СПБГУАП|Инст. 4 группа 4736
Практическое занятие № 46 Тема: Определение глубины спуска колонны НКТ в скважину.
Цели: Рассчитать глубину спуска колонны НКТ в скважину Средства обучения: учебные пособия, схемы, таблицы, опорный
конспект, презентации.
Термины и понятия: 1 Глубина скважины
2 Колонна насосно-компрессорных труб
3 Водонефтяная смесь
Содержание и порядок выполнения работы:
Изучить теоретический материал по теме занятия.
Определить длину, группу прочности стали колонны фонтанных труб по заданным условиям
Исходные данные для расчета.
Глубина скважины до верхних отверстий фильтра Нф = 1880 м. Пластовое давление Рпл = 19,4 МПа.
Забойное давление Рзаб = 13,4 МПа. Давление насыщения Рнас = 9,2 МПа. Устьевое давление Ру = 0,8 МПа. Обводненность продукции nв = 40%.
Коэффициент продуктивности К = 25 т/сут МПа. Плотность воды в = 1100 кг/м3.
Плотность нефти н = 800 кг/м3.
Диаметр эксплуатационной колонны D = 146 мм.
Условие задачи других вариантов представлены в таблице 2. Методические указания к решению задачи Рекомендуется следующая последовательность решения задачи:
1. Определяют глубину спуска НКТ, учитывая соотношение забойного давления (Рзаб) и давления насыщения (Рнас).
При Рзаб Рнас движение газожидкостной смеси (ГЖС) происходит по всему стволу скважины и глубина спуска труб (L) принимается равной расстоянию до верхних отверстий фильтра, т.е. L = Нф.
При Рзаб Рнас движение ГЖС начинается от некоторого уровня, расположенного выше забоя скважины, где Рнас = Р1 и подъемные трубы достаточно спустить на расчетную глубину (Lр), определяют по формуле:
Lр=Нф−( Рзаб−Рнас) 10−6 |
|
1880− |
(13,4−9,2) 10−6 |
=1415 м. |
= |
|
|||
ρж g |
920 9 ,81 |
|
||
(2.1) |
|
|
|
|
где Нф – расстояние от устья до верхних отверстий фильтра, м; |
||||
Рзаб, Рнас – давления забойное и насыщения, МПа; |
|
|||
g – ускорение свободного падения, м/с2 (9,81 м/с2); |
|
|||
ж – плотность водонефтяной смеси (жидкости), кг/м3; |
|
|||
определяемой по формуле: |
|
|
|
|
ж = в nв + н (1 – nв) = 1100 0,4 + 800 (1 – 0,4) = 920 кг/м3. |
(2.2) |
|||
СПБГУАП|Инст. 4 группа 4736
Таблица 2 Исходные данные для расчета фонтанного подъемника
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В а р и а н т ы |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
|
7 |
|
|||||
|
Расстояние |
от |
устья |
до |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
верхних |
|
отверстий |
|
160 |
1650 |
|
1700 |
1750 |
1800 |
1850 |
|
1900 |
|
|||||||
|
фильтра Нф, м |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пластовое |
давление |
Рпл, |
|
17 |
17,8 |
|
18,5 |
19 |
19,8 |
20 |
|
21 |
|
|||||||
|
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Забойное |
давление |
Рзаб, |
|
11 |
11,8 |
|
12,3 |
13 |
12,8 |
13 |
|
15 |
|
|||||||
|
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Давление насыщения, Рнас, |
|
9 |
9 |
|
9 |
9 |
9 |
9 |
|
9 |
|
|||||||||
|
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Устьевое |
давление |
Ру, |
|
1,2 |
1 |
|
1,3 |
1,4 |
1 |
1,2 |
|
1,3 |
|
|||||||
|
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
эксплуатационной |
|
|
146 |
168 |
|
146 |
168 |
146 |
168 |
|
146 |
|
||||||||
|
колонны D, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Коэффициент |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
продуктивности |
К, т/сут |
|
8,3 |
10,5 |
|
13 |
15,2 |
18 |
21,4 |
|
25 |
|
||||||||
|
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность нефти н, кг/м3 |
|
800 |
820 |
|
810 |
840 |
850 |
800 |
|
810 |
|
|||||||||
|
Плотность воды в, кг/м3 |
|
110 |
1100 |
|
1100 |
1100 |
1100 |
1100 |
|
1100 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обводненность nв, % |
|
|
0 |
10 |
|
20 |
30 |
40 |
50 |
|
0 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Продолжение таблицы 2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В а р и а н т ы |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
8 |
|
9 |
|
10 |
|
11 |
|
12 |
|
13 |
|
14 |
|
|
15 |
|
|
Расстояние |
от |
устья |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
до верхних отверстий |
|
1950 |
2000 |
|
2050 |
2100 |
|
2150 |
|
2200 |
|
2250 |
|
2300 |
|
|||||
|
Нф, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пластовое |
давление |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рпл, МПа |
|
|
|
22 |
|
18 |
|
18,7 |
|
19,3 |
|
20,5 |
|
21 |
|
22 |
|
|
22 |
|
|
Забойное |
давление |
|
15 |
|
11 |
|
12 |
|
13,3 |
|
14 |
|
15 |
|
16 |
|
|
15,5 |
|
|
|
Рзаб МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Давление насыщения, |
|
9 |
|
9 |
|
9 |
|
9 |
|
9 |
|
9 |
|
9 |
|
|
9 |
|
||
|
Рнас, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Устьевое давление Ру, |
|
1,4 |
|
0,8 |
|
0,9 |
|
1 |
|
1,3 |
|
1,2 |
|
1,3 |
|
|
0,8 |
|
||
|
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Диаметр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
эксплуатационной |
|
168 |
|
146 |
|
168 |
|
146 |
|
168 |
|
168 |
|
146 |
|
|
168 |
|
||
|
колонны D, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Коэффициент |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СПБГУАП|Инст. 4 группа 4736 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
продуктивности |
К, |
30,4 |
33 |
28 |
26,8 |
32,5 |
23,4 |
35 |
16,8 |
|
т/сут МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность нефти н, |
820 |
830 |
840 |
850 |
800 |
810 |
820 |
840 |
|
|
кг/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность воды в, |
1100 |
1100 |
1100 |
1100 |
1100 |
1100 |
1100 |
1100 |
|
|
кг/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обводненность nв, % |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
0 |
10 |
20 |
|
2. Выбирают тип труб (гладкие или с высаженными наружу концами). Принимаем гладкие трубы с условным диаметром d = 73 мм (dв = 62мм)
исходя из возможности спуска их в эксплуатационную колонну диаметром D = 146 мм.
