Материал: Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений.

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

ляют по формуле типа (8.36), где числитель заменяют на вели­ чину Др1= рко—0,75рр или Др,=рКо—рр+ (1,05-7-1,4). Глубину установки клапана вычисляют по формуле типа (8.15).

§ 8.7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАЗЛИФТНОГО ПОДЪЕМНИКА ПРИ УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕННОГО И НЕОГРАНИЧЕННОГО ОТБОРОВ ПО МЕТОДИКЕ А. П. КРЫЛОВА

Расчет включает определение длины L и диаметра d НК.Т, расхода закачиваемого газа У0зак и давлений. Его выполняют при двух условиях: а) отбор жидкости из скважины ограничен­ ный; это означает, что известен дебит Q по жидкости, забой­ ное давление р3, расход притекающего газа W, причины воз­ можного ограничения рассмотрены в § 5.6, отметим только, что дебит задается проектом разработки; б) отбор жидкости из скважины неограниченный, т. е. дополнительно подлежат опре­ делению Q, р3 и Vr.

Отбор жидкости ограничен

Заданный отбор разумно обеспечивать на оптимальном режиме, при котором удельный расход принимает минимальное значе­ ние Ro опт- При этом Ro опт тем меньше, чем больше давление Pi у башмака труб, которое вследствие потерь в линии газоподачи обычно на 0,3—0,4 МПа меньше рабочего давления рр за­ качки газа. Отсюда основное требование — наиболее полное использование рР. Тогда при заданном р3 длину подъемных труб (глубина ввода газа при использовании рабочего газлифт­ ного клапана) можно записать (см. рис. 8.1):

 

L = H ___P3-~ Pl

 

(8.37)

 

 

Рсм£

 

 

где

рсм — плотность смеси

нефти, воды и газа в зоне

от баш­

мака до забоя (средняя

арифметическая

величина

значений

для

условий башмака и забоя). При p3~ p i

трубы устанавли­

вают на 20—30 м выше верхних отверстий фильтра, чтобы за­ качиваемый газ не мешал нормальному притоку нефти или не поступал в продуктивный пласт вверх по его восстанию.

Затем определяют: а) диаметр труб по формуле А. П. Кры­ лова при оптимальном режиме (7.25); б) удельный расход газа

Ro Рпт по формуле (6.22); в)

удельный

расход закачиваемого

газа

 

 

ООПТ

 

 

г) расход закачиваемого газа

 

(8.38)

 

(8.39)

^ О э а к

= R Q3&KQ I

где р2— давление на выкиде, определяемое из условий сбора и подготовки продукции; р0— атмосферное давление; пв— за­ данная обводненность продукции (по проекту разработки).

Если расчетный диаметр d не совпадает со стандартным диаметром НКТ, то принимают ближайший меньший стандарт­ ный. Тогда подъемник будет работать в области между опти­ мальным и максимальным режимами (см. рис. 6.3)-.

При больших дебитах может оказаться, что НКТ диамет­ ром d невозможно спустить в данную эксплуатационную ко­ лонну. Тогда для обеспечения заданного отбора рекомендуется запроектировать эксплуатацию скважины на максимальном ре­ жиме, приняв наибольший диаметр НКТ d\, который можно опустить в данную эксплуатационную колонну. Если и в этом случае не обеспечивается заданный отбор, то следует перехо­ дить на центральную систему подъемника. В первом случае, задавшись du по формуле (6.16) вычисляют Qmax. Если Qmax^

~Q , то по формуле (6.21) определяют R0mах

и уточняют

RO3QK= Лотах £?эф.

