Красногородецкого месторождения
.pdf
6. Расход смеси на участке ВС, Q2=0,0021 м3/сек;
7. Плотность нефти, ρн=904 кг/м3; 8. Плотность растворенного в нефти газа, ρг=1,361 кг/м3;
9. Динамическая вязкость нефти, μн=69,62 10 –3 Па·с;
10. Динамическая вязкость газа, μg=11,2·10 –6 Па·с;
11. Объемная доля растворенного в нефти газа, α=0,370;
12. Массовая доля растворенного в нефти газа, х=0,013;
13. Абсолютная шероховатость, e=0,0015м
Результаты расчета.
1.Определим методику расчёта.
Для этого найдём значения показателей W и н/ г и сравним их с табличными.
|
|
69,62 |
10 |
−3 |
|||
н |
= |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11,2 10 |
−6 |
||||
г |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W = |
G |
, |
|
|
|
|
|
S |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
=
6216,1
1000.
где G – массовый расход, кг/с;
S – площадь сечения трубы, м2.
|
|
|
|
G = Q , |
G |
= 0,06 10 |
−3 |
904 |
= 0,054 кг / с. |
|
||||
1 |
|
|
|
|
59
(11.34)
(11.35)
(11.36)
Консорциум « Н е д р а »
|
|
|
|
|
60 |
G |
|
= 2,1 10 |
−3 |
904 |
=1,90кг / с. |
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S = |
D2 |
(37) |
|
|
|
|
|
|
|
|
вн , |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
3,14 0,105 |
2 |
|
|
|
|
|
|
S |
|
= |
|
|
= 0,0087м |
2 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1 |
4 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,14 0,156 |
2 |
|
|
|
|
|
|
S |
|
= |
|
= 0,0191м |
2 |
. |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
2 |
4 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W |
= |
0,054 |
|
||
1 |
|
0,0087 |
|
|
= 6,27
100.
W |
|
= |
1,90 |
|
2 |
0,0191 |
|||
|
|
|||
|
|
|
=
99,37
100.
Так как
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
1000 и W 100 в обоих случаях, то применяем методику Локкарта-Мартенелли.
Следовательно, базовым уравнением для расчёта является:
Ртр |
= f |
Рf |
= g |
Рg |
, |
(11.38) |
|
2 |
|
2 |
|
|
|
где Рf - потери давления, которые были бы, если бы по трубе текла только нефть с тем же массовым расходом, Па;
Рg – потери давления, которые были бы, если бы по трубе тёк только газ с тем же массовым расходом, Па;
Фf, Фg – поправочные коэффициенты.
|
2 |
= 1 + |
С |
+ |
1 |
|
, |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
Х |
|
Х |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2g =1+ C Х + Х 2 ,
(11.39)
(11.40)
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
где Х2 – параметр Мартенелли;
С – параметр двухфазности, берётся из таблицы в зависимости от Ref и Reg.
Для этого по формуле 4 найдём значения чисел Рейнольдса по жидкости и по газу:
Qf = Q (1−),
где Qf – расход жидкой фазы в объёме трубопровода, м3/с;
- объёмное газосодержание.
Q |
|
|
|
= 0,06 |
10 |
−3 |
(1 − 0,37)= |
0,038 10 |
−3 |
м |
3 |
/ с. |
|
|
||||||||||||||||
f |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Q |
|
|
= 2,1 |
10 |
−3 |
(1 − 0,37) |
= |
1,32 |
10 |
−3 |
м |
3 |
/ с. |
|
|
||||||||||||||
|
f |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
0,0638 10 |
−3 |
904 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
Re |
|
= |
|
|
|
= 6,0 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
f 1 |
3,14 |
0,105 69,62 10 |
−3 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 1,32 10 |
−3 |
904 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Re |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
=140,3 |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
f 2 |
3,14 |
0,152 69,62 10 |
−3 |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
= Q − Q |
f |
, |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
|
|
|
где Qg – расход газовой фазы в объёме трубопровода, м3/с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Q |
g1 |
|
= 0,06 10−3 |
|
− 0,038 10−3 = 0,022 10−3 м3 / с. |
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
g 2 |
= 2,1 10−3 |
−1,32 10−3 |
|
= 0,78 10−3 м3 / с. |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Re g1 |
= |
|
4 0,022 10−3 |
|
1,361 |
|
|
= 32,7 |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
3,14 |
0,105 11,2 10−6 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
61
(11.41)
(11.42)
Консорциум « Н е д р а »
62
Re g 2 |
= |
4 |
0,78 10 |
−3 1,361 |
= 771,0 |
|
3,14 |
0,152 11,2 10−6 |
|||||
|
|
|
||||
Параметр Мартенелли можно найти следующим способом:
|
2 |
1 |
|
2 |
−n |
|
g |
|
f |
|
n |
||
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Х |
|
= |
−1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
g |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
(11.43)
где х – массовое газосодержание;
n – эмпирический показатель степени. Для случая Ref 2400, n=1.
