Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 [ 138 ] 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

приО<Ке„<200

Ф„=0,0048Ке„(1-Д,р), (6.391)

при 200 < Re, < 1600

Ф„ = (0,9433 + 35,4 10" Re„ )(l - Д,. (6.392)

При совместном движении воды и нефти (с постоянным массовым водосодержанием) критическое число Рейнольдса по нефти составляет Re„ = 200, а предельное - Re„„p = 1600 (ф„ = 1; р,, = р„).

Обработка вышеуказанных экспериментальных исследований позволяет найти взаимосвязь между относительной скоростью одиночных капель, объемной расходной обводненностью В и истинным нефтесодержанием ф„ со средней приведенной скоростью водонефтяного потока в следующем виде:

1.63 г-;- %,.(1-Ф. ,

1,84[±(ф„-0,5)] + 0,35

(1-Д,р)-ф„

(6.393)

J. . (6.394)

Б. Совместное движение воды и нефти при переменном массовом водосодержании в некоторых элементах системы (в интервале «забой- прием» имеется вода, которая не выносится полностью на поверхность).

С физической точки зрения этот случай может бьпъ представлен как совокупность барботажа и совместного движения воды и нефти. При этом водонефтяной поток движется с постоянным массовым водосодержанием через часть поперешого сечения колонны; другая же часть сечения занята водой, которая не участвует в движении. В большинстве случаев при таком механизме движения водонефтяной смеси работают обводненные скважины в интервале от забоя до приема погружного оборудования, а также при накоплении воды, когда скорость восходящего потока недостаточна для ее полного выноса (ненакопления).

В этом случае плотность водонефтяной смеси в интервале «забой- прием» не может быть рассчитана по вышеприведенным формулам.

Рассмотрим скважину глубиной L, в которую спущены насосно-компрессорные трубы (лифт) длиной Я, причем Я < L. Интер-

вал от забоя скважины до приема погружного оборудования (L-Я) заполнен водой.

В данном случае при поступлении нефти из пласта в скважину и капельном ее движении в интервале (L - Я) происходит механическое вытеснение воды независимо от расхода нефти.

При установившемся режиме работы системы «пласт-скважина-лифт» массовый расход жидкости (флюида) в поверхностных условиях равен массовому притоку ее из пласта.

Объем лифта равен:

V,=0,785dH, (6.395)

где d - внутренний диаметр лифта, м.

Объем скважины в интервале «забой-прием» V:

K=0,785D(L,-H). (6.396)

Рассмотрим количество массы жидкости в объеме лифта р1, (р„ - плотность водонефтяной смеси в лифте, вычисляемая по формулам (6.376) или (6.389)), которое поступает на поверхность за время t. За это же самое время из пласта в скважину при установившемся режиме работы системы поступает такое же количество жидкости V„pl„.

Плотность водонефтяной смеси в скважине р,, (на участке «забой-прием») в этом случае равна:

p„(n-л)+X,

р:-;„=-

Рв., = Рв -

Рв - -Я) Д" ~• (6.397)

Для расчета Р™, предварительно необходимо рассчитать р1 = Рш. • Плотность водонефтяной смеси р рассчитывается по формулам (6.376) или (6.389). Затем для известных геометрических размеров скважины и лифта по формуле (6.397) рассчитывается р„.

Подставляя значение плотности р, из уравнения (6.376) в (6.397), получим:

Н d , . Рв„ =Рв-(7-7;;Фм(Рв-Р„). (6.398)

Анализ выражения (6.398) показывает, что плотность водонефтяной смеси на участке «забой-прием» в условиях неполного выноса (накопления) воды при капельном движении зависит не только от плотностей фаз и истинного нефтесодержания при полном выносе воды при совместном движении ф,,, но и от геометрических размеров лифта (d, Н) и скважины {D, L.

Сопоставление зависимостей (6.376) и (6.398) позволяет записать следующее выражение:

р:.,=Рв-фи(р.-Р,.). (6.399)

где ф „ - истинное нефтесодержание для случая неполного выноса воды, определяемое так:

Я d

""(1::тя)г- (6-400)

Из выражения (6.400) можно получить условие (необходимую глубину спуска лифта Я .„), при котором вся вода глушения с участка «забой-прием» будет вынесена на поверхность (вода не накапливается в скважине) независимо от дебита скважины (ф „ = ф„):

Как следует из выражения (6.397), накопления воды на участке «забой-прием» не будет при условии р,, = р,„, т.е. приходим к выражению (6.401).

Один из методов расчета плотности газонефтеводяной смеси изложен ранее (см. раздел 6.3.2).

Перед проведением расчетов кривой распределения давления на рассматриваемом участке проверяется выполнение условий ненакопления (выноса) воды.

Условия ненакопления воды:

I случай

Re„ > Re,,„p = 1600 (6.402)

вне зависимости от выполнения условия (6.401).

II случай

Re„<Re,,„p=1600

Я>Я... } (6-403)