книги из ГПНТБ / Юрчук, А. М. Расчеты в добыче нефти учеб. пособие

кислоты, металлического магиия, формалина, уксусной кислоты, НЧК, рабочей силы, автотранспорта и эксплуатации оборудования (насосных агрегатов, емкостей и др.).

Суммарные затраты на обработку скважины необходимо сравнить со стоимостью дополнительно полученной нефти с учетом промысло­ вой себестоимости. Разница определит величину экономического эффекта.

36. Расчет электротешювой обработки призабойной зоны скважины [45]

Задача 56

Поддержание температуры призабойной зоны скважины на по­ вышенном уровне предотвращает отложение парафино-смолистых веществ и не допускает снижения проницаемости призабойной зоны. Одновременно достигается снижение вязкости поступающей в сква­ жину нефти. Все это способствует поддержанию дебита скважины на повышенном уровне.

При периодическом подогреве призабойной зоны температура постепенно снижается до начальной величины, что приводит к по­ вторному накоплению в призабойной зоне парафино-смолистых веществ и снижению ее фильтрационной способности. Поэтому об­ работки периодически повторяют. Лучшие результаты получаются при применении стационарных нагревателей, спускаемых в сква­ жину вместе с глубинными насосами. Это обеспечивает непрерывное поддержание дебита скважины на высоком уровне.

Практически при расчете электротепловой обработки призабойпой зоны требуется определить среднюю температуру на забое скважины пли температурный перепад в конце подогрева, продол­ жительность периодов прогрева, мощность пагревателя и др.

1. Определить среднюю температуру на забое скважины в конце прогрева, еслн мощность нагревателя N = 15 кВт (12900 ккал/ч), продолжительность прогрева t = 120 ч, мощность пласта h = 20 м, радиус скважины гс = 0,084 м, коэффициент теплопроводности пласта %п = 2 ккал/м • ч °С; объемная теплоемкость пласта, насы­

деляется по расчетной диаграмме (см. рис. 26) в зависимости от

240

где к — поправочный коэффициент, учитывающий потери тепла

в кровлю и подошву пласта (для открытого забоя к = 1,5); ДД. — средняя (по мощности) избыточная температура в скважине в °С.

Из этой формулы находим искомую среднюю температуру в конце прогрева:

2.Определить продолжительность прогрева забоя при следу-

Находим безразмерную температуру при к = 1,5:

Из расчетной диаграммы (см. рис. 26) по значениям ТІ = 0,35

иRc = 0,0084 интерполированием находим параметр Фурье: Fo =

=0,00136.

Продолжительность прогрева забоя

При тепловой обработке призабойной зоны без остановки сква­ жины (стационарными нагревателями) на теплопроводный тепловой поток, иаправлепный в глубь пласта, будет накладываться конвек­ тивный тепловой поток, направленный из пласта в скважину. Таким образом, одновременно с нагреванием пласта будет происходить его охлаждение в результате непрерывного обратного переноса тепла жидкостью в скважину. Следовательно, приток жидкости

вскважину оказывает отрицательное влияние на процесс прогрева.

3.При комплектовании оборудования для электротепловой об­ работки необходимо знать параметры применяемого электрообору­

дования, которые должны обеспечить высокий к. п. д. агрегата и низкую стоимость его. Поэтому при выборе электрооборудования необходимо знать допустимые потери напряжения и мощности в кабеле, которые зависят от мощности электронагревателя и его напряжения, от типа нагревателя, сечения и длины (глубины спу­ ска) кабеля.

Для расчета этих параметров электрооборудования необходимо знать мощность электронагревателя (определяется из теплового расчета прогрева призабойной зоны скважины), напряжение

электронагревания (зависит от типа рабочих элементов и схемы их со­ единения) и сопротивление шил кабеля Дк (зависит от длины, пло­ щади сечения и температуры кабеля).

