Определение диаметра фонтанных труб газовой скважины:

Методика определения диаметра фонтанных труб, обеспечивающих вынос твердых и жидких частиц с забоя скважины, основана на теории движения газожидкостных смесей по вертикальным трубам и условии, что газовые скважины работают с бесконечно большим газовым фактором. При этом частицы породы находятся в жидкости и выносятся вместе с ней. При эксплуатации газоконденсатных скважин жидкие углеводороды, выделяясь из газа, создают в колонне двухфазный поток. Если скорости движения смеси незначительные, в скважине, накапливается столб жидкости, создавая дополнительное сопротивление и снижая дебит. В этих условиях газоконденсатная скважина должна эксплуатироваться с минимально допустимым дебитом, обеспечивающим вынос конденсата на поверхность. Дебит определяют по формуле:

где Q—минимально допустимый дебит, тыс. м³/сут; D—диаметр колонны, мм; Р_заб — абсолютное забойное давление, МПа; m -молекулярная масса газа; Т_заб— абсолютная забойная температура, К.

При заданном давлении на устье Р_у диаметр фонтанных труб определяют по формуле:

где λ - коэффициент гидравлического сопротивления трению; Q_мд—максимально допустимый дебит газа, тыс. м³/сут; Т_ср - средняя температура в стволе скважины, К; Р_заб и Р_ус -соответственно забойное и устьевое давления, МПа

6. Наземное и подземное оборудование скважин

В состав наземного устьевого оборудования добывающих и нагнетательных скважин входят фонтанная арматура, колонные головки, катушки фланцевые, манифольды, запорные и регулирующие устройства и приспособления для смены задвижек под давлением.

Фонтанная арматура предназначена для герметизации устья скважины, контроля и регулирования режима эксплуатации нефтяных и газовых скважин. По требованию заказчика фонтанная арматура может быть изготовлена с дополнительной трубной головкой и запорными устройствами на боковых отводах, обеспечивающих эксплуатацию скважин двухрядным лифтом.

Основные узлы фонтанной арматуры – трубная головка и ёлка. Трубная головка фонтанной арматуры предназначена для подвески одного или нескольких рядов насосно-компрессорных труб. Её используют для осуществления технологических операций при освоении, эксплуатации, ремонте добывающих и нагнетательных скважин. Ёлка фонтанной арматуры предназначена для регулирования режима эксплуатации и транспортировки добываемой продукции скважины к промысловым установкам по её подготовки, а также для осуществления геолого-технических и технологических операций, связанных с установкой специальных устройств для спуска и подъёма глубинных приборов и различного рода оборудования. Возможно либо тройниковое (одно- или двух - струнное исполнение ёлки фонтанной арматуры), либо крестовое (двухструнное). При тройниковой двухструнной ёлке скважину эксплуатируют по верхней струне, а при крестовой – по одной из них. По запасным струнам продукцию скважин транспортируют при ремонте рабочей струны или замене штуцерной втулки. Боковые струны могут быть оборудованы двумя запорными устройствами, одно из которых (первое от ствола) является запасным, а второе – рабочим. Запорные устройства, используемые в фонтанной арматуре, предназначены для перекрытия потока рабочей среды в скважине. Колонные головки предназначены для обвязки обсадных колонн нефтяных, газовых и газоконденсатных скважин. Колонные головки должны обеспечивать подвеску колонн, герметизацию межколонных пространств, контроль давления в них и проведение различных технологических операций. При бурении на них размещается превентор, а при эксплуатации – фонтанная арматура.

Манифольды предназначены для соединения выкидов арматуры с трубопроводами промысловых установок.

Лифтовые трубы должны обеспечивать проектный дебит при заданных потерях давления на всех этапах эксплуатации скважин, а также проведение промысловых технологических операций при повышенных рабочих давлениях и перепадах давлений в трубном и затрубном пространствах. Обсадные трубы должны обеспечивать прочность и герметичность колонн – кондуктора, промежуточных, технической и эксплуатационной.

Эксплуатационное подземное скважинное оборудование предназначается для:

- предотвращения открытого фонтанирования скважин при разрушении или повреждении устьевого оборудования, нарушения герметичности эксплуатационной колонны и некачественном цементировании межтрубного пространства;

- обеспечения одновременно раздельной эксплуатации двух и более продуктивных пластов; разобщения вскрытого продуктивного горизонта от выше- и нижележащих пластов; разобщения лифтовой колонны от затрубного пространства;

- обеспечения разнообразных промысловых технологических операций, связанных с эксплуатацией или ремонтом скважин. В состав скважинного оборудования входят пакеры, якоря, разъединители колонн, скважинный инструмент для подготовки ствола скважины, клапаны - отсекатели, циркуляционные и ингибиторные клапаны, посадочные ниппели, а также инструмент и принадлежности канатной техники для управления подземным оборудованием.