Материал: Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений.

замена подъемника (НКТ) в скважине — процесс сложный, до­ рогостоящий и в основном отрицательно влияющий на ее про­ дуктивность. Поэтому подъемник проектируют на весь период фонтанирования t$онт*

Поскольку фонтанный подъемник работает за счет энергии пласта, а фонтанный способ эксплуатации самый дешевый, то следует использовать эту природную энергию наиболее ра­ ционально. Так как в начале периода фонтанирования имеется избыток энергии ДЕ, который расходуется в штуцере беспо­ лезно, то в начале фонтанирования подъемник может работать не при максимальном коэффициенте полезного действия. Од­ нако в конце периода он уже должен работать при максималь­ ном коэффициенте полезного действия. Таким образом, реко­ мендуется рассчитывать фонтанный подъемник для конечных условий при оптимальном режиме, а проверять для начальных условий при максимальном режиме на пропускную способность. Обычно расчету подлежат L, р3min и d. Остальные величины задаются или определяются другим путем.

Скважины первого типа

Для проектирования эксплуатации скважин первого типа ис­ пользуют условие артезианского фонтанирования по формуле (7.6). Из формулы (7.6) следует, что чем меньше L и больше d, тем меньше потери давления на трение рТ и, как результат, меньше р3 и больше Q, т. е. НКТ лучше вообще не спускать. Однако их спускают из технологических соображений (неболь­ шая длина, максимально возможный диаметр при данной экс­ плуатационной колонне) для обеспечения различных промывок в скважине, замены жидкостей при освоении или глушении и других технологических операций, уменьшения коррозии экс­ плуатационной колонны и т. д.

Если в продукции имеется песок (песочные скважины), то

конца фонтанирования целесообразно обосновать технико-эко­ номическими расчетами.

Скважины второго и третьего типов

В фонтанных скважинах второго типа башмак НКТ должен быть там, где начинается выделение газа из нефти, а в сква­ жины третьего типа НКТ спускают до верхних отверстий филь­ тра. Расчет L и p3min выполняют с использованием условия газлифтного фонтанирования (7.19) (см. § 7.1). Отметим, что

здесь диаметром труб d задаемся в зависимости от дебита (при р3^ 6 МПа) :

Условный диаметр обычно принимают равным 73 мм, так как он мало влияет на результат расчета L и р3min. Если опре­ деленные выше L и d задаются из других соображений (раз­ рушение пласта и вынос песка, р3^0,75 рн, конусообразование воды или верхнего газа и т. д.), то из условия фонтанирования можно установить обводненность пв конца фонтанирования.

Диаметр НКТ для скважин второго, третьего типов рассчи­ тывают из формулы продуктивности А. П. Крылова (6.17) при оптимальном режиме для конца фонтанирования, т. е.

Дебит конца фонтанирования Q K= Q o n T и обводненность при­ нимают по. проекту разработки. Если вычисленный диаметр труб не соответствует стандартному, то принимают ближайший мень­ ший стандартный диаметр, что обеспечит работу подъемника между QOHT и Qmax (см. рис. 6.3) или рассчитывают ступенча­

тую колонну труб: /2 = L; Zi= L—Z2, где Zi, Z2— длины

^2 — ^1

нижней и верхней секций НКТ соответственно меньшего d\ и большего d2 стандартных диаметров.

Рассчитанный диаметр НКТ должен обеспечить отбор в на­ чале периода фонтанирования Q „ a 4 , который имеем по проекту разработки. Поэтому подъемник проверяют на максимальную подачу Qm ax по формуле А. П. Крылова (6.16) для условий на­ чала фонтанирования. Для расчета неизвестное давление р2 в начале фонтанирования определяем из условия газлифтного фонтанирования при максимальном режиме:

удовлетворяет конечным и начальным условиям фонтанирова­ ния. Если Qmai<QHa4, то проводят перерасчет диаметра на на­

чальные условия из формулы А. П. Крылова (6.16), в которой

П р и н и м а ю т Q m a x = Q нач, Т. 6.

Если dнач не совпадает со стандартным диаметром, то прини­ мают ближайший больший стандартный диаметр, что обеспечит работу подъемника между Qmax и QonT. Если йнач больше мак­ симального возможного диаметра труб, которые можно спус­ тить в данную эксплуатационную колонну, то решают вопрос возможности фонтанирования скважины по трубам и затрубному пространству. Особенности расчета при таких условиях рассмотрены в гл. 8.

Пример. Определить глубину спуска L и диаметр d подъемных труб,

ния. Вычисляем плотность жидкости конца фонтанирования рк= рн(1—/гВк) +

§ 7.5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ФОНТАННОГО ПОДЪЕМНИКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КРИВЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ВДОЛЬ ЛИФТА

При проектировании фонтанной эксплуатации необходимо увя­ зать между собой главным образом Q (или то же самое р3), р2, L, d. В случае артезианского фонтанирования' аналитиче­ ская связь между этими параметрами имеется в виде условия фонтанирования (7.6), исходя из которого определяем один из параметров (чаще Q) при известных остальных (заданных из других соображений).

При газлифтном фонтанировании простых и достаточно точ­ ных формул (кроме формул А. П. Крылова для оптимального и максимального режимов), связывающих эти параметры не име­ ется. Поэтому для расчета р2 при известном р3 (или наоборот) приходится прибегать к численному интегрированию уравнения (6.25) движения газожидкостной смеси по любой из методик, рассмотренных в § 6.4. При этом неизбежно получаются значе­ ния давления в промежуточных точках ствола скважины р (z), которые в принципе не нужны. Использование кривых распре­ деления давления вдоль лифта р (z) расширяет возможности проектирования и позволяет вскрыть некоторые особенности фонтанирования.

При проектировании исходим из того, что дебит Q и урав­ нение притока (или индикаторная линия) известны. Имеется несколько методик графической увязки параметров фонтаниро­ вания. Ниже излагается наиболее совершенная в методическом плане методика В. И. Щурова с некоторым уточнением. Может изучаться один случай заданного Q или вся область возмож­ ных и невозможных условий фонтанирования. В общем случае методика заключается в следующем.

Задаемся рядом значений забойного давления р3< р ПлДля принятых значений р3 определяем соответствующие значения Q по уравнению притока или индикаторной линии. В зависимости

бину начала выделения газа (скважины второго типа) или до верхних отверстий фильтра (скважины третьего типа).

Дальше рассчитываем по одной из методик (см. § 6.4) рас­ пределение давления р (z ) для каждого Q по принципу «снизу вверх», начиная от точки забоя с известным давлением р3, со­ ответствующим принятому Q, и определяем р2 (рис. 7.5, а). Если не выполнено названное условие относительно глубины спуска труб, то возможны такие случаи: р\= р3— трубы спу­ щены до забоя: а) p3^ p H— в НКТ движется газожидкостная смесь; б) р3> рп— в НКТ движется негазированная жидкость, от р3 до рп и выше — газожидкостная смесь.