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

компрессорных труб, при котором скважина испытывалась, распространены также и на другие диаметры труб.

Потери давления на трение при эксплуатации скважины по затруб-ному пространству обсадной колонны можно рассчитать по уравнению (1.1-14) или (1.1-16).

2.3. ПОДЪЕМ ЖИДКОСТИ ЗА СЧЕТ ЭНЕРГИИ РАСШИРЯЮЩЕГОСЯ ГАЗА

2.3.1. СВЯЗЬ РАБОТЫ ПЛАСТА И ПОДЪЕМНИКА

а) Теория Крылова

На рис. 2.3-1 приведен график изменения дебита нефти и дебита газа (/г при стандартных условиях в зависимости от динамического забойного давления рз.д, построенный по данным исследования скважины. Подъемные трубы в рассматриваемой скважине спущены до забоя, т. е. Рз. д=Ртр. б- При построении графика использовали приближение, что 1 кгс/см2=0,1 МПа. На рис. 2.3-2 приведены пары значений q»-<7г. ст, относящихся к данным значениям рз. д. При динамическом забойном давлении, равном 5,5 МПа, например, „=1,16-10-3 мс, а г. ст = = 0,77 mVc Крылов соединил соответствующие пары qn-qv.cT кривой

Рис. 2.2-5. Интервалы неустойчивой работы скважины, фонтанирующей негазированнон нефтью по Силашу (1955 г.)

e/J 5,5 50 tS VO 3,5 30

Рис. 2.3-1. Кривые притока нефти и газа, построенные по данным исследования скважины

в зависимости от динамического забойного давления, ставляет собой в таком случае характерную кривую пласта, построенную в координатной системе qr. ст в Общее уравнение движения жидкости Крылова лов, 1949) для колонн насосно-компрессорных труб ны (в данной книге детально не рассматривается) лить кривые пропускной способности для колонны н ных труб различной длины. Эти кривые совпадают

Эта кривая пред-притока из одного зависимости от q. (Муравьев и Кры-значительной дли-позволяет опреде-асосно-компрессор-

С кривыми (7г. СТ -

относящимися к пропускной способности подъемных труб бесконечно малых длин. Семейство кривых, представленное на рис. 2.3-2, относится к условиям LcKB = 1000 м, d = 73 мм и ру. р = 0,2 МПа. Вместо I (перепад давления в метрах столба жидкости на единицу длины подъемной колонны, по Крыло-

0,50 Oj5

tfiO 1,25 1,50 I г, mVc

Рнс. 2.3-2. Связь работы пласта с работой подъемной колонны для данного размера НКТ (по Крылову)

ву) мы использовали в качестве параметра ртр. б, единственную переменную в выражении. Графическое ре-щениеэтой серии уравнений, представленное индикаторной кривой и кривой пропускной способности колонны труб, позволило определить динамическое забойное давление Рз. д=4,93 МПа, при котором приток в скважину газа г. ст=1,21 м/с и дебит нефти г/„ = 2,45-• 10~ мс совпадают с дебитом, который можно получить на поверхности через данные подъемные трубы при данном давлении на устье и давлении у башмака подъемных труб, равном 4,93 МПа.

Проводя построение с неизменными Lckb и d, но для различных значений на устье скважины ру.р, получим кривые ру.р = const, представленные на левой стороне рис. 2.3-3. Очевидно, если первоначальное давление на устье скважины, равное 3,0 МПа, уменьшается сначала до 2,0, а затем до 1,0 МПа при помощи фонтанного штуцера большего диаметра, то и динамическое забойное давление будет соответственно уменьшаться, а дебиты нефти и и газа - увеличиваться. Динамическое забойное давление уменьшается в меньшей степени, чем давление на устье скважины потому, что увеличенный массовый расход, средний удельный объем и скорость потока будет спо-

,5 10

Рис. 2.3-3. Связь работы пласта с работой подъемной колонны для различных размеров НКТ (по Крылову)

собствовать возрастанию общих потерь энергии фонтанирования и, следовательно, среднего градиента давления жидкости в подъемнике. Такие ситуации встречаются довольно часто, особенно в скважинах средней производительности, в которых потери энергии в подъемных трубах вызываются трением даже при минимальных дебитах, а проскальзывание газа будет относительно незначительным. Если давление на устье скважины уменьшится до 0,2 МПа, то динамическоезабойное давление будет увеличиваться, а дебит падать. Это вызывается тем обстоятельством, что, как указывалось, увеличение градиента давления в подъемнике повлечет за собой увеличение забойного давления з-начи-тельно большее, чем уменьшение давления на устье скважины. Эта ситуация распространяется на высокодебитные скважины.

Различные по диаметру подъемные колонны будут иметь различные кривые пропускной способности. В рассмотренном примере, проиллюстрированном на рис. 2.2-3, динамическое забойное; давление уменьшится до 3,57 МПа при давлении на устье скважины 0,20 МПа, если диаметр насосно-компрессорных труб изменится до 114 мм. Таким образом очевидно, что когда используют подъемные трубы диаметром 73 мм, то с увеличением отверстия штуцера увеличится дебит только в относительно небольших пределах (аналогично рп. дй=4,76 МПа при Ру. р=1,0 МПа). Если! требуется значительно увеличить дебит, необходимо опустить в сквйжину насосно-компрессорные трубы большего диаметра. , . ;

До сих пор мы изучали взаимодействие скважины и пласта при некоторых постоянных значениях давления на устье. Эта анализируемая /система представлял собой последовательно соединенную двух-комтюнентную-систему с различными характеристиками потока. В эксплуатационной практике необходимое давление на устье скважины достигается установкой фонтанного штуцера подходящего размера. Метод для установления общих рабочих точек трехкомпонентной гидравлической системы, состоящей из пласта, насосно-компрессорных труб и фонтанного штуцера, разработан Джилбертом.

б) Теория Джилберта

Индикаторная кривая / на рис. 2.3-4 характеризует приток жидкости из пласта. Рассмотрим различные дебиты нефти (ja и отложим забойные дааления, относящиеся к каждому из них, на оси абсцисс. Допустим, что длина подъемной колонны равна L, а газовый фактор Rq постоянный и не зависит от дебита. При различных давлениях у башмака подъемных труб с помощью кривых изменения градиента давления можно построить кривые, приведенные на рис. 2.3-4, а, каждая из которых характеризует изменение давления в зависимости от высоты подъема жидкости в колонне насосно-компрессорных. труб (Джилберт, 1955). В точке пересечения L = 0 при данном рпр получают давление на устье скважины ру. р, ожидаемое для рассматриваемого дебита. Перенося значение давления Ру.р на рис. 2.3-4, б, мы будем иметь значения ряда соответствующих пар ру.р-д. Соединяя непрерывной линией эти данные, в результате получим кривую , характеризующую изменение давления на устье скважины в зависимости от дебита