м

2050

2000

1950

1900

1850

1800

1750

1700

1730

1760

d, мм

50,3

P_у,МПа

0,7

0,6

0,5

0,6

0,7

0,6

0,8

0,6

0,7

0,6

P_нас,МПа

9,64

9,62

9,6

9,58

9,56

9,54

9,52

9,5

9,48

9,46

Г, м³/т

84,4

84,42

84,44

84,46

84,48

84,5

84,52

84,54

84,56

84,58

ρ_{н пл ,} кг/м³

780

780,5

781

781,5

782

782,5

783

783,5

784

784,5

ρ_нд,кг/м³

848

849,5

851

852,5

854

855,5

857

858,5

860

861,5

n_в,%

32,5

33,5

34,5

35,5

36,5

ρ_в,кг/м³

1140

1139,5

1139

1138,5

1138

1137,5

1137

1136,5

1136

1135,5

Вариант

L, м

1790

1820

1850

1880

1910

1940

1970

2000

2030

2060

d, мм

50,3

P_у,МПа

0,5

0,6

0,7

0,6

0,5

0,6

0,7

0,6

0,8

P_нас,МПа

9,44

9,59

9,57

9,55

9,53

9,51

9,49

9,47

9,45

9,6

Г, м³/т

84,6

84,62

84,64

84,66

84,68

84,7

84,72

84,69

84,66

84,63

ρ_{н пл ,} кг/м³

785

785,5

786

786,5

787

787,5

788

788,5

789

789,5

ρ_нд,кг/м³

863

864,5

866

867,5

862,3

863,8

865,3

866,8

861,6

863,1

n_в,%

37,5

38,5

39,5

40,5

41,5

ρ_в,кг/м³

1135

1140

1139,5

1139

1138,5

1138

1137,5

1137

1136,5

1136

Продолжение таблицы 2.4

Вариант	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30
L, м	2090	1960	1990	2020	2050	1920	1950	1980	2010	1880
d, мм	50,3	50,3	50,3	62	62	62	62	62	62	62
P_у,МПа	0,7	0,6	0,6	0,7	0,6	0,8	0,6	0,7	0,6	0,6
P_нас,МПа	9,47	9,45	9,43	9,58	9,45	9,43	9,41	9,61	9,48	9,46
Г, м³/т	84,6	84,57	84,54	84,51	84,47	84,43	84,39	84,35	84,31	84,27
ρ_{н пл ,} кг/м³	790	790,5	791	791,5	792	792,5	793	793,5	794	794,5
ρ_нд,кг/м³	864,6	866,1	867,6	869,1	870,6	872,1	873,6	875,1	876,6	878,1
n_в,%	42	32	32,5	39,6	40,1	40,6	41,1	41,6	31,6	32,1
ρ_в,кг/м³	1135,5	1135	1137,3	1136,8	1136,3	1135,8	1135,3	1134,8	1134,3	1136,6

Контрольные вопросы по практическому занятию

1. Какое условие должно выполняться, чтобы скважина могла фонтанировать?

2. Какие технологические параметры пластовой смеси и скважины необходимо знать, чтобы определить минимальное забойное давление фонтанирования?

3. В чем принципиальное отличие при выборе режима работы газожидкостного подъемника для газлифтной и фонтанной скважины?

Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 1734; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!