11.2 Методика определения производительности серодобычных скважин

При заданной годовой производительности предприятия ПВС дебит серодобычной скважины оказывает существенное влияние на основные производственно-технические и экономические показатели. С увеличением среднесуточной производительности скважины основные производственно-технические и экономические показатели метода ПВС улучшаются.

11.2.1 Среднее значение дебита жидкой серы Q_s вычисляется по формуле:

Q_s=V_s(δ)·S(z)ρ_s (11.4)

где S(z) – площадь поперечного сечения зоны плавления;

ρ_s – плотность жидкой серы;

z – вертикальная координата;

V_s(δ) – скорость фильтрации жидкой серы, которая находится из выражения.

V_s = F(δ)·К·Δρ·Sinα (11.5)

где F(δ) – экспериментально определяемая функция, зависящая от структурно-текстурных свойств серной руды и объемного содержания серы δ и воды в поровом объеме породы; максимально равна 2,5·10^-2;

К – абсолютная проницаемость скелета серных руд, после выплавки серы;

Δρ – разность плотностей серы и горячей воды;

α – угол стока жидкой серы к забою скважины 55°.

11.2.2 Площадь поперечного сечения S(z) зависит от формы зоны плавления. Для одномерной расчетной схемы зону плавления представляют в виде вертикального цилиндра, осевая линия которого совпадает с серо-добычной скважиной. В реальных условиях форма зоны плавления отлична от цилиндрической. Поэтому в одномерной расчетной схеме влияние многомерности распределения углов стока жидкой серы учитываются средним углом стока, величина которого составляет в среднем 55°.

Проницаемость выплавленной зоны определяется экспериментально в лабораторных или натурных условиях.

Пример:

Примем радиус зоны плавления R = 10 м; К = 10 м/сут; Δρ ≈ 0,86·10^-3 кг/см³; Sinα = 0,82; F_s = 2,5·10^-2; ρ_s = 1,8 т/м³.

Подставляя эти значения в формулу (4.5), получим:

V_s = 1,76·10^-4 см/сек

По формуле(4.1)находим: Q = 3,6т /ч

S(z) = 2πRh (11.6)

где h – мощность пласта, м

Таблица 11.3 – Варианты заданий

Исходные данные	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7
К, м/сут	1,9	1,8	2,0	1,8	2,1	2,2	2,3
R, м	9	10	8	11	12	10	9
h, м	40	45	50	42	43	47	46
Δρ, кг/см3	0,86·10-3
ρs,	1,7	1,8	1,9	1,7	1,8	1,9	1,7
Sinα	0,82
Fs	2,5·10-2

11.3 Методика расчета удельного расхода теплоносителя

Тепловая энергия (Q), вводимая в серный пласт через скважины, расходуется на разогрев сероносной залежи, вмещающих пород и на утечки, связанные с различными горно-геологическими условиями (неосерненные пропластки, тектонические нарушения и др.):

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ (11.7)

где Q₁ – тепло, затраченное на нагрев скелета руды и серы;

Q₂ – тепло, затраченное на расплавление серы;

Q₃ – тепло, затраченное на утечки в непродуктивные горизонты;

Q₄ – тепло, затраченное на нагрев вмещающих пород;

Q₅ – потери при водоотливе.

Определив удельные затраты теплоносителя, как отношение объема воды, затраченной на нагревание некоторого объема пласта к массе извлеченной из него расплавленной серы, получим:

(11.8)

где δ – серосодержание;

W – удельная теплота плавления;

П – пористость пласта;

ρ₁, с₁, ρ_в, с_в, – объемные теплоемкости и плотности залежи и воды;

ρ_s – плотность серы

η – коэффициент извлечения;

t₁ – температура теплоносителя на входе в пласт;

t₀ – начальная температура теплоносителя;

t_пл – температура плавления;

t_ср – средняя температура зоны плавления;

k – коэффициент учитывающий непроизводительные потери теплоносителя;

t_ср – средняя температура зоны, лежащей за воронкой плавления (~ 80°С).

Значение коэффициента к можно оценивать геофизическими методам например расходометрией. При этом определится количество теплоносителя, которое тратится непроизводительно. Найдя отношение общего количества горячей воды, закачиваемой в пласт, к расходу теплоносителя, протекающему по продуктивному горизонту, получим составляющую коэффициента к, обусловленную потерями в пустые породы. Опыт показывает, что для пластов мощностью 10 м (условия Язовского месторождения) теплопотери составляют около 30%. Тогда коэффициент k =1,3.

Пример: ρ_s = 2 т/м³; δ = 0,35; W = 11,8 ккакл/кг; П = 0,1; t₁ = 159°С; t_пл = 109°С; t₀ = 10°С; t_ср = 139°С; ρ₁·с₁ = 550 ккал/м³·град; ρ_в·с_в = 950 ккал/м³·град; η = 0,4; t_ср = 80°С.

Подставляя эти значения в формулу (11.5), получим: V = 10,5 м³/т

Таблица 11.4 – Варианты заданий

Исходные данные		Варианты
		1		2		3		4		5		6		7
ρs, т/м3		2,0
δ		0,36		0,34		0,35		0,33		0,37		0,36		0,34
W, ккакл/кг		11,8
П		0,15	0,14		0,13		0,12		0,11		0,16		0,1
t1, °С		159
tпл, °С		109
t0, °С		10
tср, °С		139
ρ1·с1, ккал/м3·град	550
ρв·св = ккал/м3·град	950
tср, °С	80
η	0,4		0,4		0,4		0,4		0,4		0,4		0,4