|
|
|
1 |
|
2−1 |
|
1,361 |
|
69,62 10 |
−3 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
2 |
|
|
|
|
||||||||
Х |
= |
|
−1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 710,5 |
|
|
|
|
|
|
−6 |
||||||||
|
|
|
0,13 |
|
|
|
904 |
|
11,2 10 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Выбираем из таблицы для обоих участков трубопровода, для случая, когда Ref 2000 и Reg 2000 значение параметра двухфазности С=5.
|
2 |
=1 |
+ |
5 |
+ |
1 |
|
=1,01 |
|
|
|
|
|||||||
f |
710 ,5 |
710 ,5 |
2 |
||||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
Рf можно найти по формуле Дарси-Вейсбаха:
|
|
|
L v |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
= |
|
c |
|
f |
, |
f |
D |
|
2 |
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
в |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
(11.44)
где - коэффициент гидравлического сопротивления;
vc – средняя скорость движения жидкости в трубе, м/с.
Консорциум « Н е д р а »
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
64 |
, |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Re f |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
= |
64 |
=10,75 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
64 |
= 0,46 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
140 ,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
v |
|
= |
Q |
f |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
S |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
0,038 |
10 |
−3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
v |
|
= |
|
|
= 0,0044м / с. |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
с1 |
|
|
0,0087 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
1,32 10 |
−3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
vс2 |
= |
|
|
= 0,0693м / с. |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
0,0181 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
169 |
0,0044 |
2 |
904 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Р |
|
=10,75 |
|
=149,2Па. |
|
|
|
||||||||||||||||
f 1 |
|
|
|
|
0,105 2 |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
119 |
0,0693 |
2 |
904 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
Р |
|
= 0,49 |
|
|
= 754,4Па. |
|
|
|
|||||||||||||||
f 2 |
|
|
|
|
0,152 2 |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Зная обе составляющие, находим потери на трение обеих участков трубопровода по формуле (11.38).
Р |
=1,01 149,2 |
=150,3Па. |
тр1 |
|
|
Р |
=1,01 754,4 |
= 759,7Па. |
тр2 |
|
|
Найдём общие потери давления при движении продукции от скважины до точки врезки.
63
(11.45)
(11.46)
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
Ртрi |
= Ртр1 + Ртр2 |
=150,3 + 759,7 = 910,0Па. |
i |
|
|
64
Зная величину давления на скважине и потери давления на трение, можно найти давление в конце трубопровода, то есть у точки врезки:
Р |
= Р |
− |
|
Р |
, |
к |
н |
|
тр |
|
|
|
|
|
i |
|
|
(11.47)
Р |
|
= 0,7 10 |
6 |
− 910 ,0 |
0,699 МПа. |
к |
|
||||
|
|
|
|
|
Вывод.
Из расчётов можно сделать вывод, что газонасыщенная нефть, по сборному коллектору, способна дойти от скважины до точки врезки за счёт собственного давления. Потери на трение незначительны. Следовательно, дополнительных насосов не требуется.
12. Гидравлический расчет простого трубопровода.
Определить потери давления, которые возникнут при движении по трубопроводу воды от УПСВ до скв. №81 Схема изображена на рис. 12.1.
Схема движения воды
УПСВ
Скв.№ 81
А
Консорциум « Н е д р а »
65
В
Рис. 12.1
Таблица 7.1
Исходные данные
1. |
Внутренний диаметр трубопровода на участке AB, |
|
|
м |
|
D1 |
0,073 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Расход жидкости на участке AB, м3/с |
Q1 |
0,0041 |
|
|
|
|
3. |
Длина участка трубопровода AB, м |
L1 |
5680 |
|
|
|
|
4. |
Абсолютная шероховатость трубопровода, м |
e |
0,002 |
|
|
|
|
5. |
Плотность пластовой воды, кг/м3 |
ρ |
1180 |
|
|
|
|
6. |
Динамическая вязкость пластовой воды, Па·с. |
μ |
0,00165 |
|
|
|
|
Результаты расчета
Для горизонтального трубопровода потери вычисляем по формулам Дарси-Вейсбаха:
|
|
Pтр = |
L |
|
vc2 |
, |
(12.1) |
|
|
Dв 2 |
|||||
|
|
|
|
|
|||
где L - длина трубопровода, м; |
|
|
|
|
|
||
D |
в |
- внутренний диаметр трубопровода, м; |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
|
- ускорение силы тяжести, м/с2; |
|
|
|
|
|
|
|
- плотность жидкости, кг/м3; |
|
|
|
|
|
hтр - потеря напора, м;
Консорциум « Н е д р а »
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»