8.4. Исследование фонтанной скважины

Задачей исследования фонтанной скважины является установление оптимального режима ее работы.

При этом устанавливают зависимости дебитов, нефти, газа и воды от депрессии, определяют коэффициент продуктивности, рассчитывают соотношение выноса воды или песка в зависимости от диаметра штуцера(дебита) и устанавливают их приемлемое значение.

Рассмотрим некоторые виды исследований:

1)построение индикаторной линии.

Индикаторная линия – зависимость дебита скважины от депрессии на пласт . Строится она по данным (дебит, депрессия), полученным не менее чем на трех режимах, отличающихся друг от друга не менее чем на 30%. При этом могут быть получены две формы индикаторных диаграмм – прямая и выпуклая(рис.8.6.)

По графику может быть получено значение коэффициента продуктивности

(8.29)

Индикаторная линия 1 характерна для течения однофазной жидкости, 2- для двухфазной жидкости.

В первом случае уравнение притока n=1 , во втором

(8.30)

Показатель степени n имеет значение, отличное от 1 и для его определения необходимо получить несколько значений Q,

тогда Q₁=К(Р_пл-Р_заб’)ⁿ (8.31)

Q₂=К(Р_пл-Р_заб’’)ⁿ (8.32)

(8.33)

Выпуклая индикаторная линия описывается уравнением

(8.34)

Или

(8.35)

Уравнение (8.35) представляет собой прямую линию в координатах Р/Q, Q (рис.8.7.). Значение а определяется при Q=0.

При работе на различных режимах могут быть определены наименьшие значения воды и песка в продукции скважины, которые рекомендуются.

Исследовательские данные заносятся в таблицы:

Номера режимов	Диаметр штуцера мм	Суточ ный дебит нефти,т	Давление на буфере, Па	Давление на затрубном пространстве,Па	Забойноедавление Па	Депрессия Па
Содержание песка,%				содержание воды , %

Значение «в» находят по данным работы на двух режимах

(8.36)

Коэффициент продуктивности определяется на прямолинейном участке и равен :

(8.37)

По полученным данным можно определить и проницаемость пласта, используя формулу Дюлюи

(8.38)

Замер давлений на буфере и в затрубном пространстве рекомендуется производить образцовыми манометрами, на забое- глубинными манометрами, дебит – на групповой установке. Содержание воды определяется путем разгона пробы на аппарате Дина-Старка. Содержание песка определяют путем отстоя пробы не менее часа при температуре 20С в мензурке Лысенко.

Очень важной частью работы является отбор представительной пробы из скважин, т.е. пробы, в которой содержание всех исследуемых компонентов – воды, песка и других наиболее полно соответствует их истинному содержанию в продукции скважины. Вместо прямого замера забойных давлений глубинным манометром в промысловой практике часто прибегают к замеру динамических уравнений на различных режимах с последующим пересчетом полученных данных в давления.

(8.39)

Здесь Н_ст и Р_дин – статистический и динамический столб жидкости;

 - плотность жидкости. Определение последней представляет трудность, так как весьма изменчива по длине ствола скважины и зависит от количества газа, воды и других примесей в смеси.

Одно из приближенных соотношений позволяет получить значение плотности смеси:

, (8.40)

где  и _г – плотность жидкости и газа ; q и V- объемный расход жидкости и газа при давлении Р;

В свою очередь плотность жидкости зависит от плотностей нефти и воды

, (8.41)

где q_н и q_в – объемные расходы нефти и воды; b_н ,b_в – процентное содержание нефти и воды в смеси.

Если фронтальные трубы опущены до фильтра скважины, то в качестве забойного давления можно с достаточной степенью точности принять давление у башмака труб.

, (8.42)

где Р_{зат –} давление в затрубном пространстве; е – основание натуральных логарифмов е=2,7183;  - относительная плотность газа по отношению к воздуху (0,7); L- длина спущенных труб, м; Z- коэффициент сжимаемости газа на устье скважины; Т_ср – средняя температура в ⁰К.

Установление режима работы фонтанной скважины

Выше мы говорили о том, что в результате исследований может быть выбрано оптимальное содержание воды и песка. Для этой цели данные исследований представляют в виде графиков (рис. 8.8.). Диаметр штуцера выбирают по минимальному значению газового фактора. Таким образом, штуцер является устройством для регулирования работы фонтанного лифта путем создания противодавления на устье или на забое скважины.

Забойные штуцеры устанавливаются у башмака лифта, устьевой–на рабочем манифолоде. С точки зрения регулирования работы лифта, предотвращения прорыва газа забойные штуцеры предпочтительней, но они для установки и обслуживания требуют подъема лифта. Это не всегда возможно. Поэтому получили широкое применение устьевые штуцеры.