4. Подъем нефти на дневную поверхность

Подъем нефти на дневную поверхность получил название «добыча нефти»,

по аналогии с известными «добыча угля», «добыча руды». Однако, кроме

названия, они существенно отличаются по технологии процесса извлечения.

Разделяют два вида осуществления этого процесса – фонтанный и

механизированный. При фонтанном способе нефть поднимается на поверхность за

счет внутренней энергии пласта, при механическом способе – прибегают к

принудительному способу подъема с помощью различных устройств, спускаемых в

скважину.

Фонтанный способ добычи экономичен и существует в первоначальный

период разработки месторождения, пока запасы пластовой энергии достаточно

велики. Затем на смену ему приходят механизированные способы. В зависимости

от применяемых методов механизированные способы подразделяют на

компрессорный и насосный. Последний включает в себя добычу нефти с помощью

штанговых и бесштанговых насосов.

Рассмотрим способы добычи нефти, получившие в настоящие время

применение.

4.1. Фонтанный способ добычи нефти.

4.1.1. Баланс пластовой энергии

Когда давление, под которым находится нефть в пласте, достаточно

велико, нефть самопроизвольно поднимается на поверхность по стволу

скважины. Таким способ подъема нефти получил название фонтанного.

На что же расходуется пластовок давление и какова должна быть его

величина, чтобы обеспечить фонтанирование? Во-первых, необходимо преодолеть

противодавление заполненного жидкостью ствола скважины – гидростатическое

давление Ргст. Во-вторых, надо компенсировать потери, возникающие при

движении жидкости в колонне обсадных труб и насосно-компрессорных труб –

гидравлические потери Ргид. В-третьих, необходимо обеспечить

транспортировку жидкости от устья скважины до сборного пункта – Ртр. Кроме

того устье скважины может оказаться выше или ниже сборного пункта и когда

необходима энергия на преодоление геометрической разницы высот – Рт. Надо

также учесть, что при движении жидкости из зоны повышенного давления

(пласт) в зону пониженного давления (скважина) из нее выделяется газ,

который, расширяясь, помогает подъему. Обозначив это влияние газа через

Ргаз, получим условие фонтанирования:

Рпл = Ргст + Ргид + Ртр - Ргаз + Рг

(4.1)

Подробно теория фонтанирования разработана академиком А.П.Крыловым.

При проектировании режима работы фонтанной скважины надо иметь ввиду

следующее.

Приток жидкости из пласта тем больше, чем меньше будет давление на

забое – Рзаб. В то же время пропускная способность подъемника будет тем

выше, чем больше будет давление на забое. В процессе работы пласта и

подъемника установится равновесие системы – «пласт-подъемник».

Приток жидкости из пласта описывается формулой.

qn = K(Pпл - Рзаб)n

(4.2)

Где К – коэффициент продуктивности, куб.м./сут.Мпа; Рпл-пластовое

давление, Мпа; Рзаб – забойное давление, Мпа.

Пропускная способность подъемника определяется по формуле (4.5),

поэтому необходимо стремиться к соблюдению условия

qn = qmax

Если НКТ спущены до забоя, то Рзаб в формуле (4.2) есть забойное

давление. Если НКТ выше забоя, так что глубина скважины Н больше глубины

спуска НКТ L: (LH), то:

Рзаб – Рбаш + (H – L)* p*q (4.3)

В этом случае формула (4.2) примет вид

qn = K[Pпл – Рбаш - (H – L)* p*q]n (4.4)

где Рбаш – давление на входе в лифт; р-плотность жидкости.

При глубине подвести лифта L его диаметр d определится из формулы

[pic] (4.5)

При заданном диаметре лифта глубина его спуска составит:

[pic] (4.6)

где Ру-давление на устье скважины.