Объемные скорости газа на участках подъемника определим по формуле (IV .35)
|
8,02-4,29-10-3-0,1 ■106In |
12,3 |
|
^Ср. II — |
(12,2 — 8,7) 10е |
8,8 = |
0,329-Ю"3 м3/с; |
|
|
||
|
40,2-4,06-10-3 0,1 •10°In |
8,8 |
|
V, |
2,2 |
3,44-10 3 м3/с. |
|
(8,7 — 2,1) 10® |
= |
||
Ср. III |
|
|
На II участке подъемника, где скольжением газа пренебре гаем, скорости движения газа и смеси равны. Они определяются по формуле (IV .34).
■тП |
= |
С, |
(4,29+0,329) Ю-з |
= 1,53 м/с. |
|
ell |
3,02-Ю-з |
|
Плотность смеси на II участке подъемника определим по фор муле (IV.32)
Реи = 746 - 3 ^1о-1°1°53 (746 - 91>= 700 кг''м3-
По графику (см. рис. IV.21, кривая 1), выполненному по расчетным данным нескольких скважин Западно-Тэбукского неф тяного месторождения, имеем гидравлический уклон для II уча стка
^спссн/2^ = 0,033.
Высоту столба смеси эмульсионной структуры определим по формуле (IV .31)
и |
(12,2 — 8,7)10® |
лпп |
w |
ftcH — 700-9,81 (1 + 0,033) ““ 4У^ |
М* |
||
По |
формуле |
(IV .34) |
определим |
скорость |
движения |
смеси |
|
на III |
участке подъемника |
|
|
|
|
||
СсШ |
(4,06+3,44) 10-3 |
= |
2,48 м/с. |
|
|
|
|
3,02-Ю-з |
|
|
|
||||
Скорость газа |
на этом участке находим из формулы |
(IV .33), |
|||||
решая |
квадратное уравнение, сг ш = |
3,25 м/с. |
|
|
|||
Плотность смеси с учетом скольжения газа на III участке |
|||||||
подъемника определим по формуле (IV.32) |
|
|
|||||
Рс.1, = 791 - |
з + ш - Г з ^ |
<791 - 61>= 535 |
кг/"3- |
|
|||
По графику (см. рис. IV.21, кривая 1) найдем для III участка величину гидравлического уклона
kciuC2cm/2gd = 0,095.
3 * |
67 |
Высота столба смеси при второй структуре потока по формуле (IV .31) составит
и |
(8,7 — 2,1)* Ю6 |
11/fC.. |
rtc111 |
535-9,81 (1 + 0 ,095 ) |
— 1 14b м ’ |
Суммарная высота столбов смеси на участках II и I I I ’по фор |
||
муле (IV .30) |
|
|
hc = |
hcll + hc]u = 4 9 2 + |
1 1 4 6 = 1638 м. |
Определим скорость движения нефти на I участке подъемника |
||
саI = |
QCpi/F = 4 ,4 2 -10~3/3,02-1(Г3 = 1,46 м/с. |
|
По графику (см. рис. IV.21, кривая 2) найдем гидравлический уклон для первого участка
K ig a li 2gd = 0,035. |
|
|
Потери давления на |
|
I участке определим по формуле (IV .29) |
AjOj = 726 •9,81 (1 9 0 |
7 - 1638) (1 + 0,035) = 1,98-106 Па. |
|
Величина забойного |
|
давления по формуле (IV .28) составит |
/?з = (1 2 ,2 + 1,98) Ю6 |
= 14,18-106 Па. |
|
По сравнению с замеренным давлением абсолютная погреш
ность составляет |
14,61— 14,18 = 0,43 МПа; относительная по |
|
грешность |
ЛЛ 10 |
|
14,61 — |
14,18 |
1 0 0 = 2,9% . |
14,61 |
|
|
Такая погрешность вполне допустима для расчетного метода.
7. ОСВОЕНИЕ СКВАЖИН
Все существующие способы освоения скважин основаны на принципе снижения забойного давления. При этом создаются условия для притока жидкости из пласта к забою скважины.
Забойное давление определяется по формуле
Рз = Рж + Ру, Па, |
(IV .38) |
где Н — высота столба жидкости в скважине, м; рж — плотность жидкости, кг/м3; ру — давление на устье скважины, Па.
