vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Время закачки (работы компрессора) определяем по (2.8):
Т = 11,78 ∙ 88,084/8 = 129,7 мин.
Следовательно, при освоении скважины компрессором, когда уровень жидкости оттесняется до пусковых отверстий, газ прорывается через них в НКТ, газирует находящуюся там жидкость, забойное дав ление снижается ниже пластового давления, и начинается приток жидкости из пласта.
Задача 2.2. Рассчитать глубину установки пусковой муфты для условий предыдущей задачи при прямой закачке газа.
Вопросы к лабораторной работе №2
1.Компрессорный метод освоения скважин
2.Назначение пусковых клапанов
3.Определение глубины установки пусковых клапанов
Варианты расчета параметров освоения нефтяной скважины компрессорным методом
Параметры |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глубины |
1500 |
145 |
155 |
157 |
162 |
165 |
152 |
147 |
156 |
1500 |
|
скважин, |
|
|
0 |
0 |
5 |
5 |
0 |
5 |
5 |
0 |
|
Lc, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Пластово |
|
17,5 |
18 |
18,5 |
19 |
18,5 |
19 |
18,5 |
19 |
18.5 |
17,5 |
е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
давление, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ЛАБОРАТОНАЯ РАБОТА №3 – МЕТОД ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН С ПОМОЩЬЮ ПЕН
Теоретическая часть
При использовании пены для освоения скважин в значительных пределах регулируется ее плотность. Это создает благоприятные условия для плавного снижения противодавления на пласт. Двухфазная пена представляет собой систему, состоящую из водного раствора ПАВ и воздуха (газа). В качестве ПАВ можно рекомендовать сульфонол 0,1 % концентрации (на 1 т воды + 1 кг сульфонола).
Для осуществления данного процесса освоения необходим насосный агрегат и компрессор. Водный раствор ПАВ в аэраторе смешивается с подаваемым газом, образующаяся пена закачивается в скважину.
Основным вопросом при данном процессе остается расчет движения пены в скважине при прямой и обратной закачке.
Введем некоторые параметры, которые характеризуют двухфазную пену. Степенью аэрации а назовем отношение объемного расход газа,
приведенного к стандартным условиям VrcT. к объемному расходу жидкости Ож:
а = Vгст/Ож. |
(3.1) |
||
Истинное газосодержание пены |
|
можно рассчитывать по следующей |
|
|
|||
зависимости:
= (1 ±0,05) ,
где — объемное расходное газосодержание, рассчитываемое по формуле
Vг /(Qж Vг ),
где Vг, Qж − соответственный объемный расход газовой и жидкой фаз при соответствующих термодинамических условиях, м3/с.
В формуле (3.2) знак «+» необходимо брать при движении пены вниз
(нисходящий поток), знак «−» при движении пены вверх (восходящий
(3.2)
21
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
поток).
Объемное расходное газосодержание
|
|
1 |
|
|
|
|
|
рТ |
|
. |
|||
1 |
ст |
|||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
|
ар |
Тz |
|
||
|
|
0 |
|
|
|
|
С учетом (3.3) выражение для |
(3.2) принимает вид |
|||||
(3.3)
|
|
|
(1 0,05) |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
рТ |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 |
ст |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
ар |
Тz |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
Плотность пены п определяется по формуле: |
|
|
|
|||||||||
|
п |
|
|
ж |
(1 ) |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(1 ) |
|
рТ |
ст |
|||||
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п |
|
ж |
|
|
|
|
гст |
|
р Тz |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
Градиент потерь давления от веса гидростатического столба пены
(3.4)
(3.5)
( |
dp |
) |
|
|
|
g |
|
dН |
гс |
п |
|||||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Градиент потерь давления на трение в трубах:
(3.6)
|
dp |
|
|
|
|
|
|
w |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
( |
) |
|
|
|
т |
|
|
п |
, |
|
|
|
|
|
(3.7) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
dH |
|
трт |
|
|
|
2 |
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
вн |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
в кольцевом зазоре: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
w |
2 |
р |
|
|
|
||
|
|
|
( |
) |
|
|
|
|
|
|
кз |
п |
, |
(3.8) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
dH |
|
тркз |
|
|
|
|
2(D |
|
|
d |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вн |
нар |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где − коэффициент гидравлических сопротивлений при движении пены. В
расчетах при движении пены как в трубах, так и в кольцевом зазоре этот коэффициент может быть постоянным и равным = 0,03;
wт, wкз − соответственно скорости движения пены в трубах и кольцевом зазоре, м/с.
