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

скважины. Видно, что фонтанная добыча скважины ограничивается интервалом дебитов, заключенных между точками А а Б. Определим дебит скважины, ожидаемый при данном диаметре штуцера шт- Допускаем, что давления л рг - соответственно до и после штуцера, меньше критических. С помошью уравнения (1.5-6) можно вычислить давление до штуцера.

Если dun и Ro величины постоянные, то давление на устье скважины изменяется прямо пропорционально дебиту. Эта зависимость иллюстрируется прямой линией / на рис. 2.3-4, б. Из рисунка видно, что

Рис. 2.3-4, График взаимодействия пласта и скважины по Джилберту (1955 г.)

Рис. 2.3-5. Устойчивая и неустойчивая рабочие точки скважины, фонтанирующей газированной нефтью, по Джилберту 1(1955 г.)

фактическая кривая вблизи от начала координат несколько отклоняется от прямой линии. Линия / пересекает кривую в точках Е и Д. По сушеству эти точки являются рабочими точками, характеризующими систему пласт-насосно-компрессорные трубы - фонтанный штуцер. Возможна ли эксплуатация скважины в этих условиях?

На рис. 2.3-5 приведены кривые и / предыдущего рисунка с большей степенью детализации. Допустим, что параметры эксплуатации скважины соответствуют параметрам рабочей точки Е и скважина фонтанирует с дебитом Qhe при давлении на устье Ру. р£. Практически режим фонтанирования будет не совсем устойчивым, но квазистационарным, означающим, что параметры потока изменяются во времени, но изменения носят постоянный характер. Если дебит временно увеличится от qnE до (iie + Ahd), то условие стабильности фонтанирования будет соблюдено в том случае, если давление на устье стабилизировалось при (Ру. р£-Лру. pf). Однако при этом увеличенном дебите давление до штуцера по уравнению (1.5-6) будет возрастать да (Ру.рЕ+Ару. рк!-

Это повышенное давление на устье скважины вызовет увеличение забойного давления и, следовательно, снижение притока в скважину.

С другой стороны, если дебит скважины временно уменьшится на AqnE, то в соответствии с рабочей точкой Е" давление до штуцера будет меньше, чем необходимо, чтобы поддерживать режим фонтанирования при этом сниженном дебите. Более низкое давление на устье скважины вызовет снижение забойного давления и, следовательно, приведет к увеличению притока в скважину; точка Е, таким образом, является стабильной рабочей точкой потому, что после незначительных пульсаций дебита рабочие параметры будут стремиться самопроизвольно к их первоначальным значениям.

Если скважина эксплуатируется с дебитом Qhd, то при временном его увеличении давление до штуцера будет расти, но это недостаточно, чтобы стабилизировать параметры режима фонтанирования. С уменьшением давления на устье скважины будет снижаться забойное давление и увеличиваться дебит до значения qE, соответствующего достигнутой устойчивой рабочей точке. С другой стороны, если дебит снизится ниже первоначальной величины qD, то режим эксплуатации скважины возвратится к только что описанному: дебит будет уменьшаться до нуля; скважина заглохнет. Таким образом, рабочая точка D неустойчивая. Тогда, исходя из приведенных рассуждений, можно сделать вывод, что данный диаметр фонтанного штуцера определяет дебит скважины при одной стабильной рабочей точке. Эта точка - общая рабочая точка системы пласт - скважина - штуцер. Определим, можно ли получить устойчивый дебит при любом диаметре штуцера.

На рис. 2.3-6 приведены данные рабочей точки Е, определенные для различных значений Rq и диаметров штуцеров. С помощью кривой для 0 = 284 найдем, что пересечение линий происходит под более острым углом, когда используется, например, штуцер диаметром 2,8 мм. Перепад давления, при котором система находится в устойчивом состоянии, в этом случае намного меньше, чем в случае, приведенном на рис. 2.3-5. Так как это давление слишком мало, то процесс регулирования протекает медленно. Таким образом скважина будет эксплуатироваться с постоянным риском «заглохнуть». Обычно перепад давления бывает достаточным, когда кривая штуцера пересекает кривые пласт - скважина справа от соответствующих максимумов. Из рис. 2.3-6 видно, что требуемый диаметр штуцера, при котором будет устойчивое фонтанирование, должен быть тем больше, чем больше газовый фактор Ro и дебит qn.

На основании приведенных соображений ясно, что по максимуму каждой кривой будет определяться наименьший приемлемо осуществимый дебит в данной системе пласт - скважина. Если необходимо подучить наименьший дебит, то в скважину следует спускать подъемные трубы меньшего диаметра. Далее очевидно, что при данном Ру.ртш, чем больше газовый фактор, тем больше дебит, при котором скважина может фонтанировать по подъемным трубам данного диаметра.

Общая рабочая точка системы пласт - скважина при заданном давлении на устье скважины ру. р может быть определена по Нинду двумя путями, более простыми, чем с помощью описанной схемы по рис. 2.3-4 (Нинд, 1964).

На рис. 2.3-7 даны: индикаторная кривая /; кривая - кривая зависимости Ру. р = /С<7н), введенная в соответствии с рис. 2.3-4. Эта кривая может быть построена также с помощью кривой перепада давления, соответствующей данным значениям d, и Rq. С учетом ртр. б, соответствующего индикаторной кривой /, определяют давление на устье Ру.р скважины глубиной Lckb так же, как описано в параграфе 1,4-3 г. На рис. 2.3-7 такое значение ру.р построено в зависимости от

Рис. 2.3-6. Влияние диаметра штуцера на устойчивость режима эксплуатации скважины, фонтанирующей газированной нефтью, по Джилберту (1955 г.).

На кривых 2,4; 2,8; 3,2; 4; 4,8; 8; 12 - диаметр штуцера в мм

Рис. 2.3-7. Взаимодействие скважины и пласта

предполагаемого значениями; кривую получают соединением нескольких точек, построенных таким же образом. В точке пересечения кривой с линией, параллельной оси абсцисс, проходящей через заданное значение давления на устье скважины Ру. р, получают искомый дебит н1.

По второму способу определяют кривую градиента давления, соответствующую данным значениям d, q-a и Rq. Затем, исходя из заданного давления ру. р, определяют давление у башмака подъемных труб, которое ожидается на глубине Lckb- Для построения кривой / (функции Ру. р =/(7н) на рис. 2.3-7) на графике наносятся значения нескольких пар 9н и Ру.р. Дебит q определяется в точке пересечения прямой / и кривой / так же, как это делалось в предыдущем способе.

в) Влияние выкидной линии

Если на устье скважины не устанавливать штуцер и пренебречь падением давления, вызываемого прохождением жидкости через фонтанную арматуру, то получим наименьшее возможное давление на устье скважины, которое равно требуемому наименьшему давлению на входе в выкидную линию.

Если выкидная линия скважины проложена на ровной местности, то падение давления многофазного потока вдоль выкидной линии можно охарактеризовать рядом кривых вида p==f[ld, q,R, построенных или вычисленных способами, аналогичными тем, которые мы использовали