При работе скважины на установившемся режиме постепенно (во избежание гидравлического удара) полностью закрывают выкидную задвижку на устье. При этом на устье создается постоян ное давление.
Считая, что динамический уровень жидкости за время закры тия задвижки изменяется незначительно по сравнению с устано вившимся уровнем при работе насоса, можно написать следующее
равенство: |
|
|
|
я 0 = л;„„ + - ^ - , |
|
|
(iv.8) |
где Н0 — напор насоса при Q = |
0, м; |
— динамический уро |
|
вень (в м) при подаче насоса Q± = |
600 м3/сут; |
= 2 МПа — пока |
|
зание манометра на устье скважины при первом режиме после закрытия задвижки.
Затем задвижку частично открывают для получения дебита, меньшего, чем при первом режиме. При установившемся режиме
замеряют дебит Q2 = |
400 м3/сут, вновь закрывают задвижку |
и фиксируют давление |
на устье р2 = 4 МПа. |
Для второго режима можно написать аналогичное равенство:
Яо = л ;.. + -Ц -, (iv.9)
где /1дИН— динамический уровень при втором режиме, м.
Так как плотность откачиваемой жидкости при обоих режимах можно считать одинаковой, то, приравнивая правые части равен
ства (IV .8) |
и (IV .9), |
найдем |
разность устьевых давлений |
|||
Р2 |
|
Pi = |
Р§ (^днн |
Лдин)' |
|
|
Коэффициент продуктивности скважины (при показателе сте |
||||||
пени |
в |
уравнении притока п = |
1) |
|||
* i |
= |
Q i — Q2 |
600 — 400 |
= |
100 т/сутМПа. |
|
|
|
Рг — P i |
(4 — 2) 10* |
|
|
|
Для получения третьей точки задвижку вновь частично
открывают и |
при установившемся режиме замеряют дебит |
Q3 = 300 м3 сут, а после закрытия задвижки определяют устьевое |
|
давление р3 = |
5 МПа. |
Для второго и третьего режимов находят коэффициент продук тивности
Q j — Qa |
400 — 300 |
= 100 т/сут* МПа. |
Ра— P i |
(5 — 4) 10® |
Коэффициенты продуктивности K i и К г получились одина ковыми. Эго говорит о том, что фильтрация жидкости происходит
По дебиту Q и устьевому давлению ру строят |
индикаторную |
||||||||||||
линию^притока жидкости в скважину (рис. IV.7). |
|
|
|
|
|
||||||||
Задача 28. Компрессорная скважина исследована на приток |
|||||||||||||
методом установившихся отборов |
(по способу АЗНИИ), т. е. |
||||||||||||
|
|
|
|
путем изменения расхода рабочего |
|||||||||
|
|
|
|
агента при постоянном |
противо |
||||||||
|
|
|
|
давлении на |
устье. |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Исходные данные: текущее пла |
|||||||||
|
|
|
|
стовое давление |
рпЛ = |
3,14 |
МПа. |
||||||
|
|
|
|
Однорядный |
подъемник |
длиной |
|||||||
|
|
|
|
L = 1000 м спущен в скважину |
|||||||||
|
|
|
|
до |
верхних |
отверстий |
|
фильтра. |
|||||
|
|
|
|
Относительная |
плотность |
рабо |
|||||||
|
|
|
|
чего агента рот = 0,8. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
Требуется |
построить |
индика |
|||||||
|
|
|
|
торную линию, |
найти |
уравнение |
|||||||
|
|
|
|
притока, построить |
регулировоч |
||||||||
200 |
|
т |
600 0,м3/сут |
ные кривые и установить оптималь |
|||||||||
|
|
|
|
ный |
режим |
работы |
подъемника. |
||||||
Рис. |
IV.7. |
Индикаторная линия |
Результаты |
наблюдений |
за |
||||||||
Q = f (Ру) |
|
|
скважиной и вычисленные данные |
||||||||||
|
|
|
|
сведены в табл. |
IV .4. |
|
|
|
|
||||
В |
графах 2, 3 и 4 табл. IV .4 помещены данные наблюдений. |
||||||||||||
Так |
как |
подъемные |
трубы |
спущены до фильтра, |
то |
забойное |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
IV .4 |
||||
|
|
Результаты наблюдений и вычисленные данные |
|
|
|
|
|
||||||
|
Режимы рабо- т ы скважины |
Абсолютное ра бочее давление р МПа |
Расхг рабоче о агента V, м3/сут |
Фактический дебит нефти фф, т/сут |
Абсолютное за бойное давле ние рэ, МПа |
|
с£ |
|
|
|
|
|
