27. Как определяется кпдпроцесса движения гжс в скважине

Определим к.п.д. процесса движения ГЖС. На каждой кривой q(V) имеется еще одна характерная и очень важная точка, точка так называемой оптимальной производительности, соответствующая наибольшему к.п.д.

Если проанализировать произвольную кривую q(V), для которой ε=const, то для нее будут следующие рассуждения.

Из определения понятия к.п.д. η следует, что

Полезная работа заключается в поднятии жидкости с расходом на высоту , так что

. (3)

Затраченная работа - это работа газа, расход которого, приведенный к стандартным условиям, равен . Полагая для простоты, что процесс расширения газа изотермический, на основании законов термодинамики идеальных газов можем записать

, (4)

где - абсолютное давление у башмака; - абсолютное давление на устье, - атмосферное давление.

Подставляя (3) и (4) в (2), получим

. (5)

В (5) все величины, кроме и , постоянны, так как рассматривается одна кривая , для которой . Следовательно, для данной кривой

, (6)

где С – константа.

Поэтому к.п.д. имеет максимальное значение в той точке, в которой отношение q/V максимально. Но q/V=tgφ, так как q – ордината, V – абсцисса, φ – угол наклона прямой, проведенная из начала координат через данную точку (q, V). Только для касательной tgφ будет иметь максимальное значение, так как только для нее угол φ максимален. Поэтому в точке касания прямой, проведенной из начала координат с кривой q(V), получают такой дебит q и такой расход газа V, для которых к.п.д. процесса будет наибольшим. Расход q при максимальном к.п.д. называют оптимальным дебитом q_опт.

Таким образом, для любой кривой q(V), имеющей , оптимальный расход жидкости определяется как точка касания касательной, приведенной из начала координат.

28. Как осуществляется расчет процесса освоения нефтяных скважин компрессорным методом?

Компрессорный способ освоения. Этот способ нашел наибо­лее широкое распространение при освоении фонтанных, полу­фонтанных и частично механизированных скважин. В скважину спускается колонна НКТ, а устье оборудуется фонтанной арма­турой. К межтрубному пространству присоединяется нагнета­тельный трубопровод от передвижного компрессора.

При нагнетании газа жидкость в межтрубном пространстве оттесняется до башмака НКТ или до пускового отверстия в НКТ, сделанного заранее на соответствующей глубине. Газ попадая в НКТ, разгазирует жидкость в них. В результате давление на забое сильно снижается. Регулируя расход газа (воздуха), можно изменять плотность газожидкостной смеси в трубах, а следовательно, давление на забое р_з. При р_з<р_пл начинается приток, и скважина переходит на фонтанный или газлифтный режим работы. После опробований и получения устойчивого притока скважина переводится на стационарный режим работы.

Освоение ведется с непрерывным контролем параметров процесса при герметизированном устье скважины. Поэтому этот способ наиболее безопасен и позволяет быстро получить значительные депрессии на пласт, что особенно важно для эффек­тивной очистки призабойной зоны скважины. Однако примене­ние компрессорного способа освоения ограничено в скважинах, пробуренных в рыхлых и неустойчивых коллекторах. В неко­торых районах возникает необходимость освоения скважин глу­биной 4500—5500 м, а увеличение глубины также ограничивает использование компрессорного способа.

Для более полного использования пластовой энергии, вы­носа жидкости с забоя и возможных промывок скважин баш­мак НКТ опускают до верхних перфорационных отверстий. Чтобы оттеснить уровень жидкости до башмака НКТ, особенно при больших глубинах, нужны компрессоры, развивающие дав­ление в несколько десятков мегапаскалей. Это осложняет ос­воение. Поэтому в колонне труб на заранее определенной глу­бине делают так называемое пусковое отверстие (пусковые муфты или пусковой клапан). Опускающийся в межтрубном пространстве уровень жидкости обнажает это отверстие, нагне­таемый газ поступает через него в НКТ и разгазирует столб жидкости выше отверстия. Если давление внутри НКТ на уровне отверстия после разгазирования обозначить р₁, то за­бойное давление р_с будет равно

, (2)

где H — глубина забоя (до верхних перфораций); L — глубина пускового отверстия; — плотность скважинной жидкости; — средний угол кривизны скважины.

Забойное давление до нагнетания газа равно

. (3)

Вычитая из (3) (2), найдем депрессию на пласт

(4)

Чем больше давление, развиваемое компрессором, тем на большей глубине L может быть предусмотрено пусковое отвер­стие или башмак НКТ, а следовательно, больше при прочих равных условиях.

Однако с увеличением L увеличивается и р₁, которое, во­обще говоря, зависит от расхода газа, но оно не может быть снижено менее чем до 7—10% от гидростатического давления, определяемого первым слагаемым в (4). Поэтому для ос­воения глубоких скважин требуются компрессоры, развиваю­щие высокое давление. В момент оттеснения уровня жидкости к башмаку НКТ или пусковому отверстию давление в межтрубном пространстве, а следовательно и на выходе компрессора максимально. По мере разгазирования жидкости а НКТ дав­ление р₁ (внутри НКТ на уровне отверстия) будет снижаться и давление на забой падать.

Поэтому процесс освоения рассчитывают на этот, так ска­зать, критический момент.