(8.40)

Если Qmax>Q, то фактический режим работы скважины на­ ходится между максимальным и оптимальным режимами. То­ гда для этого же диаметра d\, дополнительно находят Q0nT, Котах, К0 опт по формулам (6.17), (6.19), (6.20) и, построив по двум точкам часть кривой лифтирования Q(Ko), графически оценивают потребный общий расход газа К0, а расход зака­ чиваемого газа

Козак-Ко-GstQ. (8.41)

Во втором случае (Qmax<Q) при переходе на центральную систему подъемника определяют по формуле (7.25) при опти­ мальном режиме эквивалентный затрубному пространству диа­ метр dQ. Затем из эмпирической формулы

dQ= Р ----

dr ~^25'4

(8.42)

находят диаметр труб линии газоподачи dr (в мм), где D — внутренний диаметр эксплуатационной колонны. Чем меньше диаметр НКТ (линии газоподачи), тем больше пропускная спо­ собность затрубного пространства для смеси, однако тем больше потери давления газа на трение. Поэтому для каждого диаметра D существует следующий минимальный допустимый внутренний диаметр НКТ:

D,

мм . .

203

178

153

127

df

min* мм

76

63

51

38

Если cfr> drml„, to для дальнейшего расчета

R0onT, R0за„т

V0 зак предварительно определяют используемый в формуле для

Ro опт эквивалентный расчетный диаметр

 

dR = (D— dr)/2.

(8.43)

Если dr<^rmin, то дальнейший расчет выполняют для цент­ ральной системы, но уже при максимальном режиме, приняв диаметр НКТ, равным drmin. Тогда по формуле (8.42) вычис­

ляют йц и затем

Qmax.

Дальше

аналогично

первому

случаю

сопоставляют Q и Qma*:

а) при

Q ~Q max по

формуле

(8.43)

определяют dR , а

затем

Ro max»

Ro зак» Уозак’»

б)

при Qшах >Q

графически оценивают Vo и по

формуле (8.41)

рассчитывают

Уозак, причем в

формуле для

Vo max вместо

d2<5 принимают

W ) 3/(dR')°-5-, в) при Q m ax < Q заключают, что из данной сква­ жины практически МОЖНО обеспечить ТОЛЬКО отбор Qmax. вы­

числяют dR Ro max> Ro заК) Vo зак-

Отбор жидкости не ограничен

Поскольку отбор жидкости из пласта не ограничивается, то ос­ новное требование расчета заключается в достижении возможно большего дебита скважины Q или наименьшего давления р3, которое достигается, как это следует из формулы (8.37), при спуске труб до забоя. Тогда трубы устанавливают на 20—30 м выше верхних отверстий фильтра. Понятно, что p i~ p 3. При данном условии ограничения отбора могут быть вызваны либо экономическими, либо техническими причинами: а) ограничен удельный расход закачиваемого газа, т. е., исходя из экономи­

ческих

соображений,

задан допустимый удельный расход

Ro доп-,

б)

ограничена

пропускная

способность

подъемника.

В

первом случае

неизвестны

р3 и d. Для

их определения

можно составить систему двух уравнений, принимая режим ра­ боты оптимальным:

 

 

(8.44)

или в развернутом виде

 

Аодод +

j^G0 оср ^

А>^J ^ —П в ^

0,282Ipg [lpg — (pi — р2)1 .

 

d0,5 (Pi P2) P0 ln —

(8.45)

 

Рг

 

A 0 (Рпл

pa)n 55d3 (Pi — pa)1,5 [lpg — (Pi — PB)]

 

 

(Lpg),2.5

где О™, Оопт —дебит сква>кинЬл соответственно по уравнению притока и по формуле оптимальной подачи. Так как р \ ~ р 3у то выражая из первого уравнения d и подставляя во второе, на­ ходят р3, затем по уравнению притока — дебит скважины, а расход газа по уравнению

Vo зак — R o n o n Q .

(8 .4 6 )

Диаметр мало влияет на р3, поэтому обычно сначала зада­ ются d = 63 мм, из первого уравнения определяют р3, по урав­ нению притока вычисляют дебит, а по нему с использованием

формулы

(7.25) — диаметр

d. Для

глубоких

скважин

может

оказаться, что располагаемое рабочее давление

рР и соответст­

венно pi < р3, тогда L выражают по формуле

(8.37) как при

ограниченном отборе и подставляют в уравнения

системы

(8.45).

