Материал: Расчёты в добыче нефти.-1

Поправочный коэффициент k = 0,912 введен потому, что гра­ фики зависимости между давлением у башмака и удельным рас­ ходом газа (см. рис. V.5), которыми пользовались, составлены для труб диаметром 62 мм, а мы приняли диаметр подъемных труб равным 76 мм. Для подъемных труб диаметром 50,3 мм по­ правочный коэффициент составляет 1,12, а для труб диаметром 100,3 мм — 0,8.

7. РАСЧЕТ ПУСКОВЫХ ДАВЛЕНИЙ КОМПРЕССОРНОГО ПОДЪЕМНИКА

Задача 45. Пусковое давление компрессорного подъемника зависит от конструкции и системы подъемника, от высоты стати­ ческого уровня жидкости в скважине, а также от проницаемости пласта и темпа продавливания жидкости в скважину в пусковой период.

Определим пусковое давление для подъемника двух- и одно­ рядной конструкции кольцевой системы и для подъемника цен­ тральной системы в условиях отсутствия и наличия поглощения жидкости пластом и различной ^высоты статического уровня в скважине.

Исходные данные: внутренний диаметр эксплуатационной ко­

Для подъемника двухили полуторарядной конструкции коль­ цевой системы при отсутствии поглощения жидкости пластом (что возможно при быстром продавливании жидкости и очень плохой проницаемости пласта) необходимое пусковое давление находим по формуле

где глубина погружения подъемных труб под статический уровень

hCT = L — hCT= 1000 — 600 = 400 м.

По формуле (V.22) имеем

Рпуск = 400-900 *9,81 0)152_ о>12_|_ 0|об2а =

= 4 ,8 - 10е Па = 4,8 МПа.

В случае однорядной конструкции подъемника при диаметре подъемных труб d = 62 мм и отсутствии поглощения жидкости пластом

8 8

= 4,27-10° Па.

При полном поглощении пластом всей жидкости, вытесняемой из кольцевого пространства между эксплуатационной колонной и подъемными трубами (случай редкий, возможный при медлен­ ном продавливании жидкости в скважину и хорошей проница­ емости пласта), пусковое давление зависит только от глубины погружения подъемных труб под статический уровень

Рпуск = hCTpg = 400-900-9,81 = 3,53-10° Па.

При частичном поглощении жидкости пластом (наиболее ре­ альный на практике случай) в правую часть формулы следует вводить коэффициент &сн, учитывающий снижение столба жидко­ сти, вытесняемой в подъемные трубы вследствие поглощения ее пластом. Значения этого коэффициента могут колебаться в широ­ ких пределах (от нуля до единицы), и их можно определить в каж­ дом случае только опытным путем. Поэтому пусковые давления рассчитывают обычно без учета поглощения, что приводит к за­ вышению расчетного пускового давления и увеличению запаса мощности компрессорных агрегатов.

При пуске в работу компрессорных скважин, оборудованных однорядным ^подъемником кольцевой системы, и при высоких статических^уровнях жидкости возможны случаи, когда не по­ требуется высокое пусковое давление, определенное расчетом. Тогда вытесняемая из кольцевого пространства жидкость подни­ мается в подъемных трубах до устья скважины раньше, чем столб жидкости целиком оттеснится от башмака подъемника. Макси­ мально возможное пусковое давление при этом равно гидростати­ ческому давлению столба жидкости в подъемных трубах, т. е. в заданных условиях

Ртах = LpHg = 1000-900-9,81 = 8,82-10° Па.

Из полученных результатов видно, что пусковое давление имеет наименьшее значение при полном поглощении жидкости пластом, затем в случае применения подъемника центральной системы

и двухрядного подъемника кольцевой системы.

8.РАСЧЕТ МЕСТА УСТАНОВКИ ПУСКОВЫХ КЛАПАНОВ ПРИ ГАЗЛИФТНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН

Задача 46. Рассчитать для компрессорного подъемника одно­ рядной конструкции кольцевой системы установку пусковых клапанов У-1-М конструкции Г. В. Исакова и А. П. Крылова.

