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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122

ние, кг/см2; р - плотность жидкости, кг/м3; G0 - газовый фактор, приведенный к атмосферному давлению, м3/т.

В указанном случае энергия затрачивается только на подъем жидкости до устья.

Для подачи этой жидкости от устья до сборного пункта нефти необходимо еще некоторое количество энергии. Тогда общее необходимое количество энергии

заб = 1000 Ei-L!0 + Gopoln Рзаб,

р p2

где p2 - давление на устье скважины, кг/см2.

Такой способ эксплуатации скважины носит название фонтанного способа.

При забойном давлении выше давления насыщения газ, поступивший вместе с нефтью из пласта, полностью в ней растворен. Выделение из нефти свободного газа начнется в точке ствола скважины, в которой давление станет равным давлению насыщения нефти газом. Это давление обычно находится на некоторой высоте от забоя скважины, но в частном случае может быть и на устье скважины. При этом подъем нефти будет происходить только за счет гидростатического напора пласта, и предыдущее выражение преобразуется таким образом

заб = 1000 pзаб"p2.

В общем случае условием подъема жидкости будет неравенство

Рзаб >

где Я - глубина скважины, м.

При установившемся движении, когда пласт подает столько же жидкости, сколько ее поступит из скважины на поверхность, забойное давление уравновешивается давлением столба жидкости в скважине, противодавлением, создаваемым на устье скважины, и давлением ртр, необходимым для преодоления трения жидкости о стенки труб при ее движении от забоя до устья скважины:

рзаб = ЯЯр + p2 + рт

Давление, затрачиваемое на преодоление трения, в зависимости от условий подъема жидкости

Ртр = X Р, (3.1)

2dg 10

где X - коэффициент трения, численно зависящий от режима движения жидкости в скважине; v - скорость движения жидкости в скважине, м/с; d - диаметр трубы при движении жидкости, м; g - ускорение свободного падения, м/с2. Скорость движения жидкости

v =

21600nd2p

где Q - дебит жидкости, т/сут.

В преобразованном виде уравнение (3.1) имеет вид

ртр = X

HQ 2

9,32 • 109п 2pd5g

При закрытой скважине, очевидно,

P заб = p пл = 0 + P 2.

Таким образом можно определить давление в пласте.

При различных режимах отбора жидкости из пласта, определяя соответствующие значения забойных давлений, можно исследовать характер притока жидкости по уравнению

Q = K

P пл P заб

где K - коэффициент продуктивности; n - показатель степени.

Теперь рассмотрим подъем жидкости под действием движущей силы расширяющего газа. Газ, введенный в жидкость, обладает подъемной силой, равной весу вытесненной им жидкости (без учета веса самого газа). Точками приложения подъемной силы газа являются поверхности жидкости, соприкасающиеся с газом. Подъемная сила газа действует на жидкость путем непосредственного давления на нее и посредством трения газа о жидкость.

Для подъема смеси жидкости и газа по вертикальной трубе необходим некоторый перепад давлений между нижним p1 и верхним p2 концами подъемной колонны. Значение этого перепада равно сумме:

1) давления веса столба смеси рсм;

2) давления, затрачиваемого на преодоление трения смеси о трубы, Ртр;

3) давления, затрачиваемого на ускорение жидкости (скорость жидкости в трубах за счет расширенного газа постепенно увеличивается), руж;

4) давления, затрачиваемого на ускорение движения газа,

Ру.г:

Pl - Р2 = Рсм + Ртр + Ру.ж + Ру.г.

Давление, затрачиваемое на ускорение жидкости, руж по сравнению с давлениями веса столба смеси и трением ее о трубы очень мало. Еще меньшее значение будет иметь руг. Таким образом, можно принять

Pl - Р2 = Рсм + Ртр.

При движении смеси давление в колонне труб меняется, что ведет к изменению объемного расхода газа. Таким образом, даже при установившемся движении вдоль подъемника условия движения смеси непрерывно изменяются.

3.2. Оборудование устья фонтанной скважины

В скважину с фонтанной эксплуатацией спускают НКТ. Их следует подвесить на устье скважины и направить через них продукцию скважины, для чего необходимо герметизировать пространство между НКТ и эксплуатационной колонной. Для поддержания оптимального режима фонтанирования необходимо регулировать степень использования пластовой энергии, для чего создают противодавление, как правило, на устье. Кроме того, оборудование устья должно предусматривать возможность замера давлений в затрубном пространстве и на вы-киде, ввода в скважину газа или жидкости.

Эти задачи решает фонтанное устьевое оборудование, называемое фонтанной арматурой.

Условия работы фонтанной арматуры определяются:

давлением газов и газонефтяной среды со стороны скважины;

наличием мехпримесей и скоростью его движения в арматуре;

характером фонтанирования;

химическим составом газа и нефти и их температурой.