< |
|
|
|
|
ё " |
« |
|
|
|
|
о |
|
|
■е- |
о. |
|
о о |
|
||||
v |
7- |
я |
о- |
< |
|
£• I |
ье |
too |
|||
5 |
|
|
|
||
|
Удельный рас ход рабочего агента R0. м*/т |
Расчетный де бит нефти Q , т/сут Р |
I |
2,350 |
8 300 |
30,5 |
2,58 |
0,56 |
1,484 |
— 0,252 |
272 |
30,9 |
||
п |
1,856 |
9 600 |
40,0 |
2,04 |
1,10 |
1,608 |
0,041 |
240 |
40,8 |
||
ш |
1,710 |
10 400 |
42,0 |
1,88 |
1,26 |
1,623 |
0,100 |
248 |
43,2 |
||
IV |
1,635 |
12 500 |
45,3 |
1,80 |
1,34 |
1,643 |
0,127 |
275 |
44,3 |
||
|
|
|
|
|
= |
Е |
. - |
Е |
. - |
|
|
|
|
|
|
|
|
6,358 |
= 0,016 |
|
|
||
V |
1,471 |
13 000 |
42,6 |
1,620 |
1,520 |
1,665 |
0,182 |
281 |
46,6 |
||
VI |
1,380 |
15 300 |
47,6 |
1,520 |
1,620 |
1,678 |
0,212 |
321 |
47,8-- |
||
VII |
1,250 |
18 000 |
48,4 |
1,375 |
1,765 |
1,685 |
0,247 |
372 |
48,2 |
||
V III |
1,410 |
24 000 |
47,6 |
1,555 |
1,585 |
1,687 |
0,253 |
504 |
50,0 |
||
|
|
|
|
|
= |
Е |
. . - |
Е |
. . - |
|
|
|
|
|
|
|
|
6,715 |
= |
0,894 |
|
|
|
44
давление равно давлению у башмака, которое для однорядного подъемника можно определить по формуле
Рз = Рбаш = Ррабе1'210“4£-р, МПа, |
(IV. 10) |
где L — длина подъемника, м; р — относительная |
плотность |
газа. |
|
Величину р3 при первом режиме определим по формуле (IV. 10)
рэ = 2,35*2,7181*2'10_*’1000'0»8 = 2,58 МПа.
Аналогично определим забойные давления при остальных режимах работы скважины и значения их заносим в графу 5
табл. |
IV .4. |
|
|
|
|
|
0 |
|
20 |
|
|
40 |
Вл, т/сит |
|||
|
Находим |
разности |
ме |
|
|
|
||||||||||
|
|
1■■ —I" |
|
* I ■ Vftli |
|
|||||||||||
жду |
пластовым |
и |
забой |
|
'“•-о» |
— |
|
|
|
|
|
|||||
ным |
давлениями |
(депрес |
|
|
"о . |
\ ч |
|
|
|
|
||||||
сию) и вносим их вели |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
чины в графу 6 табл. IV .4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
В |
графах |
7 и 8 даны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
значения |
десятичных |
ло |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
гарифмов величин |
фф и |
|
|
|
|
|
|
\° |
|
|||||||
Ар, в графе 9 — удельный |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
расход |
рабочего |
|
агента |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
R 0 = |
V/Qф, |
|
м3/сут. |
По |
|
|
|
|
|
|
\ |
_ |
||||
данным граф 4 и 6 строим |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
индикаторную |
|
линию |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
фф = |
/ (Ар), |
отвечающую Ар, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
( р и Т п Л Л ) . \ 7 - |
Р"С- IV 8- Индикаторная линяя |
<3Ф - |
/ (*» |
||||||||||
лее |
необходимо |
|
найти |
|
|
|
|
п |
|
|
|
|||||
в этом уравнении |
|
значения |
показателя |
степени |
и |
коэффици |
||||||||||
ента |
пропорциональности К . Для |
этого разбиваем |
все значения |
|||||||||||||
lg Qф и lg Ар на две равные группы (по четыре |
в |
каждой), на |
||||||||||||||
ходим их сумму и составляем два |
уравнения |
|
|
|
|
|||||||||||
|
2] Дё Фф = |
|
A" -j- ti 2 i lg Ap; |
|
|
|
|
|
(IV .11) |
|||||||
|
S i Дё |
|
= |
п2 |
|
А" -ь л 2 и |
lg Ар, |
|
|
|
|
(IV .12) |
||||
в |
которых |
« j |
и |
п2 — число |
входящих |
в сумму |
значений |
lg |
||||||||
и |
lg Ар |
соответственно. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
Подставляем в полученную систему уравнений (IV. 11) и (IV. 12) |
|||||||||||||||
значения |
2 |
lg фф и 2 |
lg Ар из табл. |
IV.4. Тогда |
|
|
|
|||||||||
|
6,358 = |
4 lg К + |
0,016л; |
|
|
|
|
|
|
(IV. 13) |
||||||
|
6,715 = |
4 lg К + |
0,894п. |
|
|
|
|
|
|
(IV. 14) |
||||||
Решая совместно уравнения (IV. 13) и (IV. 14), находим
(0,894 - 0,016) п = 6,715 - 6,358,
откуда п = 0,407.
