
- •Введение
- •Определение физических свойств газа, нефти , воды и многофазных систем (нефть-вода-газ) при различных термодинамических условиях
- •1.1. Определение физических свойств нефтяного газа по его компонентному составу
- •1.1.1. Методика расчета свойств газа по его компонентному составу
- •1.1.2. Пример расчета свойств газа по его компонентному составу Задача 1
- •1.1.3. Контрольные вопросы по практическому занятию
- •1.2. Уравнения состояния и их использование для расчета физических свойств газов
- •1.2.1. Определение физических свойств газа на основе уравнения состояния
- •1.2.2. Пример расчета свойств газа с использованием уравнения состояния Задача 2
- •1.2.3. Контрольные вопросы по практическому занятию
- •1.3. Расчет физических свойств пластовых нефтей при однократном разгазировании
- •1.3.2. Пример решения типовой задачи Задача 3
- •1.3.3. Контрольные вопросы по практическому занятию
- •1.4. Расчет физических свойств нефти в пластовых условиях
- •1.4.1. Методика определения физических свойств нефти при пластовых условиях
- •1.4.2. Пример расчета свойств нефти при пластовых условиях Задача 4
- •1.4.3. Контрольные вопросы по практическому занятию
- •1.5. Расчет физических свойств пластовых вод
- •1.5.1. Методика расчета физических свойств пластовых вод
- •1.5.2. Пример расчета свойств пластовой воды Задача 5
- •1.5.3. Контрольные вопросы по практическому занятию
- •1.6. Расчет физических свойств водонефтяных смесей
- •1.6.1. Методика расчета основных физических свойств водонефтяных смесей
- •1.6.1.1. Капельная структура
- •1.6.1.2. Эмульсионная структура.
- •1.6.2. Пример расчета свойств водонефтяной смеси в скважине Задача 6
- •1.6.3. Контрольные вопросы по практическому занятию
- •2. Расчет оборудования при фонтанной эксплуатации скважин
- •2.1. Расчет нкт при фонтанно-компрессорной эксплуатации скважин
- •2.2. Пример расчета глубины спуска нкт при фонтанной эксплуатации скважин Задача 7
- •Решение
- •2.3. Пример расчета глубины спуска ступенчатой нкт при фонтанной эксплуатации скважин Задача 8
- •Решение
- •2.4. Насосно-компрессорные трубы с защитными покрытиями
- •2.5. Пример расчета глубины спуска остеклованных нкт при фонтанной эксплуатации скважин Задача 9
- •Решение
- •2.6. Определение диаметра штуцера фонтанной арматуры
- •2.8.1. Условия фонтанирования скважин. Минимальное забойное давление фонтанирования
- •2.8.2. Пример расчета минимального забойного давления фонтанирования Задача 11
- •Решение
- •2.8.3. Контрольные вопросы по практическому занятию
- •3. Гидродинамический расчет движения газожидкостной смеси в колонне поъемных труб нефтяных скважин
- •3.1. Последовательность гидродинамического расчета движения гжс в скважине
- •3.2. Метод Поэтмана - Карпентера
- •3.3. Пример расчета движения гжс по методу Поэтмана - Карпентера Задача 12
- •Решение
- •3.4. Метод а. П. Крылова и г. С. Лутошкина
- •3.5. Пример расчета движения гжс по методу а.П. Крылова и г.С. Лутошкина Задача 13
- •Решение
- •4. Технологические расчеты при штанговой глубиннонасосной эксплуатации скважин
- •4.1. Выбор оборудования шгну и определение параметров работы насоса
- •4.2. Пример расчета шгну и выбора режима его эксплуатации Задача 14
- •Решение.
- •4.3. Определение нагрузок на головку балансира станка-качалки
- •4.4. Пример расчета нагрузок на головку балансира станка-качалки Задача 15
- •Решение
- •4.5. Определение длины хода плунжера штангового насоса
- •4.5.1. Длина хода плунжера с учетом действия статических сил
- •4.5.2. Определение длины хода плунжера с учетом статических и динамических сил
- •4.5.3. Пример расчета длины хода плунжера по статической теории Задача 16
- •Решение
- •4.5.4. Пример расчета длины хода плунжера по статической и динамической теориям Задача 17
- •Решение
- •4.6. Расчет производительности и определение коэффициента подачи шгну
- •4.6.1. Формула производительности по элементарной теории [27|
- •4.6.2. Производительность по элементарной теории а. Н. Адонина [1]
- •4.6.3. Формула производительности а. С. Вирновского
- •4.6.4. Учет гидродинамического трения по формуле а. С. Вирновского
- •4.6.5. Учет потерь на сопротивление жидкости в нагнетательном клапане и на трение плунжера о стенки цилиндра
- •4.6.6. Производительность шгну в случае двухступенчатой колонны штанг
- •4.6.7. Пример расчета производительности и коэффициента подачи шгну Задача 18
- •Решение
- •4.7. Расчет прочности колонны штанг
- •4.7.1. Пример выбора и расчета на прочность одноступенчатой колонны штанг Задача 19
- •Решение
- •4.7.2. Пример выбора и расчета на прочность двухступенчатой колонны штанг Задача 20
- •4.7.3. Пример выбора технологического режима эксплуатации двухступенчатой колонны штанг Задача 21
