3. Выражение для критерия Вебера и его физический смысл.

Экзаменационный билет №20

1. Средневзвешенная плотность гжс (газожидкостная смесь) при ее движении в нкт (насосно-компрессорная труба).

Через сечение трубы при движении по ней ГЖС проходит некоторое количество газа и жидкости. Можно представить, что все газовые пузырьки занимают в сечении трубы суммарную площадь fг, а жидкость - остающуюся площадь в том же сечении fж, так что

где f - площадь сечения трубы. Плотность ГЖС в таком случае определится как средневзвешенная

где ρж и ρг - плотность жидкости и газа при термодинамических условиях сечения.

Обычно fг / f обозначают через φ. Тогда fж / f = 1 - φ,

Величина φ = fг / f называется истинным газосодержанием потока.

При движении жидкости по НКТ она охлаждается и ее плотность немного изменяется.

Поэтому необходимо в расчетах принимать среднюю плотность где рс, ру — плотность жидкости при термодинамических условиях забоя и устья скважины, соответственно.

2. Выражение для критерия гомохронности и его физический смысл.

Число гомохронности является обратным числом Струхаля:

3. Условия фонтанирования скважин. Минимальные забойные давления фонтанирования.

Фонтанирование скважин обычно происходит на вновь открытых месторождениях нефти, когда запас пластовой энергии велик, т. е. давление на забоях скважин достаточно большое, чтобы преодолеть гидростатическое давление столба жидкости в скважине, противодавление на устье и давление, расходуемое на преодоление трения, связанное с движением этой жидкости.  Общим обязательным условием для работы любой фонтанирующей скважины будет следующее основное равенство: Рс= Рг + Ртр + Ру , где Рс - давление на забое скважины; Рг, Ртр, Ру - гидростатическое давление столба жидкости в скважине, рассчитанное по вертикали, потери давления на трение в НКТ и противодавление на устье, соответственно.

Условие фонтанирования: Фонтанирование возможно лишь в том случае, если энергия, приносимая на забой жидкостью, равна или больше энергии, необходимой для подъема этой жидкости на поверхность при условии, что фонтанный подъемник работает на оптимальном режиме, т. е. на режиме наибольшего к. п. д. За счет давления на забое скважины жидкость может быть поднята на высоту, соответствующую этому давлению. Полезная работа, которая совершается при подъеме 1 м3 жидкости, равна произведению веса жидкости на высоту подъема: W1=1м3ρg*(РсРо/ ρg)= 1м3* (Рс-Ро), (Дж) 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 Го. 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 Го, а меньшее количество газа (за вычетом растворенного), которое назовем эффективным газовым фактором Гэф.

Минимальное забойное давление фонтанирования.

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

Рис. 8.3. Графоаналитическое решение уравнения при определении минимальногодавления фонтанирования при разных обводненностях продукции скважин