расчетный диаметр

НКТ

d окажется

больше

макси­

Если

мально возможного диаметра для. данной эксплуатационной ко­ лонны или удельный расход закачиваемого газа не ограничен, то расчет ведут для центральной системы подъемника. В пер­ вом случае принимают d = dQ и из формулы (8.42) находят dr. Если dr>dmin, то подъемник будет работать при централь­ ной системе на оптимальном режиме. Если dr<drm\n> то подъ­ емник не может пропустить дебита, определенного при опти­

мальном

режиме из

условия заданного

/? 0 доп.

Во втором

слу­

чае, а также при dr.<drmin задаются значением

диаметра

труб

dr min, по

формуле

(8.42) определяют

эквивалентный диаметр

dQ. Забойное давление р3 устанавливают по условию совмест­ ной согласованной работы пласта и газлифтного подъемника при максимальном режиме:

фпл “ Qmax

(8 .4 7 )

ИЛИ

К о (Рпл—РзУ = -55d3(Pl 1^ )1’5 .

(8.48)

ар*)1,5

 

Длину труб L выражают по формуле (8.37)

и подставляют

в уравнение (8.48). Это необходимо для согласования распола­ гаемого давления рр с давлением рх. При возможности прини­

мают pi = p3. Дальше определяют дебит по уравнению притока, dR по формуле ( 8 .4 3 ) , R 0 max, R o зак И Vo зак ПО СООТВеТСТВуЮ-

щим формулам. Если отбор жидкости по затрубному простран­ ству недопустим (например, происходит отложение парафина в стволе), то ограничиваются только кольцевой системой подъ­ емника.

Пример. Рассчитать

газлифтный

подъемник при заданных величинах:

Q = 120 м3/сут; рР = 6,5

МПа; р3= 7

МПа; р2= 0,8

МПа; #=2000 м; рц=

= 6 МПа; С0=80 м3/м3; аР=10~5 Па-1; /1В=0,6; р=

840 кг/м3.

 

L - 2000-----— 6,2) 1011

= 1903 м;

 

 

V

 

 

840-9,81

 

 

 

 

1903-840-9,81~ \ f

 

120-1903-840-9,81

 

(6,2 —0,8) 10е

V

86400 11903-840-9,81 — (6,2—0,8) 10е

= 0,0576 м

(принимаем d = 0,0503 м);

 

 

 

«=

 

= 0,344;

 

 

 

 

 

1903-840-9,81

 

 

 

 

D

0,282-1903-840 9,81 (1 -0,344)

1пос

ч#

ч

*\оопт = —------------------------------------- — =

183,6

м3/м3;

 

0.05030,5-0,344- 105 In —

 

 

 

 

 

 

6,2+ 0,8

0,8

 

 

 

/?озя к =

183,6— ^80 — 10"5 ^

0,lj 10eJ =

137,6

м3/м3;

 

Козак =

137,6-120 = 16512 м3/сут.

 

 

 

§ 8.8. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ГАЗЛИФТНОГО ПОДЪЕМНИКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КРИВЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ВДОЛЬ ЛИФТА

Данный расчет в отличие от предыдущего позволяет учесть особенности потока и изменение свойств газожидкостной смеси вдоль ствола скважины, а также минимизировать расход пода­ ваемой в скважину энергии.

Для выполнения расчета должны быть известны следующие данные: условия притока флюидов (дебит скважины Q, обвод­ ненность пв, газовый фактор G0, забойное р3 и пластовое рпл давления, коэффициент продуктивности или уравнение при­ тока); давление на выкиде р%\ свойства флюидов; средняя тем­ пература в скважине; глубина Н скважины и диаметр эксплуа­ тационной колонны.

В результате расчета требуется определить глубину L ввода газа (длину подъемных труб); диаметр d подъемных труб; расход закачиваемого газа У0 зак; рабочее давление рр закачки газа. Расчет сводится к перебору различных вариантов соче­ тания значений подлежащих определению величин, часть из ко­ торых задается, а также к графическим построениям кривых распределения давления.

Построение кривых распределения давления

Исходя из реальных возможностей или технологических сооб­ ражений задаются диаметром d подъемных труб (НКТ) и удельным расходом R03aK закачиваемого газа. В зависимости

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/77200