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

Практический интерес представляет проявление сепарационно-го эффекта в нефтяной добывающей скважине, схема которой представлена на рис. 6.51.

Предполагая обсадную колонну, лифт и устье скважины абсолютно герметичными и недеформируемыми, рассмотрим процесс эксплуатации безводной скважины при таком забойном давлении, когда между башмаком лифта и забоем появляется свободный газ.

В соответствии с законами сепарации газа у приема погружного оборудования часть свободного газа будет сепарироваться в затрубное пространство. Если в верхней части затрубного пространства не было газа, то процесс будет принципиально таким же, как описанный выше (случай А). Если в затрубном пространстве имелась газовая шапка, то процесс аналогичен случаю Б.

Основным отличием будет то, что из-за незамкнутости системы (открытый башмак лифта и перфорационные отверстия, связывающие скважину с пластом) рост давления в затрубном пространстве вследствие сепарационного эффекта приведет к вытеснению жидкости из затрубного пространства в башмак лифта и к понижению динамического столба жидкости в скважине (росту динамического уровня). Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока уровень не достигнет башмака лифта. При достижении уровнем башмака лифта газ из затрубного пространства прорывается через башмак в лифт и производит выброс жидкости. Давление у башмака резко снижается, что приводит к снижению и забойного давления.

Несмотря на увеличившийся приток жидкости из пласта, производительность скважины на поверхности в течение какого-то времени равна нулю. Это связано с тем, что поступающая из пласта жидкость идет на заполнение как свободного от жидкости лифта, так и затрубного пространства. Через какой-то промежуток времени вышеописанное явление, которое носит название явления пульсации, повторяется.

Таким образом, под явлением пульсации в работе эксплуатационной скважины при добыче газожидкостной смеси будем понимать неустановившийся режим работы единой гидродинамической системы «пласт-скважина-лифт», связанный с проявлением сепарационного эффекта и характеризующийся периодическими выбросами добываемой жидкости на устье скважины.

На рис. 6.52 представлены зависимости производительности скважины на устье (Q) и затрубного давления (Р р) в функции

времени для скважины, работающей с явлением пульсации. Вполне понятно, что работа скважины с пульсациями является нежелательной, так как невозможно оптимизировать работу не только погружного оборудования, но и наземных коммуникаций. Явление пульсации может быть устранено либо предотвращением (существенным снижением) сепарации газа в затрубное пространство, либо постоянным отбором сепарирующегося газа из затрубного пространства.

На практике часто встречаются случаи, когда лифт, обсадная колонна или устье скважины не являются абсолютно герметичными. В этих случаях после пуска скважины в работу затрубное давление начинает резко возрастать. Затем темп нарастания его снижается, давление стабилизируется и остается постоянным

Стабилизация затрубного давления объясняется установлением динамического равновесия в системе, при котором объем сепарирующегося у приема погружного оборудования свободного газа равен объему газа, выходящего из затрубного пространства через неплотности лифта или обсадной колонны (резьбовые соединения), или через обратный клапан, установленный в выкидном манифольде

Выброс Выброс Время t . Графики работы добывающей скважины с явлением пульсации

и соединенный с затрубным пространством (на рис. 6.51 этот элемент показан цифрой 1).

Сепарационный эффект может оказывать существенное влияние на результаты исследования скважин при снятии кривой восстановления давления, когда скважина закрывается на устье.

Выделяющийся из нефти газ в одних случаях играет безусловно положительную роль, в других - отрицательную. Рассмотрим один из важнейших эффектов в процессе добычи нефти, связанный с выделением и расширением газа - газлифтный эффект.

6.29. ГАЗЛИФТНЫЙ ЭФФЕКТ

Процесс движения газожидкостной смеси в насосно-компрессорных трубах добывающих скважин связан с выделением и расширением свободного газа, что вызывает газирование движущейся жидкости. Появление свободного газа в трубах за счет выделения его из раствора или за счет его принудительного нагнетания приводит к увеличению объема образующейся смеси с одновременным снижением плотности газожидкостной смеси по сравнению с плотностью жидкости.

Если высоту столба жидкости в трубе (свободного газа нет) обозначить через Н, то при появлении свободного газа в жидкости высота образующейся смеси увеличится и составит Н. При этом Н> Н. Эффект подъема жидкости, получаемой в результате газирования ее, будем называть газлифтным эффектом. Обозначим газлифтный эффект через Н. Тогда его величина определится как разность и Н, т.е.

H = hJh. (6.498)

Экспериментальные исследования работы добывающих скважин показали, что газлифтный эффект зависит от целого ряда факторов и изменяется от нескольких метров до нескольких сотен метров. Естественно, что при расчете работы реальных подъемников неучет газлифтного эффекта приводит часто к достаточно большим ошибкам и невозможности оптимизации работы глубиннонасосного оборудования (неправильный выбор насосов, энергетического оборудования, глубины спуска установки и т.д.). Исследованию газлифтного эффекта в скважинах, оборудованных, в частности, установками ЭЦН, посвящено значительное количество работ. В настоящее время газлифтный эффект определяется экспериментально,