- •Решение
- •4.7.4. Пример выбора и расчета на прочность двухступенчатой колонны штанг Задача 22
- •Решение
- •4.8. Расчет нкт по аварийной нагрузке при эксплуатации шгну
- •4.9. Пример расчета аварийной нагрузки на колонну гладких нкт Задача 23
- •Решение
- •4.10. Расчет нкт на циклические нагрузки
- •5. Технологические расчеты при эксплуатации скважин электроцентробежными насосами (эцн)
- •5.1. Установки погружных электроцентробежных насосов
- •5.1.1. Погружные электроцентробежные насосы
- •5.1.2. Погружные электродвигатели
- •5.1.3. Кабельная линия
- •5.1.4. Выбор насосно-компрессорных труб
- •5.1.5. Определение необходимого напора эцн
- •5.1.6. Выбор центробежного насоса
- •5.1.7. Выбор электродвигателя
- •5.1.8. Пример подбора эцн в скважину Задача 24
- •Решение
- •5.2. Определение глубины погружения насоса под динамический уровень
- •5.2.1. Расчет оптимального, допускаемого и предельного давлений на приеме эцн
- •5.2.2. Пример оценки оптимального, допускаемого и предельного давлений на приеме эцн Задача 25
- •Решение
- •5.2.3. Работа газа по подъему жидкости
- •5.2.4. Пример расчета погружения насоса под динамический уровень Задача 26
- •Решение
- •5.3. Выбор кабеля, трансформатора и определение эксплуатационных параметров уэцн
- •5.3.1. Выбор кабеля
- •5.3.2. Выбор трансформатора
- •5.3.3. Определение габаритного диаметра уэцн и скорости движения охлаждающей жидкости
- •5.3.4. Определение удельного расхода электроэнергии установкой эцн
- •5.3.5. Пример расчета габаритов уэцн, скорости охлаждающей жидкости и удельного расхода электроэнергии Задача 27
- •Решение
- •Литература
- •Введение
1.4.1. Методика определения физических свойств нефти при пластовых условиях
Последовательно рассчитывают следующие параметры.
1) Газонасыщенность пластовой нефти с учетом температурной корреляции:
(39)
где m-коэффициент температурной корреляции
2) Относительную плотность растворенного в нефти газа в пластовых условиях:
,
(40)
где
.
3)
Объемный коэффициент пластовой нефти,
предварительно рассчитав по (30) коэффициент
температурного расширения
:
(41)
где
4) Плотность пластовой нефти
(42)
5) Вязкость пластовой нефти. При Рпл>Рнас и Т=Тпл вязкость газонасыщенной нефти сильно зависит от давления, повышение которого вызывает её рост, что обусловлено сжатием нефти и соответственно увеличением сил молекулярного взаимодействия. Для определения вязкости пластовой нефти при известных вязкости дегазированной нефти µнд, давлении насыщения, газосодержании Г, пластовых давлении и температуре последовательно рассчитывают следующие параметры:
а) вязкость дегазированной нефти при пластовой температуре µнд(Тпл) по формулам (34), принимая Т=Тпл;
б) вязкость газонасыщенной нефти µннас при давлении насыщения и пластовой температуре, используя зависимости (35) - (37), которые для указанных условий запишутся в виде:
где
(46)
в) вязкость пластовой нефти определяется по формуле:
,
(47)
где
-коэффициент,
характеризующий изменение вязкости
газонасыщенной нефти при изменении
давления на 1 МПа (размерность мПа*с /
МПа). Коэффициент аппроксимируется
следующими уравнениями:
(48)
1.4.2. Пример расчета свойств нефти при пластовых условиях Задача 4
Определить физические свойства пластовой нефти, используя следующие значения исходных данных
Таблица 5 Исходные данные
Пластовое давление Рпл |
17,5 МПа |
Пластовая температура Тпл |
313 °К |
Плотность дегазированной нефти rнд |
868 кг/м3 |
Газосодержание пластовой нефти Г |
55,6 м3/т |
Давление насыщения пластовой нефти газом Рнас |
9,2 МПа |
Относительная по воздуху плотность газа rго |
1,119 |
Молярные доля азота в попутном газе Yа |
0,069 |
Молярные доля метана в попутном газе Yс1 |
0,355 |
Вязкость дегазированной нефти mнд |
14,0 мПа с |
Решение
Последовательно рассчитываем:
1) Газонасыщенность пластовой нефти Гпл (39), предварительно определив коэффициент m:
2) Относительную плотность растворенного в нефти газа в пластовых условиях по (40), предварительно определив коэффициент а:
3) Объемный коэффициент пластовой нефти bпл по (41), предварительно определив температурные коэффициенты по (29) и (30):
.
4) Плотность пластовой нефти по (42)
5) Вязкость дегазированной нефти при пластовой температуре µнд(Тпл), предварительно определив корреляционные коэффициенты а и в по формулам (34). Вязкость дегазированной нефти µнд = 14,0 мПа с.
6) Вязкость газонасыщенной нефти µннас при Р = Рнас = 9,2 Мпа и Т = 313 °К по (43), предварительно пересчитав газосодержание пластовой нефти Г (объем газа приводится к температуре Тст = 288,6 °К) по (46) и затем определив коэффициенты А и В по (44), (45):
7) Вязкость пластовой нефти µн пл по (47), предварительно определив коэффициент по (48). Так как µннас<5 мПа с, то
,
,