22
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
wт =4Qп/( |
d |
2 |
) |
|
|
||
|
вн |
|
w к з =4 Q n /[ ( ( D в н 2 − d нар2 ) ] ,
где Qn − расход пены (в м3 /с), вычисляемый по формуле:
|
ар |
Tz |
|
|
Qп = Qж(1+ |
0 |
|
). |
|
pT |
||||
|
||||
|
|
|||
|
|
ст |
|
|
Давление закачки рассчитывают по следующим формулам:
прямая закачка
(3.9)
(3.10)
(3.11)
где
(
|
|
|
|
|
рз=рукз + 10 –6 [( |
dp |
)трт |
( |
dp |
) тркз ( |
dp |
) |
|
|
( |
dp |
) |
|
|
]H |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
dH |
dH |
гскз |
dH |
гст |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
dH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
обратная закачка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
рз=рут + 10–6 [( |
dp |
) |
|
( |
dp |
) |
трт ( |
dp |
)гст |
|
( |
dp |
)гскз |
]H, |
||||||||||
|
|
|
|
|
dH |
тркз |
dH |
dH |
dH |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
dp |
) |
|
( |
dp |
) |
гскз ) − соответственно градиенты потерь давления |
|
|
|||||||||||||||||||||
dH |
гст, |
dH |
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
,
(3.12)
(3.13)
от действия гидростатического столба пены в трубах и в кольцевом зазоре,
Па/м; рукз, рут − соответственно давления на устье скважины в кольцевом зазоре и в трубах, МПа; Н − глубина спуска НКТ, м.
Задача 3.1. Рассчитать давление закачки пены в скважине глубиной 1700
м, обсаженной колонной с внутренним диаметром DBH = 0,1503 м.
Скважина заполнена технической водой ( |
|
3 |
) и осваивается пеной |
|
в = 1000 кг/м |
со степенью аэрации а = 50. В качестве пенообразователя используется водный раствор сульфонола 0,1 %-ной концентрации (1 кг сульфонола + 1000 кг воды).
Колонна НКТ спущена до забоя Н = 1700 м (dнap = 0,089 м, dвн = 0,076 м). В
скважину закачивается двухфазная пена; водный раствор сульфонола и газ с плотностью гст = 1,205 кг/м3. Максимальное давление сжатия газа р = 8
МПа (УКП-80), средняя температура в скважине Т = 308 К, коэффициент сверхсжимаемости газа
z = 1, расход воды QB = 0,012 м3/с.
23
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Решение. Рассчитываем нисходящий поток
по формуле (3.4):
|
|
|
1 0,05 |
|
1,05 |
0,416 |
|
н |
|
8 293 |
2,522 |
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 |
|
|
||
|
|
|
0,1 308 |
1 |
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
||
восходящий поток
|
в |
|
1 0,05 2,522
=0,377
Вычисляем по (3.5) плотность пены:
нисходящий поток
8 293
рпн= 1000(1 − 0,416) +1,205∙0.416 0,1 308 1 = 622,15 кг/м3
восходящий поток
рпв = 1000 (1 − 0,377) + 1,205∙ 0,377 |
8 293 |
=657,57 кг/м3. Определяем по |
||||
0,1 |
308 1 |
|||||
|
|
|
|
|||
(3.11) расход пены |
|
|
|
|
|
|
Оп =0,012(1 + |
50 0,1 308 1 |
) 0,02 |
м3/с. |
|||
|
8 |
293 |
||||
|
|
|
|
|||
Рассчитываем по (3.9) и (3.10) скорости:
wT = 4 0,02/ (3,14 ∙ 0,0762) = 4,41 м/с,
wK3 = 4∙0,02/[3,14∙(0,15032 − 0,0892)] =1,74 м/с.
Вычисляем по формулам (3.6) − (3.8) соответствующие градиенты потерь давления:
в трубах и кольцевом зазоре (нисходящий поток)
dp
( dH )г сн =622,15∙9,81 =6103,29 Па/м,
в трубах и кольцевом зазоре (восходящий поток):
( dHdp )гсв= 657,57 ∙ 9,81 = 6450,76 Па/м,
24