ОСНОВЫ НЕФТЕГАЗОВОГО ДЕЛА

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

9. РАСЧЕТ АРТЕЗИАНСКОГО И ГАЗЛИФТНОГО ФОНТАНИРОВАНИЯ

Эксплуатация скважин может осуществляться либо фонтанным, либо механизированным способом. При этом различают артезианское фонтанирование (фонтанирование только за счет пластовой энергии) и газлифтное фонтанирование (фонтанирование за счет выделяющегося из нефти газа). Механизированная эксплуатация скважин подразделяется на штанговую и бесштанговую.

Фонтанный способ эксплуатации может применяться в тех случаях, когда энергии пласта достаточно для подъема жидкости от забоя до поверхности (рис. 9.1).

Рис. 9.1. Схема конструкции фонтанной скважины.

1 – эксплуатационная колонна; 2 – насосно-компрессорные трубы; 3 – башмак; 4 – фланец; 5 – фонтанная арматура; 6 – штуцер

Уравнение баланса давлений в фонтанной скважине можно записать в следующем виде:

41

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

где Рзаб – забойное давление, Па; Ру – давление на устье (выкиде) скважины, Па; Рст – гидростатическое давление, Па; Ртр – потери давления на трение, Па; Рин – потери давления на инерционные сопротивления, Па;

Потерями давления на инерционные сопротивления в расчетах ввиду малости пренебрегают.

При артезианском фонтанировании подъем жидкости осуществляется за счет энергии пласта, то есть при давлении на устье скважины большем либо равном давлению насыщения (Ру ≥ Рнас).

Условие артезианского фонтанирования можно выразить следующим образом:

где H – глубина скважины.

Потери давления на трение Ртр можно определить по формуле Дарси–Вейсбаха:

где λ – коэффициент гидравлического сопротивления; d – внутренний диаметр НКТ, м; – скорость движения жидкости в трубах (определяется как частное деления расхода жидкости Q на площадь поперечного сечения трубы), м/с.

Величина коэффициента гидравлического сопротивления λ за-

Re

– для турбулентного (Re > 2320)

42

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Задача 9.1.

По исходным данным (табл. 9.1) рассчитать забойное давление фонтанирования за счет гидростатического напора пласта; определить КПД процесса фонтанирования и потери давления на трение.

Таблица 9.1 Исходные данные для расчета забойного давления

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Задача 9.2.

Рассчитать эффективный газовый фактор, оптимальный удельный расход газа и проверить условие фонтанирования. Забойное давление Рзаб = 0,9Рнас. Исходные данные приведены в табл. 9.2.

Таблица 9.2 Исходные данные для расчета фонтанирования за счет энергии

газа

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

10. РАСЧЕТ ДОПУСТИМОЙ ДЛИНЫ СПУСКА НАСОСНОКОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ

Насосно-компрессорные трубы предназначены для добычи жидкости и газа, нагнетания их в скважину, подвески насосного и технологического оборудования, проведения ремонтных работ. По конструкции могут быть гладкими (неравнопрочными) и с высаженными концами (равнопрочными) (рис. 10.1). Трубы с гладкими кон-

цами имеют постоянный по длине диаметр, поэтому и в месте нарезания резьбы они ослаблены. Трубы с высаженными концами имеют утолщенные концы с нарезанной резьбой, поэтому прочность трубы не уменьшается.

Рис. 10.1. Насосно–компрессорные трубы:

1 – неравнопрочные; 2 – равнопрочные; 3 – соединительная муфта. D – наружный диаметр НКТ; d – внутренний диаметр НКТ; δ – тол-

щина стенки; DM – диаметр муфты; L – длина муфты.

Осевые растягивающие силы, действующие на НКТ, могут вызвать разрыв колонны и нарушение муфтового соединения. Наибольшее усилие испытывает труба, находящаяся у устья скважины. Оно определяется по формуле

47