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

так называемая полузакрытая конструкция скважины, по которой предусматривается пакер (изолирующий затрубное пространство обсадной колонны от подъемной колонны), но не имеется постоянного газлифтного клапана у бащмака подъемных труб. В современных конструкциях при заканчивании скважин газлифтные клапаны имеют реверсивные обратные клапаны, которые не позволяют нефти проникать в затрубное

Таблица 2.4-5

1,000 0,990 0,980 0,970 0.960 0,950 0,940 0,930 0,920 0,910

0,000 0,099 0.140 0,170 0,195 0,217 0,236 0,253 0,269 0,283

Р2/Р1

0,900 0,850 0,800 0,750 0,700 0,650 0,600 0,555

0,297 0,351 0.391 0,420 0.441 0,455 0,463 0,465

Пространство обсадной колонны во время эксплуатации. Это уменьшает время, требуемое для снижения уровня жидкости. Однако после первого клапана жидкость может попасть в затрубное пространство. Рассмотрим классическую, так называемую открытую конструкцию скважины, в которой затрубное пространство не перекрыто пакером на д

уровне башмака подъемных труб. Допустим, что давление в колпаке каждого клапана меньше на 0,1 МПа, чем давление в колпаке клапана, установленного выше. По рис. 2.4-9а скважина практически заполнена жидкостью, например, до статического уровня, определяемого пластовым давлением.

Снижение уровня жидкости в скважине начнется при нагнетании сжатого газа в затрубное пространство обсадной колонны с максимальным давлением, необходимым, чтобы открыть верхний газлифтный клапан. В соответствии с графиком (см. рис. 2.4-8) мы видим, что при этом давлении сжатого газа верхний газлифтный клапан будет открыт даже в том случае, если давление в подъемных трубах, противостоящее ему, будет равно нулю. В рассматриваемом

Рис. 2.4-9. Снижение уровня жидкости в скважине с помощью газлифтных клапанов

•случае в то время, когда сжатый газ начнет поступать в затрубное пространство, имеется столб негазированной жидкости значительного давления и в затрубном пространстве, и в подъемных трубах между уровнем первого газлифтного клапана и статическим уровнем жидкости. Верхний клапан, следовательно, откроется даже в начале нагнетания газа. Через два нижних клапана также будет проникать флюид, потому что давление в их колпаках меньше, чем давление в самом верхнем клапане. Давление, действующее на эти клапаны, будет больше, чем давление, действующее на самый верхний клапан /. На рис. 2.4-96 нефть от клапана / оттеснена ниже. Глубина установки этого клапана рассчитана так, чтобы в то время, когда газ достигнет клапана, разница давления (на глубине его установки) между затрубным пространством и подъемными трубами равнялась, допустим, 0,34 МПа, при котором через клапан будет проходить газ.

После нагнетания газа через клапан столб жидкости в подъемных трубах будет постепенно аэрироваться и скважина будет фонтанировать газированной жидкостью через верх подъемных труб. Давление в подъемных трубах, противостоящее давлению в клапане /, уменьшится. В результате этого уровень жидкости в затрубном пространстве понизится, так как на глубине нижних газлифтных клапанов давление в затрубном пространстве и в подъемных трубах практически уравновешивается. Давление в подъемных трубах, противостоящее давлению в клапане /, уменьшается до постоянного значения, и уровень жидкости в затрубном пространстве снижается до соответствующей постоянной глубины. Клапан 2 устанавливается несколько выше этой глубины аналогично клапану / таким образом, чтобы газовый поток мог бы начаться при первоначальном перепаде давления Др. После этого газ, нагнетаемый в затрубное пространство на устье скважины, может поступать в подъемные трубы через два клапана. Если расход нагнетаемого газа на поверхности будет меньше, чем расход газового потока в подъемных трубах через два клапана, то давление в затрубном пространстве уменьшится. Как только это давление достигнет давления в колпаке ркл. i клапана 7, этот клапан закроется. Газ будет продолжать поступать в подъемные трубы только через клапан 2. Эта начальная стадия показана на рис. 2.4-9в. Уровень жидкости в скважине понизится до глубины, на которой расположен клапан 3. Как только сжатый газ проникнет в подъемные трубы через клапан 3, клапан 2 закроется. При этом давление в затрубном пространстве уменьшится до Ркл. 2- Скважина будет теперь фонтанировать непрерывно под действием сжатого газа, входящего через клапан 3 (рис. 2.4-9г).

