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

2.9.1. Алгоритм определения забойного давления

Если давление на приеме насоса больше давления насыщения (свободного газа нет), то забойное давление легко оценить, подсчитав вес столба нефти в затрубном пространстве и вес столба водонефтяной смеси на участке от забоя до приема насоса.

тить регулярными исследованиями достаточно представительное множество скважин.

По нашему мнению, для решения проблем, связанных с дефицитом промысловых исследований, следует более широко использовать идеологию пассивных экспериментов, заключающихся в регистрации и анализе данных текущей (нормальной) эксплуатации объектов исследования. Пассивные эксперименты, в отличие от активных, не требуют прямого вмешательства в работу объектов и принудительного изменения режимов их работы.

В области исследований пластовых систем к активным экспериментам относятся промысловые геофизические исследования, снятие кривых восстановления давления, индикаторные исследования. На проведение таких экспериментов и не хватает обычно ни сил, ни средств.

Пассивные эксперименты включают в себя замеры динамического уровня, дебита скважин, затрубного и устьевого давлений, давления на приеме насоса, оборудованного датчиком давления, и т. д.

Поскольку такого рода замеры не требуют остановки скважины, они могут проводиться регулярно, образуя продолжительные временные ряды и являясь источником ценнейшей информации. Необходимо отметить, что пластовые системы редко работают в стационарном режиме, всегда наблюдаются случайные колебания давлений и дебитов около их средних значений («шумы»), а также долговременные трендовые изменения. Поэтому пассивные эксперименты, как и активные, позволяют получить данные в некотором интервале режимов работы. Конечно этот интервал уже, чем в случае активных экспериментов, но это с лихвой компенсируется значительно большими объемами доступной информации. (Отметим, что на инженерном жаргоне исследование шумов называется «шумометрией».)

Ниже рассмотрена задача оценки величины забойного давления по замерам их динамического уровня и затрубного давления. Для решения этой задачи разработан и апробирован алгоритм расчета гидростатического давления в скважине с учетом газа, выделяющегося из нефти. Показано, что этот алгоритм может быть использован также для интерпретации результатов исследования скважин с ЭЦН, оборудованных датчиками давления на приеме и регуляторами частоты вращения двигателя.

(на участке от забоя до приема насоса) и

ddPP = Pn (P )(1 -a)g, (2.88)

Р x= = РПР

(в затрубном пространстве), где рн (P), рнв (P) - плотность нефти и водо-нефтяной смеси при заданном давлении P, а - истинное объемное содержание газа; g - ускорение свободного падения; x - вертикальная координата (ось x направлена вниз, ее начало расположено на уровне устья скважины); P3 - забойное давление; Pnp - давление на приеме насоса; Hс -

глубина скважины; Hн - глубина подвески насоса.

Плотности рн (P) и рнв (P) вычисляются по известным формулам [41-44]. Содержание газа в затрубном пространстве существенно зависит от скорости всплытия пузырьков газа vn и коэффициента сепарации

газа в затрубное пространство на приеме насоса kc (kc ~ 0,5 при отсутствии газосепаратора и kс ~ 0,8 при его наличии).

Оценка забойного давления по замеру динамического уровня Hд представляет собой обратную задачу, решаемую в два этапа:

- на первом этапе при известных PVT -свойствах флюидов, дебита жидкости, обводненности, затрубного давления газа, глубины скважины и глубины спуска насоса строится зависимость динамического уровня от забойного давления H д = f (P3 );

- на втором этапе по замеренному значению динамического уровня H д путем обращения функции f (P3 ) находится оценка забойного давления P~j = f-1 ( д). Графически это сводится к проведению пря-

При появлении свободного газа задача осложняется, поскольку определение плотности газожидкостных смесей является нелегкой проблемой. Рассмотрим алгоритм расчета распределения давления в скважине до приема насоса и в затрубном пространстве с учетом газа, выделяющегося из нефти при давлении ниже давления насыщения. Предлагаемый алгоритм является обобщением известных методик [41-44] и в качестве определяющего параметра включает скорость всплытия пузырьков газа - величину, которую предполагается определять из тестовых промысловых экспериментов.

Пренебрегая плотностью газа и потерями на трение, распределение давления P можно определить уравнениями

d = Pne (P )(1 -a)g, (2.87)

из некоторого интервала

[Pmin, Pmax

. При каждом значении P!- произво-

дится численное интегрирование (2.87) «снизу-вверх» с начальным условием PI x=Hc = Pl.

При x = HH интегрирование прекращается и определяется давление

на приеме насоса P,. После этого интегрируется уравнение (2.88) с начальным условием PI x=Hh = Plip.

Глубина x, на которой давление P становится равным заданному значению затрубного давления P3amp, определяет значение динамического

уровня Нд.

Соединив точки Ip,;, Н1д } (( = 1,2,...,N) отрезками прямых, получим зависимость

Н д = f (-3).

На рис. 2.16 показаны возможные виды зависимости Нд от Рз. Кривая вида 1 соответствует невысоким газовым факторам и небольшим деби-там жидкости. В этом случае коэффициент истинного газосодержания мал. Если на приеме насоса давление Рз выше давления насыщения Рнас, зависимость динамического уровня от забойного давления линейная. При снижении давления на приеме насоса ниже давления насыщения зависимость Нд = f (Р3) искривляется.

При больших значениях газового фактора и дебита нефти график функции Нд = f (Р3) может иметь продолжительный пологий участок

(кривая 2 на рис. 2.16). На этом участке происходит резкое снижение плотности газонефтяной смеси в затрубном пространстве. Поэтому, несмотря на уменьшение забойного давления, уровень нефти в затрубном пространстве практически не изменяется. Этот факт может объяснить часто отмечаемую парадоксальную ситуацию, когда заглубление насоса приводит к увеличению дебита скважины, а динамический уровень H д остается постоянным.

Отличие кривой 2 от 1 в полной мере проявляется, если вспомнить о том, что динамический уровень определяется с некоторой погрешностью.

мой Hд = Hд и определению точки ее пересечения с графиком функции H д = f (P3).

Функция Hд = f (P3 ) строится численно, для чего задаются значения забойного давления

P max - P min

= P3min +((- 1)P3 N-P3 , i = 1,2,..., N,