24. Какое условие является обязательным для работы фонтанирующей скважины.

Артезианское фонтанирование. Фонтанирование за счет энергии газа.

Фонтанирование скважин обычно происходит на вновь открытых месторождениях нефти, когда запас пластовой энергии велик и давление на забоях скважин достаточен для преодоления гидростатического давления столба жидкости в скважине, противодавления на устье и давления, расходуемое на преодоление трения движения жидкости. Условием фонтанирования скважины является равенство:

, (1), где - давление на забое скважины; - гидростатическое давление столба жидкости в скважине; - потери давления на трение в НКТ, - противодавление на устье.

Различают два вида фонтанирования скважин:

1. фонтанирование жидкости, не содержащей пузырьков газа, - артезианское фонтанирование:

2. фонтанирование жидкости, содержащей пузырьки газа, облегчающего фонтанирование, - наиболее распространенный способ фонтанирования.

Как известно, приток жидкости из пласта в скважину мо­жет быть определен общим уравнением притока

Q = K(p_п — p_c)ⁿ. (12)

Решая относительно р_c, по­лучим

. (13)

25. Условие совместной работы пласта и фонтанного подъемника.

При совместной работе пласта и фонтанного подъем­ника на забое скважины уста­навливается общее забойное давление, определяющее со­гласно (12) такой при­ток жидкости, который фон­танные трубы будут в состоя­нии пропустить при данной глубине скважины, противодавлении на устье, диаметре труб и т. д. Для определения этого притока приравняем правые части уравнений (1) и (13).

. (14)

Левая часть равенства зависит от Q, так как р_тр и р_у зави­сят от расхода. С увеличением расхода трение и противодавле­ние возрастают, тогда как р_г не зависит от Q. Введем в левую часть (14) некоторую функцию от Q. Тогда

. (15)

Из этого равенства надо найти Q, которое обращало бы (15) в тождество. Для этого, задаваясь различными значениями Q, вычисляем левую часть равенства (15) ;

(16)

и правую часть равенства

. (17)

Далее строятся два графика A(Q) и B(Q). С увеличением Q величина А должна возрастать, а величина В уменьшаться, как показано на рис. 1.

Рисунок 1. Совместное решение урав­нения работы подъемника A(Q)

и уравнения притока жидкости из пла­ста в скважину B(Q)

Точка пересечения линий A(Q) и B(Q) определит условие совместной работы пласта и фонтанного подъемника, т. е. даст дебит скважины Q_c и соответствующее этому дебиту забойное давление р_c. Подобные расчеты могут быть сделаны для труб различного диаметра, а также и для условий фонтанирования через межтрубное пространство. Из найденных решений может быть выбрано то, которое лучше отвечает технологическим ус­ловиям разработки и эксплуатации месторождения.

26. Условие фонтанирования скв.С помощью эффективного газового фактора?

Вместе с нефтью на забой может поступать свободный газ, кроме того, из той же нефти при снижении давления происходит выделение газа. Общее количество газа, приходящееся на 1 м³ товарной нефти и приведенное к стандартным условиям, назы­вается полным газовым фактором Г₀. Газ, расширяясь, также совершает работу. Однако доля свободного газа на разных глубинах будет разная. Работу расширения совершает только сво­бодный газ. Поэтому при подсчете работы расширения газа необходимо учитывать не полный газовый фактор Г₀, а мень­шее количество газа (за вычетом растворенного), которое назо­вем эффективным газовым фактором Г_эф.

Среднее количество свободного газа определяется как раз­ность полного газового фактора Г₀ и количества растворен­ного газа, которое определяется как произведение коэффициента растворимости на р_ср, взятое в избыточных единицах давления, . (14) Далее необходимо учесть, что вода, сопровождающая нефть, практически не содержит растворенного газа и замеряемый на промыслах газовый фактор Г₀ относят к чистой необводненной нефти. Поэтому газ, выделяющийся из нефти, расходуется и на подъем воды. Если n — обводненность — доля воды в поднимае­мой жидкости, то газовый фактор, отнесенный к 1 м³ жидкости, будет равен Г_ср(1-n).

Таким образом, газовый фактор, определяющий количество кубических метров газа при стандартных условиях, находяще­гося в свободном состоянии при среднем давлении в подъем­нике, и отнесенное к 1 м³ жидкости (обводненной нефти) и бу­дет тем газовым фактором, который можно приравнять к величине R_опт. Этот газовый фактор называется эффективным газовым фактором и обозначается Г_эф. Поэтому с учетом рас­творимости газа условие фонтанирования теперь запишется так:

(15)

или в развернутом виде

. (16)

Из неравенства (16) можно определить минимально необходимое давление на забое р_с, обеспечивающее фонтаниро­вание при заданной комбинации других величин, таких как Г₀, d, L, р_у, ρ. Для определения минимального р_с необходимо решить неравенство (16) относительно р_с. Однако сделать это нельзя, так как выражение (16) относительно р_с трансцендентно. Поэтому решение неравенства (16) получается либо подбором такой величины р_с, которая обращает неравен­ство (16) в тождество, либо графоаналитическим путем.