Сопротивление одной жилы кабеля определяется по формуле

flK= p[l + a (ic- 2 0 ) ] - f 10» =

где / = 0,75 мм — длина кабеля; s = 16 мм2 — сечение жилы ка­ беля КРБКЗ X 16; р — удельное электрическое сопротивление при t = 20° С (для меди р = 0,0175 Ом • мм2/м); а — температурный коэффициент сопротивления (для медиа = 0,004 1/°С); tc = 60° С — средняя температура окружающей среды в скважине.

Сопротивление фазы нагревателя

Потребная мощность нагревателя

-^к — + ЗД п-Rk= 10 500 + 3 ■27,32 • 0,95 = 12 620 Вт или 12,6 кВ.

К. п. д. установки

37. Расчет основных показателей разработки пласта тепловым методом ВДОГ [46]

Задача 57

Рассчитать основные показатели для разработки пятискважин­ ного элемента участка пласта методом создания внутрипластового движущегося очага горения (ВДОГ) при следующих данных: мощ­ ность пласта h = 6 м; пористость в природных условиях т = 0,28; температура пласта t = 21° С; плотность нефти в пластовых усло­

242

Количество окислителя, израсходованного за этот период: Uj = 4 - = 4 • 61.6' l° s*2^° = 7,4■ 10е м3.

Количество окислителя, израсходованного в основной (средний) период:

Для вычисления коэффициента нефтеотдачи необходимо знать количество коксового остатка S0 и углеводородного газа £тх, выра­ женное в долях от порового объема:

Принимая объемный коэффициент охвата пласта очагом горе­ ния Ау = 0,575 и коэффициент нефтеотдачи из участков, не охва­ ченных фронтом горения, г)н = 0,4, определяем общий коэффициент нефтеотдачи:

244

Принимая дебит нефти Ѵ„ пропорциональным расходу окислителя, найдем дебит нефти во второй (основной) период раз­ работки:

Ѵ0 У«У§* 34,9 • 103.61,6 • 103 = 42,2 м3/сут.

и51 • 10е

Дебит нефти в первый период F lH будет возрастать от нуля до- Ѵ2а, а в третий период он будет убывать от Ѵ2н до нуля, составляя в среднем 21,1 м3/сут.

38. Расчет промышленного процесса тепловой обработки пласта [34]

Задача 58

Принимаем, что скважины расположены по семиточечной схеме- (шесть эксплуатационных скважин по окружности и нагнетатель­ ная в центре). Расстояние между эксплуатационными и нагнетатель­

Подставив числовые значения входящих в эту формулу величин,, найдем объем предварительно прогреваемой призабойной зоны:

245-

Для ыагрева такого объема пласта потребуется тепловой энергии

(Д = (ДГПДГВ) іѴ0 = (700 -150) • 500 • 89 000 = 24 475 • 10е ккал

(102,6 • 1012Дж).

Общее количество газа, необходимое для получения этой энергии с учетом 25% па тепловые потери, будет

Ѵг = (?Д ,25 : 1Q= 24 475 • 10е • 1,25 :8000 = 3 824 200 м3,

где Q = 8000 ккал/кг — теплота сгораиия природного газа. Лабораторными опытами установлено, что на сгорание 1 м3

таза требуется 9,5 м3 воздуха. Поэтому расход воздуха составит

Ѵв= 9,57г= 9,5 • 3 824 200 = 36 330 000 м3.

Объем всей газовоздушиой смеси будет

ін = ѵсн: К = 40154 000: 100 000 = 401 сут.

После прогрева призабойной зоны необходимо максимально быстро провести нагнетание воды, с тем чтобы своевременно полу­ чить пар для обработки всего пласта.

Общий объем воды, необходимой для нагнетания, определится по формуле объемной скорости конвективного переноса тепла в по­ ристой среде пласта:

tB=zQB: qH= 314 000 : 500 = 628 дней.