45
Теперь можем определить коэффициент пропорциональности К. Для этого воспользуемся уравнением (IV. 13)
]g/C = -L (6,358 - 0,407-0,016) = 1,547,
откуда |
К = 38,6. |
|
Уравнение индикаторной |
линии |
|
Q = |
38,6 Ар0-407. |
(IV. 15) |
Пользуясь уравнением притока (IV. 15), находим расчетные дебиты для принятых режимов и вносим их значения в графу 10
|
табл. |
IV .4. |
Задаваясь |
||||
|
более |
низкими |
депрес |
||||
|
сиями |
|
(< 0,56 |
МПа), |
|||
|
можно |
|
продолжить |
ин |
|||
|
дикаторную |
линию |
до |
||||
|
начала |
|
координат. |
|
|||
|
|
Как |
видим из срав |
||||
|
нения |
|
цифр |
в |
графах |
||
|
4 и 10, фактические де |
||||||
|
биты |
очень |
близки |
к |
|||
|
расчетным, полученным |
||||||
|
по |
уравнению притока. |
|||||
|
Следовательно, |
найден |
|||||
|
ное |
уравнение |
притока |
||||
|
(IV. 15) отвечает реаль |
||||||
Рис. IV.9. Регулировочные кривые компрес- |
ным условиям движения |
||||||
жидкости в |
пласте. |
|
|||||
сорной скважины |
|
Для |
установления |
||||
|
|
||||||
|
оптимального |
режима |
|||||
работы подъемника построим регулировочные кривые зависи
мости |
дебита и удельного расхода |
газа от общего расхода газа |
|||
(рис. |
IV .9). |
|
|
|
|
Касательная, |
проведенная через начало координат к |
кривой |
|||
Q = / (К), определит |
оптимальный |
дебит скважины |
QonT = |
||
= 37,5 т/сут при удельном расходе газа R Q= 375 м3/т. Касатель |
|||||
ная, |
проведенная |
к |
кривой R 0 = / (V) перпендикулярно |
к оси |
|
ординат, определяет минимальный расход рабочего агента /?0min = = 240 м3/сут. Максимальный дебит скважины Qmax = 48,4 т/сут возможен при удельном расходе рабочего агента R 0 = 484 м3/т. Дальнейшее увеличение расхода рабочего агента ведет к снижению дебита и росту рабочего давления. Выгодные режимы работы, очевидно, будут между QonT и Qmax.
Задача 29. В целях установления оптимального технологиче ского режима работы скважин в промысловой практике широко применяют исследование фонтанно-компрессорных скважин с по строением регулировочных кривых.
46
Т а б л и ц а IV .5
Данные исследования скважин при стационарных режимах фильтрации
Диаметр |
Газовый |
Дебит |
Депрессия |
Дебит |
Содержание |
|
штуцера d, |
фактор (70. |
газа Qr, |
Ар, МПа |
нефти Qn, |
песка 0, % |
|
мм |
м3/т |
м3/сут |
|
т/сут |
|
|
1 |
148 |
3 |
108 |
1,2 |
21 |
|
2 |
145 |
4 |
785 |
2,0 |
33 |
0,07 |
3 |
147 |
6 |
468 |
2,7 |
44 |
0,15 |
4 |
149 |
8 |
190 |
3,3 |
55 |
0,25 |
5 |
150 |
10 650 |
4,2 |
71 |
0,50 |
|
|
|
Пусть фонтанная скважина работает в условиях, когда забой |
||||||||
ное давление больше давления насыщения |
(р3 > |
рнас). Пластовое |
||||||||
давление р пЛ = |
28,3 МПа, давление насыщения |
рнас = 22,4 МПа. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ар, МПа |
G0,M3/ T |
|
|
|
|
|
|
|
|
В,% QH,T/CUT Qr)Tbic.M3/cyT |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
0,5 -100 |
|
|
|
Рис. |
IV. 10. |
Регулировоч |
0,4 - |
80 |
|
|
||||
ные |
кривые |
работы |
фон |
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||||
танной |
скважины. |
|
|
|
|
|
||||
' |
- |
°0 = |
М*щт>: 2 - |
Qr = |
0,3 ' 60 |
|
|
|||
= |
М</ШТ>; з |
- |
АР = |
|
|
|
|
|||
= |
f Цнт); 4 ~ Q H= f <<W: |
0,2 - 40 |
|
|
||||||
s |
- |
e = f (rfmT) |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
OJ - 2 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
|
Требуется построить регулировочные кривые зависимости дебита нефти QH, дебита газа Qr, газового фактора G0, содержания песка 0 и депрессии Ар от диаметра штуцера, а также установить оптимальный технологический режим фонтанирования.
Данные исследования скважины сведены в табл. IV .5. Строим в прямоугольной системе координат на общем графике
регулировочные кривые изменения газового фактора, дебита газа, депрессии, дебита нефти и процента содержания песка в зависи мости от диаметра штуцера (рис. IV. 10). По этим кривым и уста навливается оптимальный режим работы скважины, который должен обеспечить ограниченный вынос песка и получение макси мально возможного дебита нефти при наименьшем газовом факторе.
47