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

Из выражения (7.3) следует, что при = О подъем продукции скважины осуществляется только за счет природной энергии, поэтому такой способ будем называть естественным фонтанированием. Если же > О, то такой способ подъема продукции будем называть искусственным фонтанированием. Если в выражении (7.3) положить Ж, = О и Ж = О iP>P,,J, то

ИзаО = (7.4)

и такой вид фонтанирования называется артезианским.

Возвратимся к рис. 7.1, на котором схематично показаны скважины, осуществляющие подъем продукции за счет фонтанирования.

к®

а б в г

Рис. 7.1. Схемы оборудования скважин при фонтанировании: а - условия: И. <. W„ i Р, Р, i Р Я„ = б - условия: И. > W, Р,,, > Р„, Р„ = Р„, Я, < в - условия: > Р . > Р , Р„ < Р„„, Я, < г - условия: = (W = 0), Р, > Р.,,, Я„ < (Я„ 0);

I - зона движения жидкости в скважине;

II - зона движения газожидкостиой смеси в скважине;

III - зона движения газожидкостной смеси в нодъемнике

Схема, представленная на рис. 7.1а, предпочтительна в том случае, когда < Ж. (Pg < Р), т.е. для нефтей различной газонасыщенности и с большим давлением насыщения (Р < Р,,), что позволяет в значительной степени использовать природную энергию газа на подъем продукции {Н = LJ.

Схема, представленная на рис. 7.16, предпочтительна в том случае, когда > W., т.е. для нефтей с невысокой газонасыщенностью и небольшим давлением насыщения. С целью максимального использования природной энергии газа башмак подъемника необходимо спускать на глубину, соответствующую давлению насыще-ния(Р,= Р„„Я,<Г).

Схема, представленная на рис. 7.1 в, предпочтительна в том случае, когда > Ж (Р >Р„, < P,tJ, и может быть рекомендована для различных физико-химических свойств продукции при определенных технологических офаничениях. По экономическим критериям эта схема может не уступать двум предыдущим.

Схема, представленная на рис. 7.1г, характерна для артезианских скважин и технологически отличается от описанных тем, что давление на устье скважины больше или равно давлению насыщения (Р, >P„J.

Забойное давление для таких скважин рассчитывается так:

РЕР + . + Р. (7.5)

где р - плотность продукции скважины, кг/м;

1Р - суммарные потери энергии на преодоление сопротивлений, определяемых динамикой потока, Па.

Глубина спуска башмака подъемника в таких скважинах может быть различной и зависит только от свойств продукции и режима ее движения. В отдельных случаях допустима эксплуатация таких скважин без подъемных труб.

Рассмофим, от каких параметров зависит естественное фонтанирование.

7.2. УСЛОВИЯ ЕСТЕСТВЕННОГО ОПТИМАЛЬНОГО ФОНТАНИРОВАНИЯ

Под естественным оптимальным фонтанированием будем понимать процесс подъема продукции скважины под действием природной энергии при работе подъемника на оптимальном режиме (максимальный коэффициент его полезного действия).

7.2.1

Рассмотрение начнем с наиболее простого случая, соответствующего схеме рис. 7.1а.

Потенциальная энергия 1 м продукции (нефти), находящейся на забое скважины при давлении Р, равна:

Ж,=1мр,§

= 1мР.

заб [Дж].

(7.6)

При подъеме продукции в скважине энергия расходуется на преодоление различных сопротивлений. Если давление на устье скважины обозначим через Р, то потенциальная энергия 1 м продукции равна:

= 1м(Рз,,-Р [Дж]. (7.7)

Если в 1 м продукции (нефти) растворено G,, м газа, то этот газ начинает выделяться при давлении, равном давлению насыщения, а его энергия такова:

W" =

(7.8)

где G - количество вьщелившегося из 1 м нефти свободного газа при изменении давления отР, до Р, приведенное к среднему давлению Р, м\

Рассматривая процесс подъема продукции неизотермическим, распределение температуры в подъемнике можно записать в таком виде:

Г=Г-Ьк(Р-Р), (7.9)

где Г, Ру - температура и давление на устье скважины. К, МПа; к - эмпирический числовой размерный коэффициент, К/МПа; Р - давление, (Р > Р), МПа.

Принимая уравнение состояния реального газа, запишем: GoPoPz

(7.10)

или с учетом эмпирического закона распределения температуры (7.9):