Материал: Сборник задач по технологии и технике нефтедобычи Учеб, пособие для ву

Рсми'О- ^МПа/^м- (5-30)

Зависимость (5.30) можно использовать для расчета газожидкостных подъемников, эксплуатирующих скважины с высоковяз

* Условность числа Рейнольдса обусловлена тем, что этот параметр рассчитывается по объемному расходу дегазированной нефти (тем самым не учитывается истинная гидродинамическая ситуация потока в трубах) и в нем отсутствует вязкость. Этот факт авторы [22] объясняют значительной турбулентностью потока, в силу чего вязкость перестает оказывать свое влияние и потери давления соответствуют области квадратичного закона трения. Однако из соотношения размерности вязкости, используемой в [22] и в системе СИ, а также исходя из условия безразмерности числа Re следует, что в качестве единицы вязкости была взята вязкость р_ед = 1,481 Па-с. Отсюда

Re = ШсмОтРсм и/Цед ⁼ 1,4737-10 ⁵0_н ст44см/(1,481 D_T) = 0,99-10^-5 X X фжо (1 — Рв) M_CUID_V

кой продукцией, для чего рекомендуется пользоваться корреляционными зависимостями для высоковязкихТнефтей 1(см. рис. 5.4, кривые 2 и 3). Эти зависимости были получены В. А. Сахаровым и С. К. Абишевым при обработке лабораторных данных подъема жидкостей вязкостью 700—2000 мПа-с (кривая 2) и по результатам обработки данных промысловых исследований, проведенных на залежи пермокарбона Усинского месторождения, для среднеинтегральной вязкости жидкости 10000 мПа с (кривая 3).

МЕТОД П. БАКСЕНДЕЛА

Данный метод расчета имеет в своей основе те же принципы, что и метод Поэтмана—Карпентера. Учитывая, что течение происходит в кольцевых каналах, образуемых, например, эксплуатационной колонной и колонной насосно-компрессорных труб, или НКТ и колонной насосных штанг и т. д., для расчета гидродинамических характеристик потока (скорости, потерь давления, условного числа Re) используются соответственно эквивалентный и гидравлический диаметры канала

где F_K — площадь кольцевого сечения; Р — смоченный периметр сечения; D_3K — внутренний диаметр эксплуатационной колонны; D_r — внешний диаметр НКТ.

В соответствии с этим в выражении для условного числа Re необходимо вместо D_r подставлять (D_3K -f D_T), а уравнение движения смеси (5.30) для условий кольцевых каналов запишется

***dp/dH* = р_см ,• 10^—6 cos а + / _ст (1 - Р_в)² М²_м/[2,3024- 10^I5p_CM „ X**

где / — корреляционный коэффициент необратимых потерь давления в каналах кольцевого сечения, определяемый по экспериментальному графику (рис. 5.5).

Следует заметить, что при условном числе Re = 0—3 экспериментальные данные для кольцевых каналов согласуются с данными [191 для каналов круглого сечения.

Задача 5.1. Используя метод Поэтмана—Карпентера рассчитать кривую распределения давления в фонтанной скважине. Определить забойное давление и оценить точность полученного результата при следующих исходных данных: Q_XCT = 72 м³/сут, р„д = 850 кг/м³, р_в = 0, Цнд = 8,0 мПа-e, р_у = 1,14 МПа, р_нпл = = 2,8 мПа-e, Т_пл = 307 К, Ригс = 9,1 МПа, (о_п = 0,0189 К/м, Г = 60 м³/м³, 7-с = 1600 м, pm = 1,436 кг/м³; [tf„_KT= L_c, D_T = = 0,0635'м, Рзабизм = П-91 МПа.

Решение. Расчет производим «сверху—вниз». Так как Рэабизм>Рнас. то расчет распределения давления ведется сначала

**D_r = AFJP = 4. (я/4 (D²_K - D?)]} /[я (D_9k + D,)] = D_3K - D_T, (5.32)

x(0L-D?)⁸(D_9K-D_T)]_f ^МПа/м’

(5.33)**

108

—

•

X О

Рис. 5.5. Зависимость корреляционного коэффициента / от условного числа Рейнольдса для кольцевых каналов:

1 — участок кривой Поэтмана — Карпентера; 2 — экспериментальные данные Баксен- дела [19] для кольцевых каналов; 3 — экспериментальные данные для горизонтальных выкидных линий диаметром соответственно 0,152 и 0,102 м

на участке движения газожидкостного потока от р_у до р_наС) а за- тем на участке однофазного течения от р_нас до р_заб.

Принимаем величину шага изменения давления Ар = = 0,1-9,1^ 1,0 МПа, определяем по (5.15) общее число шагов

N = (9,1 — 1,14)/1,0 « 8,0.

Соответственно число задаваемых давлений п = 9, а их значения, определенные по (5.16), приведены в табл. 5.3.

Рассчитываем по (5.10) температурный градиент потока

со_п = (0,0034+ 0,79 0,0189)/10^72/,(⁸⁶⁴⁰⁰'²⁰'^0,06352,67) ⁼ °*⁰¹⁵⁸ К/м.

Определяем по (5.9) температуру на устье скважины

~~Ту =~~ 307 — 0,0158-1600 = 281,7 К-

Вычисляем по (5.14) температуру потока, соответствующую заданным давлениям (см. табл. 5.3). Например

Т_г = 281,7 + [(307 — 281,7)/( 11,91 — 1,14)/(2,14— 1,14)]= 284,0 К -

Используя данные однократного разгазирования проб пластовой нефти, представленных в виде графических зависимостей Vгв = / (р), b_H — f (р), определяем по заданным давлениям удельный объем выделившегося газа и объемный коэффициент нефти (см. табл. 5.3). Данные параметры с большей точностью могут быть

109

р, МПа	Т. К	Г_гв, m-Vm³	*н	2	г_см. м’/м’	М_сы, кг/м-’
1,14	281,7	33,5	1,095	0,92	3,659	936,16
2,14	284,0	25,0	1,111	0,86	2,243	936,16
3,14	286,4	20,0	1,124	0,80	1,695	936,16
4,14	288,7	15,0	1,132	0,75	1,434	936,16
5,14	291,0	11,0	1,142	0,69	1,308	936,16
6,14	293,4	8,0	1,146	0,64 •	1,239	936,16
7,14	295,8	5,0	1,150	0,60	1,197	936,16
8,14	298,1	2,0	1,154	0,56	1,169	936,16
9,14	300,5	0	1,158	—	1,158	936,16
11,91	307,0	0	1,156	'	1,156	936,16

* Однофазный поток, значения X, определенные по (5.22).

получены при расчете их по зависимостям, приведенным в гл. 1. Коэффициент сжимаемости газа г определяем с учетом (1.17) по (1.20 — 1.23).

Вычисляем по (5.26) удельный объем газожидкостной смеси при соответствующих термодинамических условиях. Например, при термодинамических условиях устья скважины Т_у = 281,7 К, р_у 1,14 МПа, удельный объем будет

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/115988

Смотрите также:










2014 biblioonline ru