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

ЗОИ. I. Исходим из того, что семейство кривых Джилберта для 73-мм подъемных труб, которые справедливы для дебита ди, ближайшему к ожидаемоиу. Искомый дебит 9i, = 31,7 м/сут. Наименьшее давление в подъемных трубах на любой глубине обеспечивается при газовом факторе 765 м/м. Соответствующая часть кривой, имеющей эти параметры, воспроизводится на рис. 2.4-19 (кривая /). 2. Пусть рк.г=Рз-0,7=4,51-0,7 = 3,81 МПа. Начиная от этого давления по уравнению (2.4-3) определим давление в обсадной колонне в зависимости от глубины (линия II), 3. По градиенту давления, соответствующему удельному весу нефти 850 кг/м вычертим график изменения давления негазированной нефти по длине подъемных труб (линия IV ), начиная от точки, определяемой координатами (L - 0, Ру.р =0,2 МПа). 4 и 5. Определим графически глубины расположения клапанов /-4. В графе 1 табл. 2.4-9 приведены глубины установки клапанов, взятые из графика на рис. 2.4-19. В графе 2 даны давление в колпаке клапанов при соответствующих глубинах их установки.

6. Ртр.4 =

3,81 1,5

= 2,54 МПа.

7, рк.4 = 1,17-3,81 -0.17-2,54 = 4,02 МПа. 8 Ртр.з = 4,02 -0,34 = 3,68 МПа.

Таблица 2.4-9

• Давление в МПА.

Наименьшее давление в обсадной колонне, необходимое для открытия клапана 3, будет Рк.з= 1,17-4,17-0,17-3,68=4,25 МПа, и, следовательно, 4,25 МПа > 4,02 МПа (клапан 3 не будет открываться, когда жидкость будет проходить его). 9. В графе 6 табл. 2.4-9 дана температура на глубине каждого клапана; в графе 7 перечислены давления, при которых колпаки клапанов заполняются газом [вычислены по уравнению (2.4-2)]. 10. Давления закрытия клапанов на поверхности, вычисленные по уравнению (2.4-3), приведены в графе 8. П. В тот момент, когда жидкость начнет перемещаться вверх, давление в подъемных трубах, противостоящее клапану 4, составит ртр.ч= =р=тр.н.л. 2=2,54 МПа. Используя уравнение (2.4-20) и принимая рр = 0, определим

сум -

2,54 - 0,2

850-9,81

= 281 м.

Высота столба остаточной жидкости определяется по уравнению (2.4-15) при постоянной, равной 2-10-

По уравнению (2.4-17)

Ao = 2-10--281-1610 = 90 м.

, „ „ У1610 = 52 м. /0,062-850 *

примем Ао=90 м. По уравнению (2.4-20) с учетом того, что Рг = 0, получим Ртр.н.л. i = = 90-850-9,81-1-0,2 = 0,95 МПа. Давление столба жидкости между забоем скважины и клапаном 4 составит при условии, что плотность жидкости равна 850 мг/м,

Д/,7ж= (1640 - 1627)850-9,81 = 0,11 МПа.

На забое скважины

Рз.1 = Ртр.н.л.1 -Ь А/.7ж = 0,95 -Ь 0,11 = 1,06 МПа, Рз.2 = Ртр.н.л.2-ЬА/.?ж = 2,54 4-0,11 =2,65 МПа. Следовательно,

Дрз= 12,2! - 1,06= 11,15 МПа, Лрз.= 12,21 -2,65 = 9,56 МПа. По уравнению (2.4-22) средняя депрессия на пласт

1М5 -9,56 In-

9,56

По уравнению (2.4-23) дебит нефти

<7„ = 86400- 3,7 -10-6 -10,28 = 32,8 мЗ/сут.

12. Среднее ртр подставляется в уравнение (2.4-26)

0,2-Ь (281-90) 850-9,81-Ь 3,81-0,34 Ртр ------=2,62 МПа,

V<= (1627 -90) 30,2-10 = 4,64 м».

Следовательно,

4,64-2,62-288,2

г.ц.ст- 315,5.0,92 0,101 -ll"-

По уравнению (2.4-27)

3 = 191.30,2-10- = мЗ/мЗ.

По уравнению (2.4-28)

?г.ст = 206-32,9 = 6777 м/сут.

13. Определим число циклов в сутки

1 = 0,2-1627 = 324 с,

по уравнению (2.4-21а)

, 30,2-10- 11,15 ,

3,7-10-6-850-9,81 9,56 -506с.

Подставляя значения и /г в уравнение (2.4-29), получим

86400

"д= 1506-Ь 325 =2 /У-

14. Определим наименьшую высоту столба жидкости Аж. mm, которая может быть поднята при работе одного клапана 4. Уравнение открытия клапана 3 следующее:

Рк.з= 1,17-4,17-0,17рр,з,

для клапана 4

Рк.4= 1.17-3,81-0.17ртр.1.

Если пренебречь весом столба газа в затрубном пространстве и подъемных трубах, то клапан 3 не будет открываться при условии рк.з=ркл. Далее путем предположения получим ртр.з = Ркл-0,34. По последним четырем уравнениям можно рассчитать максимально допустимое давление открытия клапана в обсадной колонне: рк.4=4,22 МПа и соответствующее минимальное давление в подъемных трубах при ртр. 4=il,37 МПа. Минимальная начальная высота столба нефти

1,37 - 0,2 "ж.тш- 850-9,81 -140,3 м.

2.4.3. ГАЗЛИФТНЫЕ КЛАПАНЫ а) Клапаны, работающие при действии давления

Клапаны, используемые в современной практике эксплуатации нефтяных скважин, могут управляться различными способами. В последние несколько десятилетий клапаны с различными принципами действия и выполняющие разнообразные технологические операции широко используются в нефтяной промышленности. Однако после второй мировой войны почти все типы клапанов постепенно заменились клапанами, работающими от действия давления. Их существенные преимущества: простота конструкции; низкая стоимость как подземного, так и поверхностного оборудования, необходимого для поддержания их в работоспособном состоянии; легкость их подбора и установки. Широко применяемые в настоящее время клапаны могут быть классифицированы по нескольким критериям. Для того чтобы легче было подбирать клапаны, автор внедрил систему шестизначного шифра (см. ниже), которая позволяет характеризовать любой клапан, работающий от действия давления. Каждый знак шифра обозначается цифрой 1 или 2 (исключая случай, когда возможны два варианта; тогда шифр обозначать будем цифрой 3). Код шифра позволяет интерпретировать назначение клапана. Например, шифр 211122 означает: рассматриваемый клапан не моментального действия; клапан сильфонного типа с колпаком, заполняемым газом и приводимым в действие давлением в подъемной колонне труб. Этот клапан не имеет специальных открывающих или закрывающих устройств и не съемный.

По системе шестизначного шифра главные свойства клапанов указаны соответствующими шифрами.

а. 1) Принцип действия клапана. Работающий от действия давления разгружающий клапан, показанный на рис. 2.4-7, можно использовать и как рабочий клапан. Его шифр 211123. Рассмотрим механизмы, способствующие его открытию и закрытию.

По уравнению (2.4-1) на клапан влияет как давление в обсадной колонне, так и давление в подъемных трубах. Если, например, 5кол. кл = =6,2-10-" м и 5ш.г.кл = 5,7-10-5 м\ тогда ртр=10,9 ркл-9,9 р„. Примем ркл=2,4 МПа, тогда при ртр=0,5 МПа давление в обсадной колонне должно быть равным 2,59 МПа, чтобы уравновесить силы, действующие сверху и снизу на внутреннюю часть клапана. Клапан откры-