2.5 Задача № 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ У БАШМАКА ФОНТАННОГО ЛИФТА

Рассчитать давление у башмака (конца подъемных труб) фонтанного лифта, а также забойное давление, если дебит жидкости Q_ж=26,27 м³/сут, объемная заводненость n_о= 0,0845, внутренний диаметр скважины D_св=0,l503 м, внутренний диаметр НКТ d_вн=0,1503м, плотность дегазированный нефти ρ_нд=852 кг/м³, плотность воды, добываемой ρ_в=1190 кг/м³, глубина скважины L_с=1700м, глубина спуска НКТ Н_н=1580м, давление в затрубном пространстве Р_затр= 0, высота динамического уровня Н_дин = 120м, давление у башмака лифта P_б=11,9 мПа.

Изменение давления в интервале башмак лифта -забой.

Глубина, Н, м	1700	1680	1700
Давление, Р, мПа	11,9	12,8	13,05

1. Рассчитаем погружения башмака лифта под динамический уровень:

H_n= H_н - Н_дин = 1700-150=1550м. (5.1)

2. Расчет средней плотности нефти в затрубном пространстве, так как давление в башмаке Р_б=12,7 мПа больше давления насыщения P_нас=9 мПа, то свободного газа в затрубном пространстве не будет ρ_{н затр} =(ρ_нп+ρ_нд)/2. ρ_нп =804 кг/м³, v_н=3,3·10^-6 м²/с, поэтому ρ_{н затр} =(804 + 870)/2 = 837 кг/м3.

3. Рассчитаем давление у башмака лифта по форуле:

Р_б = ρ_{н затр} gh_п + Р_затр =837·9,81·1550·10^-6+0=12,72 мПа (5.2)

4. Расчет объемной расходной заводненость при давлении Р_б>P_нас, предварительно определив дебит нефти:

Q_нд =Q_ж(1-n_о)=17,6(1-0,096)=15,91 м³/сут. (5.3)

Тогда объемная расходная заводненость равна (при в_в=1):

(5.4)

5. Определяем число Рейнольдса для нефти:

(5.5)

где υ_н- кинематическая вязкость нефти в пластовых условиях, м²/с,

в_н - объемный коэффициент нефти при давления насыщения

6. Определим необходимую глубину спуска колотые НКТ:

м (5.6)

где Н'_н - необходимая глубина спуска колонны НКТ, м;

D_св - внутренний диаметр скважины (D_св =0,1503), м.

7. Проверяем выполнение условий:

а) для заводненых скважин условии полного выноса воды из интервала забой - прием. Re_н = 838,6< Re_{н пр}(1600), б) Н_н (фактическая глубина спуска НКТ) = 1580> Н'_н (необходимая глубина спуска НКТ =1528,9) Н_н < Н'_н условие неполного выноса воды.

8. Рассчитаем нефтесодержание при условии полного выноса воды:

φ_н= (0,9433 + 35,4·10^-6Re)·(1-n_о) =0,9, (5.7)

φ_н= (0,9433 + 35,4·10^-6·549,3)·(1-0,096) =0,9.

9. Определим плотность водонефтяной смеси при полном выносе воды (забой - приемник):

ρ'_вн = ρ_в- φ_н·( ρ_в – ρ_нпл ) = 1260-0,9·(1260-804)=849,6 кг/м³ (5.8)

10. Потому, что разница между глубинами спуска лифта и скважины составляет 120 м, на этом интервале плотность водонефтяной смеси не меняется (Р_б > P_нас), рассчитаем забойный давление:

P_заб = Р_б +(L_c-H_н)· ρ'_вн g=9,0+(1850-1700)·849,6·9,81=12,5 мПа (5.9)

Фактически измеренное пластовое давление 13,05 мПа (погрешность 1,5%). Критерий Рейнольдса - определяет соотношение между силами инерции и сил вязкого трения в подвижной жидкости или газе, то есть при Re < Re_крит правильный закон Дарси (Q = К_фΔНF/Δl), ни - нелинейный закон.

Таблица 5 - Данные для расчета давления у башмака фонтанного лифта и забойного давления

№ п/п	Дебит жидкости Qж, м3/сут	Объемная заводненость, nо	Внутренний диаметр НКТ, dвн, м	Плотность дегазированной нефти, ρнд	Плотность добытой воды, ρв, кг/ м3	Плотность скважины Lc, м	Глубина спуска НКТ Нн, м	Висота динамического уровня, Ндин, м	Давление около башмака лифта, Рб, мПа
15	17,6	0,096	0,062	870	1260	1850	1700	150	9,0

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бойко B.C. Розробка та експлуатація нафтових родовищ. Під­ручник. - Київ: ІСДО, 1995. 496 с.

2. Яремійчук Р.С., Возний В.Р. Основи гірничого виробництва. Підручник. - Київ: Українська книга, 2000. -360 с.

3. Возний В.P., Якименко Я.Я., Фем'як Я.М., Овецький С.О. Ос­нови гірничого виробництва: Лабораторний практикум. Івано - Фра-нківськ: Факел, 2002. - 79 с.

4. Коротаев Ю.П., Ширковский А.И. Добьіча, транспорт и под-земное хранение газа. - Москва: Недра, 1984. -487с.

5. Аренс В. Ж. Основьі геотехнологий. - М: Недра, 1988.

6. Бобрщький Н.В., Юфин В.А. Основи нефтяной и газовой промьішленности. - М: Недра 1988.

7. Глоба В.М., Венгерцев Ю.О. Спорудження нафтобаз і газосхо­вищ. - Київ, 1999.

8. Ю.П. Шубін. Технологія розробки родовищ нафти і газу: Консгі. лекцій. / Ю.П. Шубін. - Алчевськ: ДонДТУ, 2008. - 52 с.

7