(при D = 146 мм, d 73 мм; при D = 168 мм d 89 мм).
3. Выбирают группу прочности стали (материала) труб, для чего:
3.1.Определяют и выбирают прочность стали, например, «D» и
выписываются из таблицы 11, стр.24 страгивающую нагрузку резьбового
соединения неравнопрочных труб (Рстр) и предела текучести (Рт) в зависимости от типа и диаметра труб.
Для труб d = 73 мм марки стали «Д» Рстр = 294 кН.
3.2.Определяют допустимую глубину спуска труб:
|
|
|
Р |
|
Д |
|
|
|
|
||
|
|
|
стр |
|
|
|
|
|
|
|
|
LдопД = |
|
|
[n] q |
, м – для гладких труб |
(2.5) |
||||||
|
|
|
РТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
LдопД = |
|
|
[n] q |
|
|
, м – для равнопрочных |
(2.6) |
||||
|
|
|
|
(с высаженными концами) труб |
|
||||||
где n - допустимый коэффициент запаса прочности, |
|||||||||||
принимаем n = 1,5. |
|
|
|||||||||
q – вес 1 погонного метра труб, кН; |
|
||||||||||
q = m g 10-3 = 9,46 9,81 10-3 = 0,093 кН |
(2.7) |
||||||||||
здесь m – масса 1 погонного метра труб, кг (9,46 кг/м) |
|||||||||||
g - ускорение свободного падения, м/с2. |
|
||||||||||
|
LД |
= |
294 |
|
=2107 м |
|
|||||
|
|
,093 |
|
||||||||
Так как LдопД |
|
|
доп |
|
|
|
|
1,5 0 |
|
|
|
Lр (2107 1415), то выбранная группа прочности стали |
|||||||||||
удовлетворяет условиям прочности. |
|
|
|||||||||
2 Систематизировать записи и оформить в виде отчета. |
|||||||||||
Контрольные вопросы: |
|
|
|
||||||||
1 Группа прочности стали |
|
|
|||||||||
2 Тип труб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 Глубина спуска НКТ |
|
|
|
||||||||
Домашнее задание: |
Систематизировать записи и |
оформить отчет о |
|||||||||
СПБГУАП|Инст. 4 группа 4736
проделанной работе.
Список рекомендуемой литературы: Основная:
1.Абдуллин, Р.С. Добыча нефти и газа. – М.: Недра, 2007.
2.Акульшин, А.И., Бойко, В.С.и др. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин. – М.: Недра, 2009.
3.Бобрицкий, Н.В., Юфин, В.А. Основы нефтяной и газовой промышленности. – М.: Недра, 2008.
Дополнительная:
1.Гутман Э.М. Коррозия и защита нефтепромыслового оборудования. – М.: Недра, 2008.
2.Гиматудинов, Ш.К., Дунюшкин, И.И. и др. Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений. – М.: Недра, 2007.
Сайты в сети Интернет:
1.Информационно-аналитический портал Нефть России [Электронный ресурс] – Режим ввода: http://www.oilru.com/;
2.Типовые инструкции по охране труда. [Электронный ресурс] – Режим ввода http://www.tehdoc.ru/;
3.Горная энциклопедия [Электронный ресурс] – Режим ввода: www.mining-enc.ru;
4.Территория «НЕФТЕГАЗ». Журналы о нефти и газе: бурение нефтяных скважин, добыча и транспортировка нефти и газа, нефтепереработка, нефтяные насосы. АСУ ТП. Предприятия нефтяной и газовой промышленности [Электронный ресурс] – Режим ввода: www.neftegas.info;
Критерии оценивания работы обучающихся на практическом
занятии
Оценка 5 «отлично» ставится, если обучающийся:
выполнил работу в полном объеме, с соблюдением необходимых требований; ответил на предложенные вопросы, не допустив при этом неправильных ответов. Работа выполнена в срок. Уровень исполнения работы высокий.
Оценка 4 «хорошо» ставится, если обучающийся:
выполнил работу в полном объеме, с соблюдением необходимых требований; ответил не на все предложенные вопросы, но не смог объяснить некоторые моменты, связанные с выполнением задания. Работа выполнена в срок, но не на достаточно высоком уровне, имеются помарки исправления.
Оценка 3 «удовлетворительно» ставится, если обучающийся: выполнил работу в полном объеме, но допустил достаточное
количество ошибок; ответил только на некоторые предложенные вопросы. Не смог объяснить этапы и принципы построения работы. Работа выполнена не в срок и выполнена на низком уровне, имеются много помарок и исправлений.
Оценка 2 «неудовлетворительно» ставится, если обучающийся:
не выполнил работу, или выполнил работу, допустив большое количество ошибок. Не смог ответить на предложенные вопросы. В работе имеются ошибки и неточности, отсутствуют выводы, работа выполнена на
СПБГУАП|Инст. 4 группа 4736
низком уровне.