Если правильно определить давление сжатого газа в затрубном пространстве, при котором открываются и закрываются газлифтные клапаны, скважина может эксплуатироваться при нагнетании газа в подъемные трубы через любой из трех установленных клапанов. Однако следует предусмотреть тот случай, который необходимо избежать. Если газовый поток будет поступать в подъемные трубы через следующий нижний клапан, то верхний клапан может вновь открыться. Чтобы предотвратить это, необходимо максимальное давление в подъемных трубах, противостоящее давлению в любом клапане, рассчитывать

для случая, когда сжатый газ входит в подъемные трубы через следующий нижний клапан. Если давление в подъемных трубах и в обсадной колонне определено, то давление в колпаке клапана можно вычислить с помощью уравнения открытия клапана.

Пример 2.4-6. Определить давление, при котором клапаЬ, характеризуемый данными предыдущего примера, будет открываться после его закрытия.

Если этот «лапан находится в закрытом положении, то сжатый газ будет проникать в подъемные трубы через один из клапанов, расположенных ниже. Более неблагоприятным с точки зрения надежности открытия клапана будет случай, когда этот клапан будет ближайщим нижним, поскольку давление в трубах может быть cJHiiuKOM высоким, давление в обсадной колонне станет уже меньще, чем первоначальное значение, положим, на величину Др=0,07 МПа. Используя уравнение открытия клапана, можно рассчитать давление в подъемных трубах, при котором клапан откроется, если давление в его колпаке станет равным 3,97 МПа, а давление в обсадной колонне составит 4,05-0,07=3,98 МПа;

ppj = 14,88 3,97 - 13,88-3,98 = 3,83 МПа,

т. е. давление в подъемных трубах, равное по меньшей мере 3,83 МПа, и будет давлением открытия клапана. Если давление в подъемных трубах, противостоящее давлению в клапане, не может превышать 2,96 МПа после его закрытия, тогда клапан останется закрытым, а газ будет входить в подъемные трубы через какой-то нижний клапан.

3) Глубина установки клапанов; диаметры отверстий клапанов. Глубина установки верхнего газлифтного клапана зависит от статического уровня жидкости в скважине, который предшествует процессу откачки: будет ли этот уровень относительно высоким или относительно низким. Относительно высокий уровень означает, что давление нагнетаемого газа в затрубном пространстве возбуждает фонтанирование скважины через верх подъемных труб даже до того, как нагнетаемый газ из затрубного пространства мог бы поступить в подъемные трубы. Относительно низкий уровень означает, что нефть, поднимающаяся в подъемных трубах, не достигает устья скважины в момент, когда нагнетаемый газ начинает проникать в подъемные трубы из затрубного пространства через верхний газлифтный клапан. На рис. 2.4-10 схематично показана верхняя часть скважины, частично заполненной жидкостью удельного веса у»-В начальный момент уровень жидкости находится на одной глубине от поверхности и в подъемной колонне труб, и в затрубном пространстве. Если сжатый газ под давлением Ру.р нагнетается в затрубное пространство, то при условии, что не будет происходить обратный переток жидкости в пласт в рассматриваемый период снижения уровня, уровень жидкости в затрубном пространстве будет падать на высоту /1, а в подъемных трубах подниматься до уровня I. Обозначим площадь поперечного сечения затрубного пространства через S3, а площадь поперечного сечения подъемных труб 5тр. Соотношение между изменениями уровня в затрубном пространстве и в подъемных трубах будет к(5з/3тр) =hRo. На конце U-образных труб давление на уровне жид-

--г)

Рис. 2.4-10

12-546