Общая продолжительность тепловой обработки участка пласта будет

<об = *н + h = 401 -)- 628 = 1029 дней яа 3 лет.

.246

За это время предполагается добыть из пласта путем тепловой

Тепловая обработка пласта ведется методом теплового импульса путем предварительного обогрева призабойной зоны горячей водой или насыщенным водяным паром и последующего переноса создан­ ной горячей зоны нагнетанием холодной воды, которая при высо­

личение температуры пласта (по сравнению с его нормальной тем­

прирост тепловой энергии в объеме 1 м3 пласта при АТ — 175° С; остальные обозначения — те же, что в п. 1.

247'

3.Среднее увеличение температуры пласта на расстоянии 50

•от оси скважины в °С

4 т Г ХС

АГ60 = Д7’{і

V W i у СіСп 7ф

где г = 50 м — радиус местоположения температурного импульса в пласте (считая от оси скважины). Остальные обозначения — те же, что в п. 1;

=158 °С.

4.Максимальная продолжительность теплоипжекционного про­ цесса в часах

628000 м3 прп коэффициенте пористости его 0,2, необходимо зака­ чать в пласт

628 000-0,2 = 125 600 м3 горячей воды.

Следовательно, темп закачки должен быть

125 600:6503 = 19,3 м3/ч, пли 463 м3/сут.

Прп коэффициенте приемистости нагнетательной скважины, рав­ ном 24 м3/(кгс/см2), для успешного проведения теплопижекцпопного процесса потребуется иметь па забое скважины давление нагнетания

463 : 24= 19,3 кгс/см2 (1,9 МПа).

Это давление может быть создано весом самого столба воды

вскважине.

40.Расчет распределения температуры по стволу фонтанной скважины 1

Задача 60

Снижение температуры нефтяного потока в сравнении с пласто­ вой температурой на высоте z над забоем скважины с достаточной точностью определяется формулой

1 В. Б. В л іо ш и и и др. Номограммы для установления распределения температуры по стволу фонтанной скважины. «Нефтепромысловое дело», 1969, •Jtë 8, с. 16—19.

248

потока в ккал/кг • °С; гг — наружный радиус насосно-компрессор­ ных труб в м; г2 — внутренний радиус обсадных труб в м.

Для решения этой задачи применены номограммы из выравнен­ ных точек на параллельных логарифмических шкалах.

По первой номограмме (см. рис. 27) определяется вспомогатель­

точки А и 5, соответствующие заданным значениям этих величии, и соединяют их прямой линией. Находят точку пересечения этой прямой со шкалой х (точка С), которую соединяют прямой с точкой D на оси q, соответствующей заданному значению дебита. Точку Е пересечения прямой CD со шкалой у соединяют прямой с точкой F

шкалы — , соответствующей заданному отношению радиусов. Точка ff гі

пересечения последней прямой со шкалой а определит искомое значение а. При заданных значениях X — 0,5 ккал/м • ч • °СГ

С = 0,4 ккал/кг °С, д = 20 т/ч, — = 1,5 находим величину а =

= 0,001 1/м.

По второй номограмме (см. рис. 28), соединяя прямой линией АС точки А и С на шкалах z и а , в пересечении со шкалой а в точке В находим значение а = 1,0.

Третья номограмма (см. рис. 29) предназначена непосредственно' для вычисления At — снижения температуры в скважине на вы­ соте z над забоем по сравнению с пластовой.

Определим снижение пластовой температуры при следующих данных: z = 1000 м, Г = 0,01° С/м, а = 1,0. Находим At = 4° С.

При этом получается погрешность в сравнении с экспериментальными данными при глубине скважины до 2000 м менее 1%.

Проверка на ЭВМ полученных при помощи номограмм данных показала вполне удовлетворительные результаты. Указанные но­ мограммы могут найти применение при определении глубины отло­ жения парафина и при других расчетах, связанных с распределением температуры по стволу фонтанной скважины.

249