Видно, что от этих трех параметров зависит забойное давление. Поэтому в скважинах с высоким и средним пластовым давлением желаемого результата можно достигнуть путем понижения устье вого давления до нуля, и затем путем постепенного снижения плотности жидкости в скважине за счет перехода с глинистого раствора вначале на воду, а потом на нефть и аэрированную жидкость. Применяют также снижение уровня жидкости компрес сорным способом./ В случае очень низкого пластового давления применяется метод поршневания скважины.
68
Задача 37. Определить забойное давление при освоении сква жины разными способами.
Исходные данные: глубина скважины Н = 1700 м; пластовое давление рпл = 18 МПа; плотность заполняющей скважину жидко сти рж = 1200 кг/м3; диаметр эксплуатационной колонны D = = 0,15 м; давление на устье скважины ру = 1 МПа.
Рассмотрим возможные способы снижения забойного давления при освоении данной скважины.
1. Снижение устьевого давления до нуля. В этом случае в фор муле (IV .38) второе слагаемое ру — 0. Следовательно, забойное давление в скважине будет
Л = Рж&Я= 1200-9,81-1700 = 2010е Па.
Видим, что р3 > рпл. При этом условии притока жидкости из пласта в скважину еще нет. Поэтому применим следующий способ.
2. Снижение плотности жидкости в скважине. Этого можно достичь, например, за счет применения «мертвой» или аэрирован ной нефти. В первом случае при рж = 850 кг/м3 забойное давле ние составит
р3 = 850-9,81 •1700 = 14,2-106 Па. |
|
Во втором случае при газированной |
нефти плотностью рж = |
= 500 кг/м3 забойное давление снизится |
до |
р3 = 500■ 9,81 •1700 = 8,33 •10е Па. |
|
3. Компрессорный способ. Максимальное забойное давление при этом способе будет равно сумме рабочего давления воздуха (газа) у башмака подъемных труб и давления столба жидкости от башмака до забоя, т. е.
Рз |
= РвgL + Рж£ (Н ~ |
Ц, |
(IV.39) |
где L |
— глубина спуска |
подъемных труб, равная |
1500 м; рв — |
плотность воды, заполняющей |
подъемные трубы, равная |
1000 кг/м3. |
|
По формуле (IV .39) имеем |
|
р3 = 1000 -9,81 -1500+ 1200 -9 |
,8 1 -(1 7 0 0 - 1500) = |
=18,05-106 Па.
4.Поршневание скваэюины. Определим приближенно, через
сколько времени можно вызвать приток жидкости из пласта в скважину без учета поступления жидкости на забой в процессе поршневания.
Количество жидкости, подлежащее извлечению при помощи
поршня, можно определить по формуле |
|
Qx = 0,785D2/iCT, |
(IV.40) |
где hCT— статический уровень жидкости, |
равный 500 м. |
69
По формуле (IV .40) имеем
Q1 = 0,785 -0,15а-500 = 8,85 м3.
Количество жидкости, извлекаемое за каждый рейс поршня, определяется по формуле
|
02 = л ( 4 - 4 ) А / 4 , |
|
(IV .41) |
||||
где |
d.r — внутренний |
диаметр насосно-компрессорных труб, |
м; |
||||
dK— диаметр |
каната, |
м; h — среднее |
погружение |
поршня |
под |
||
уровень, м. |
|
|
|
равны: dT = |
0,05 м; dK = |
||
|
В данном |
примере |
эти величины |
||||
= |
0,0185 и h = |
150 м. |
|
|
|
|
|
|
Следовательно, по формуле (IV.41) получим |
|
|
||||
|
Q2 = я (0,052 - |
0.01852) •150/4 = 0,255 м3. |
|
|
|||
Средняя глубина спуска поршня
hcр = &ст + 0,5h = 500 -j- 0,5 •150 = 575 м.
При средних скоростях спуска и подъема поршня соответ ственно vx = 2 м/с и v2 = 5 м/с найдем необходимое время:
на спуск поршня]
н
tL = |
-^ - = |
575/2 = |
287 с; |
на подъем поршня |
|
||
t2 = |
= |
575/5 = |
115 с. |
|
V 2 |
|
|
Время на один рейс с учетом 30 с на процессы замедления скоростей в начале пуска поршня вниз и при подходе поршня к устью скважины
t = tx+ 12+ 30 = 287 115 + 30 = 432 с или 7,2 мин.
Общее время на откачку всего столба жидкости до статиче ского уровня
Т = t - ^ - = 7,2 = 2500 мин или 41 ч 40 мин.
Только после этого начнется движение жидкости из пласта в скважину. Для стабильности дебита необходимо создать опре деленную депрессию путем дальнейшего понижения уровня ниже статического.