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

в несколько упрощенном виде (без учета теплового эффекта адиабатического расширения жидкости)

АГ (Z, t) :

k{t)

ft (О

(XI. 48)

где z - расстояние от кровли продуктивного горизонта в см; Ср - теплоемкость жидкости в ккал/кг ° С; t - время от начала работы скважины с постоянным отбором в сек; w - скорость восходящего потока жидкости в стволе скважины в см/сек. Функция времени к {t) выражается так

k{t) =

(XI. 49)

где Я - теплопроводность пород в ккал/см-сек-°С; а - температуропроводность пород в см/сек; - радиус ствола скважины или наружный радиус обсадных труб в см.

Интегрируя (XI. 48) в пределах от z = О до z = Н, получаем среднее приращение температуры в скважине за время t

Hk(t)

(XI. 50)

Ввиду низкой теплопроводности горных

пород (порядка становится

2-10"* ккал/СМсек- С) значение функции у = -- меньше единицы по истечении определенного интервала времени fjj. Установив значение t, например из условий 0,5, можем развить экспоненциальную функцию в формуле (XI. 50) в степенной ряд и, используя четыре члена этого ряда, получить простое выражение

(XI. 51)

Результат показывает, что за время t, которое для высокодебитных скважин составляет иногда минуты, средняя температура в скважине достигает относительно быстро значений 85-90% от максимального, а затем темпы роста температуры становятся очень медленными, так как выражение к (t) уменьшается по логарифмическому закону. В низкодебитных скважинах значение времени t может оказаться значительным (иногда годы). Тогда формула (XI. 51) не имеет практического смысла и приходится использовать более сложную формулу (XI. 50).

Для изучения нагревания скважины в процессе ее возбуждения

к (t) Н

зададимся условием у = -Ц-4. Тогда для интервала времени t,

CpLr„

полученного из принятого условия, уравнение (XI. 50) упростится

ЛГе(0Г(1-).

(XI. 52)

Зависимость (XI. 52) может быть полезной для оценки затрат времени на возбуждение скважины при заданной производительности механического подъемника Gg.

Из (XI. 49) и (XI. 52) получаем

4АГс ГН

(XI. 53)

До тех пор, пока подъемник обеспечивает постоянный отбор жидкости из скважины Gq, процесс протекает в соответствии с формулами (XI. 50) и (XI. 53). Но после выключения подъемника дебит скважины может оказаться меньше, чем производительность подъемника. Это приведет к снижению темпов нагревания ствола, а следовательно, если не к затуханию притока, то, по крайней мере, к удлинению периода стабилизации дебита скважины. Поскольку какие-либо достаточно убедительные аналитические решения задачи нагревания восходящего потока в стволе скважины с переменным дебитом в литературе не встречаются, то в основу расчета периода возбуждения термолифта целесообразно положить условие постоянного дебита. Тогда дебит скважины после выключения механического подъемника должен сохраняться на постоянном уровне Gg. В этом случае продолжительность механического возбуждения скважины вычисляется с некоторым запасом. Из принятого условия нетрудно вычислить необходимое повышение температуры столба жидкости в скважине в процессе механического возбуждения по формулам (XI. 43) и (XI. 45)

Вводя значение (XI. 54) и (XI. 53), получаем

(XI. 54)

якН CpGp

У oh)

h) НГ

(XI. 55)

В случае, когда -Щ<1, формула (XI. 55) принимает вид

Например, для ранее принятых параметров и для а - 10 см/сек, Гд = 10 СЛ, Я = 2-10"* ккал/см-сек-°С для разных мощностей на-

coca Goi = 1 кг/сев и Gq = 0,2 кг/сек получаем из (XI. 56) следующие продолжительности возбуждения термолифта: = 5400 сек или около 1,5 ч; = 82-10 сек или около трех месяцев. Здесь видно заметное влияние производительности возбуждающего агрегата. Полученные результаты достаточно точны пока значение у =

= -- 4, что нетрудно проверить.

При недостаточной производительности насоса скважина может и не возбуждаться в период испытания. Возможно, именно позтому многие глубокие скважины, представляющие больпюй резерв минеральных и термальных вод, простаивают. В свете сказанного пересмотр условий фонтанирования этих скважин может дать ценный практический результат.

Влияние температуры на положение уровня жидкости в нефтяной скважине значительно больше, чем в водяной. Приращению температуры столба нефти в скважине глубиной 3000 ле на 1° С соответствует повышение уровня на 9 благодаря высокому значению коэффициентов теплового расширения нефти. Это обстоятельство может заметно искажать результаты гидродинамических наблюдений особенно в высокодебитных скважинах, которые испытываются, как правило, без учета изменений температуры.

В нефтедобывающей промыш-§ 6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ленности применяются для по-

ТЕПЛОВЫХ ЭФФЕКТОВ догрева забоя скважин забойные

В ГЛУБИННОЙ ТЕХНИКЕ электронагреватели и горелки

ДРОССЕЛЬНЫЙ ЗАБОЙНЫЙ различных конструкций.

НАГРЕВАТЕЛЬ Слабым звеном глубинной

электронагревательной установки является электрокабель. Изоляция кабеля и самого нагревателя в коррозийной среде ствола скважины часто нарушается. Большие затруднения возникают при спуске кабеля в скважину.

Для глубинных горелок нужно подводить горючее и кислород, а также поддерживать определенные условия горения. Эти условия достигаются проще всего при наличии двухрядного подъемника. Но неудобства и громоздкость спуско-подъемных операций при двухрядном подъемнике тормозят промышленное внедрение этого варианта.

Некоторым преимуществом отличается дроссельный забойный нагреватель (рис. 47), который состоит из пористого элемента 1, кожуха 2, теплообменника 3 и тепловой изоляции 4. Дроссельный нагреватель опускается в скважину на насосно-компрессорных трубах 5. Принцип работы дроссельного нагревателя заключается в преобразовании механической энергии потока нагнетаемой в насосно-комнрессорные трубы жидкости в тепловую. Благодаря эффекту Джоуля-Томсона жидкость, проходя через дроссельный элемент 1, нагревается и, возвращаясь через теплообменник 3, отдает тепло