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

кости (уровень 2) должно равняться рк, в затрубном пространстве должно быть таким же, как и в подъемных трубах. Для этого условия можем написать, что если давление на устье скважины ру.р, а вес столба газа незначителен, то

Рк=ЛТж + Й/?о?ж + Ру.,

и, следовательно,

Подъемная колонна называется «длинной», если в первоначальный момент она не заполнена жидкостью. При этом Ьст больше, чем столб жидкости высотой hRo, поступившей в U-образные трубы из затрубного пространства, т. е.

L>hR,.

Подставим h из выражения (2.4-4). Тогда условие для «длинной» подъемной колонны будет

ст> /--Р:" . (2.4-5)

Если подъемная колонна «длинная», то глубина установки верхнего газлифтного клапана определяется по уравнению

A = L„4--I0=L,.+ff-10. (2.4-6)

Для создания перепада давления, необходимого, чтобы через клапан газ поступал из затрубного пространства в подъемные трубы, вычитается 10 м. Так как в рассматриваемом случае для статического равновесия давлений необходимо снижение уровня жидкости в затрубном пространстве еще на 10 м, то высота столба жидкости в подъемных трубах уменьшится еще на 10 Ro- Первоначальный перепад давления тогда составит

Ар=10(1+о)Тж.

Если подъемная колонна труб «короткая» или статический уровень жидкости точно не определен, или скважина заполнена жидкостью с поверхности, то верхний клапан устанавливается на глубине

р,-Др,-Рур 2.4-7)

Это уравнение основано на предположении, что в момент начала нагнетания газа эффективное давление в подъемных трубах на глубине клапана (рк-Арк) равно гидростатическому давлению Liy столба жидкости в подъемных трубах, достигающей устья скважины, плюс давление на устье ру.р (здесь Арк - падение давления сжатого газа в газлифтном канале). В последнем случае глубину верхнего клапана

можно определить графическим путем. Глубины установки остальных клапанов можно определить несколькими способами. Ниже описан графический способ, усовершенствованный Уинклером (Уинклер и Смит, 1962). Предполагается, что даже в начальной стадии снижения уровня забойное давление упало ниже пластового давления так, что из пласта будет поступать жидкость в скважину при постепенно увеличивающейся скорости. Расчет проводится следующим обра- Рпр «р " зом. 1. Начиная от точки - „ б / 8 з (L = 0, /?у.р) кривая гради- ГТч 1 ента давления (линия /) для рассматриваемого диаметра подъемных труб строится для работы непрерывным газлифтом в билинейной ортогональной системе координат - р в зависимости от L (рис. 2.4-11). 2. Линия (статическое давление столба газа в затрубном пространстве в зависимости от глубины) проводится от точки (L = 0, Рк.р). 3. Линия / (давление негазированной нефти в зависимости от глубины) строится при известном Уж, начиная от

точки (Lckb, Рз. ст). 4. ЛИНИЯ IVjl, параллельная линии /, проводится через точку (LcKB = 0„ Ру.р). В точке, где она пересекает линию , давление газа в затрубном пространстве будет равно давлению в подъемных трубах, заполненных нефтью до устья при давлении на

устье скважины ру. р. Проведем линию, параллельную линии на расстоянии Ар = 0,34 МПа, выше точки пересечения. В точке пересечения/ этой последней линии с линией IVjl определится глубина L\ установки верхнего клапана /. Перепад давления Ар = 0,34 МПа гарантирует, с одной стороны, что клапан будет пропускать газ, когда он не перекрыт жидкостью, и, с другой стороны. Ар равно падению давления в клапане, ожидаемому при проходе через него газа при максимально запроектированной скорости. 5. Давление в подъемных трубах, равное Ртр.н.л! на глубине Li, установится при непрерывном газлифте. Во время процесса

14 -

Ртр.н.яЗ

/2h Р 13 ВИ

рмлЧ ( \ \ Pjp.mat

1 \

РуИЧ

Рис. 2.4-11. Размещение газлифтных клапанов при непрерывном газлифте

снижения уровня жидкости в скважине в любом случае допустимо снизить давление в подъемных трубах до этой величины потому, что из скважины при динамическом забойном давлении Ртр.н.л! будут получать меньше жидкости, чем при непрерывном газлифте.

Проведем линию, параллельную линии /, через точку (Li, Ртр.н.л!)-линию IVI2. После этого проведем параллельные линии к линии изменения давления газа по высоте обсадной колонны, одну на расстоянии 0,1 МПа, а другую дальше на расстоянии 0,34 МПа. Цель первого снижения давления на 0,1 МПа состоит в установлении давления открытия клапана 2 (на 0,1 МПа ниже клапана /). Линия падения давления по длине обсадной колонны, определяюш,ая падение давления на 0,44 МПа, пересекается линией IV/2 в точке 2. По ординате этой точки определяется глубина установки клапана 2. 6. Глубина установки оставшихся клапанов определяется относительно глубины установки клапана 2. Единственное отличие состоит в том, что давление в обсадной колонне снижается еще на 0,1 МПа для каждого клапана. 7. Определим для всех клапанов, за исключением последнего, максимальное давление в подъемных трубах, до которого оно может подняться во время снижения уровня в скважине. Это значение с достаточной надежностью для любого клапана получается путем вычерчивания прямой линии, соединяющей точку, отмеченную в п. 2-4 следующего нижнего клапана, и точки (L=0, Ру.р). Ртр.тах определяется в точке пересечения этой линии с горизонтальной линией, прочерченной от глубины установки рассматриваемого клапана. 8. Используя уравнение (2.4-3), определим давление при снижении уровня жидкости Рк.рг, соответствующее давлению ркл- 9. Подставляя значения рл и Ртр.н.л, в уравнение (1.5-4), вычислим возможный диаметр штуцера duiT.i клапана. 10. Используя каталог выпускаемых газлифтных клапанов (см., например. Справочник газлифтных клапанов фирмы КАМКО, Уинклера и Смита, 1962, с. А4-001), выберем тот клапан, который имеет следующую большую площадь поперечного сечения штуцера, вычисленную в п. 9. Взяв из справочника параметры 5шт.г.кл и 5кол.кл, напишем уравнение открытия клапана. 11. Используя уравнения открытия клапанов и данные давления ркл и Ртр.тах.г, определим для каждого клапана давление в колпаке ркл.;, необходимое на глубине установки клапана. Рассуждая логически, не должно быть Ртр. max для СаМОГО НИЖНСГО клапана. Действительное давление в колпаке равно давлению в следующем верхнем клапане. Используя уравнение (2.4-2), определим давления зарядки клапанов Ркл.ст.ь соответствующие установленным давлениям ркл. i-

Пример 2.4-7. Определить глубины установки газлифтных клапанов для снижения уровня жидкости в скважине и дальнейшей непрерывной газлифтной эксплуатации при данном дебите, а также давление компрессоров при снижении уровня, давление нагнетания газа в кла]паны и диаметры отверстий клапанов.

Дано: Z.cKB=ii320 м; =60 мм; рз.ст = 9,24 МПа; /=1,79-10-" (mVc) Па; п=1; 9н = 95,3 м/сут; рк,р = 4,51 МПа; ру.р = 0,29 МПа; х = 0,9; средняя плотность нефти в скважине р = 900 кг/м; Л1г=21,0 кг/моль; поверхностная температура газа, принятая равной средней годовой температуре, 7ci=ll°C; геометрический градиент 01 = 0,04 к/м. Дебит пластового газа незначительный. Используются клапаны фирмы К-МКО типа J-20. Подходящая кривая градиента Джилберта выбрана для насосно-