89

Исходные данные: глубина скважины Н = 1800 м; диаметр эксплуатационной колонны D — 0,15 м; диаметр подъемных труб d = 62 мм; длина подъемных труб L = 1500 м; статический уро­ вень от устья hcr = 800 м; плотность жидкости р = 900 кг/м3; давление в пусковой линии у устья скважины рпуск = 4,6 МПа; давление у башмака подъемника во время его нормальной работы

Рбаш = 2,8 МПа; расход газа при нормальной работе скважины V = 500 м3/ч.

Для пуска в работу данной скважины путем продавливания жидкости из затрубного пространства через башмак потребова­ лось бы следующее максимальное пусковое давление:

РпуСк = pgL = 900-9,81 •1500 = 13,3 -106 Па.

Давление газа 4,6 МПа недостаточно для пуска скважины в работу, а поэтому необходимо снабдить колонну подъемных труб пусковыми клапанами.

90

О п р е д е л я е м м е с т о у с т а н о в к и п е р в о г о к л а п а н а

Для определения места установки второго клапана воспользуемся номограммой (рис. V.6), по которой находим максимальный пере­ пад давления на уровне первого клапана. Он же будет и закры­ вающим перепадом давления первого клапана. Из точки 869 м на верхней горизонтальной оси номограммы опускаем вертикаль до кривой V = 500 м3/ч. Полученная точка оказалась ниже гори­ зонтальной штрихпунктирной линии, соответствующей пусковому давлению 4,6 МПа. В связи с этим для клапанов У-1-М необходимо не доходя до этой точки повернуть вправо от пересечения вер­ тикали со штрихпунктирной линией пускового давления 4,6 МПа (точка а) и найти точку пересечения этой линии с кривой пуско­ вого давления 4,6 МПа (точка б). Далее ведем наклонную линию влево вниз и на оси абсцисс находим точку в, соответствующую перепаду 3,65 МПа. Следовательно, закрывающий перепад давле­

Закрывающий перепад давления второго клапана находим аналогично по той же номограмме. В данном случае вертикаль из точки 1272 м на верхней горизонтальной оси опущена до пере­ сечения с кривой V = 500 м3/ч. Находим Ар2 = 2,95 МПа.

Глубина установки третьего клапана

Учитывая, что L 3 = 1597 м > 1500 м, ограничимся двумя клапанами.

Однако следует отметить, что расчет пусковых клапанов воз­ можен по указанной формуле и номограмме до тех пор, пока спра­ ведливо неравенство

LK hcr +

Рпуск

pg ’

т. е. пока в процессе пуска скважины р3 > рпл и, следовательно, отсутствует приток жидкости из пласта.

91

а поэтому местоположение третьего клапана по номограмме найти нельзя. Следовательно, закрывающий перепад давления Дрг следует находить по формуле

по вновь найденному значению закрывающего перепада давления

Третий клапан оказался немного ниже башмака подъемной колонны.

В связи с тем, что рабочее давление уменьшится на величину перепада давления в клапане, третий клапан от расчетной глу­ бины 1513 м следует приподнять примерно на 20 м (до 1493 м).

При наличии в струе жидкости песка хвостовик опускают ниже башмака подъемной колонны до фильтра, а при отсутствии песка спускают хвостовик длиной 30—40 м для устранения пуль­ сации скважины.

Для более равномерной нагрузки на клапаны второй клапан также рекомендуется приподнять в данном случае примерно на 10 м (до 1262 м).

После перестановки клапанов следует внести поправки на закрывающие перепады давлений, которые будут равны

=0 ,1 6 -10е Па.

9.ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Задача 47. Дебит газовой скважины Q = 250 -103 м3/сут; за­ бойное давление р3 = 9,7 МПа; пластовая температура Т = = 305 К. Требуется определить диаметр подъемных труб.

92