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 диаметром 60 мм при <7„==9S,5 мсут и /?о=262 mVm Скопируем эту кривую на диаграмму рис. 2.4-11 так, чтобы она начиналась при ру,р=0,29 МПа. Эта кривая будет линией /. Динамическое аабойное давление составит 3,08 МПа.

Результаты графического построения с помощью рис. 2.4-11 и расчет по этапам (п. 1-8) сведены в табл. 2.4-6.

Таблица 2.4-6

Таблица 2.4-7

Результаты расчетов по этапам (п. 9-11) приведены в табл. 2.4-7. Данные графы 1 минимального забойного давления (рз.д), ожидаемого при проходе газа через индивидуальные клапаны во время снижения уровня жидкости в скважине, определены графическим методом, проиллюстрированным на рис. 2.4-11. Дебиты нефти, соответствующие этим забойным давлениям п приведенные в графе 2, получены вычислением по зависимости

9„i = 1,79.10-10 (92,4.10ь рз.дг).

Эти дебиты нефти необходимы только для вычисления количества сжатого газа, которое, в свою очередь, служит базой для расчета диаметра штуцера клапана. Точность расчетов по этому способу не будет чрезмерно снижена, если действительный дебит нефти будет заменен ближайшим дебитом, взятым по кривой градиента давления Джилберта. Эти значения приведены в графе 3; в графе 4 даны необходимые газовые факторы, соответствующие кривым градиента давления, для эксплуатации скважины с заданным дебитом, если давление в подъемных трубах на глубине установки клапана во время непрерывного газлифта составляет рз.д <; в графе 5 дан дебит, соответствующий данным граф 3 и 4. Данные для Ртр.н.л i и рк.,-, которые входят в графу 6, берутся из рис. 2.4-11. Корректировочные результаты приведены в графе 7. Такая коррекция необходима, так как критические отношения давлений превышают их максимально возможные значения. Данные С определены по табл. 2.4-4 и 2.4-5, значеиия rfmr.i графы 9 вычислены по уравнению (1.5-4); в графе И приведены диаметры штуцеров клапанов типа /=:20 (по справочнику изготовителя). Уравнения открытия выбранных клапанов в соответствии со справочными данными фирмы КАМКО (по Уинклеру и Смиту, 1962, с. А4-001) имеют вид:

для 1,6-мм клапана

для 8,0-мм клапана

0,962 -о.о40ртр;

Ркл „ , ,

Рк - "oggg - и,11Ьртр-

В графах 12 и 13 приведены данные о давлении нагнетания газа на глубине и на поверхности, соответствующие значениям, вычисленным по п. 11.

2.4.2. ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ГАЗЛИФТ

а) Теория добычи

Простейшая конструкция скважины при ее заканчивании, применяемая в периодическом газлифте, показана на рис. 2.4-12. Затрубное пространство обсадной колонны заполняется через регулирующее устройство / (называемое поверхностным контроллером или регулятором) сжатым газом под давлением.

Клапан 2 управляется давлением; принцип его действия одинаков с принципом действия клапана, применяемого для снижения уровня жидкости в скважине (см. рис. 2.4-7). Затрубное пространство герметизировано у башмака подъемных труб пакером 3. Предусмотрен также постоянный клапан 4 в подъемной колонне труб. Путем соответствующего регулирования давления в обсадной колонне с поверхности можно осуществить открытие клапана только тогда, когда столб жидкости в подъемных трубах поднимется достаточно высоко над клапаном. Процесс подъема жидкости можно разделить на три различные фазы. Проанализируем их последовательно в основном по Уайту и др. (1963 г.).

Первая фаза. Начало движения жидкости. Перепад давления (Рк-Ртр) обеспечивает поток газа из обсадной колонны через газлифтный клапан в подъемные трубы. Если клапан пружинного действия и его рабочие параметры правильно подобраны, скорость продвижения оторочки поднимаемой жидкости достаточно быстро (через 10 с или около этого) достигнет постоянного (конечного) значения. На этом заканчивается первая фаза. Давление открытия клапана

Рк=Ркл+АРр.кл. (2.4-8)

где Дрр. кл - диапазон давления в газлифтном клапане, зависящий от характеристики клапана и давления в подъемных трубах (сравни п. 1 в параграфе 2.4-1, п. а. 2). В то же время давление в подъемных трубах, противостоящее клапану,

Ртр = ЛсумТж + Ру.р + Рг.ст, (2.4-9)

где Асум -высота столба жидкости, накопленной выше газлифтного клапана; рг. ст - статическое давление столба газа выше столба жидкости, которое в большинстве случаев бывает незначительным.

Вторая фаза. Столб жидкости двигается вверх по подъемным трубам при практически постоянной скорости Уж- Эта фаза закончится в то время, когда верх столба жидкости достигает поверхности. Длина столба жидкости постепенно уменьшается во время ее подъема вследствие прорыва нагнетаемого газа и оседания (в форме тумана и пленок жидкости, покрывающих стенки подъемных труб) аэрированного «хвоста». В соответствии с Уайтом и другими (1963 г.) в подъемной

Рис. 2.4-12. Конструкция установки периодического газлифта

Рис. 2.4-13. Изменение скорости подъема столба жидкости и проскальзывания газа в зависимости от pfprf (Уайт, 1964)

/ - пресная вода; 2 - соленая вода; .3- нефть

колонне данного диаметра скорость проскальзывания газа Ог. пр зависит не от скорости Иж столба жидкости, а в некоторой степени от физических параметров жидкости. По рис. 2.4-13 скорость проскальзывания газа в подъемных 60-мм трубах с 12,6-мм штуцером составляет около 0,6 м/с, если жидкость представлена нефтью, и 1,1 м/с, если соленой водой. Скорость Ож зависит от Vr. Последняя изменяется, как показано на рис. 2.4-13, в зависимости от соотношения Рк/ртр для данного диаметра подъемных труб dp и диаметра йшт. Допустим, что объем газа в подъемных трубах ниже столба жидкости равен Vi в момент времени /j, когда нагнетание газа в подъемные трубы уже прекращено. Тогда, в этот момент (ti + t) объем газа будет увеличиваться вследствие расширения его до величины

V,=V,+S,,vJ.

Принимая, что вес столба газа в подъемных трубах незначительный, изменение объема газа изометрическое и отклонение от законов иде-