Нефть ответы
.pdf
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
При заданных зависимостях относительных фазовых проницаемостей от
водонасыщенности выполняется условие
f S |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
в н
1
k k
* н * в
S S
. Если предположить, что в
момент прорыва фронта водонасыщенности обводнённость будет меньше тридцати процентов, то эту функцию требуется продифференцировать для определения момента, при котором обводнённость достигнет 30 процентов.
Из |
определения добычи |
нефти |
dQн |
t |
qн t |
1 |
f S ; |
S t Sс.в. |
Qн t bн |
, где |
|||
dt |
|
Vп.о.в. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Qн t |
– накопленная добыча нефти к моменту времени |
t ; qж t qн t qв t |
– динамика |
||||||||||
нефти |
по жидкости; |
Vп.о.в. |
Vпор 1 Sс.в. |
Sн.о. охв |
|
|
объём |
пор пласта, |
|
охваченных |
|||
вытеснением.
При расчётах с целью прогнозирования накопленной добычи нефти можно пользоваться характеристиками вытеснения, то есть математическими зависимостями, накопленной добычи нефти от накопленной добычи жидкости.
1. Формула Комбарова Г.С. Qн |
A |
B |
. |
|
Q |
||||
|
|
|
||
|
|
ж |
|
2. |
Формула Пирвердяна А.М. |
Qн A |
B |
. |
|
Q |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
ж |
|
|
3. |
Формула Сазонова Б.Ф. Qн A Bln Qж . |
||||
4. |
Формула Максимова М.М. |
Qн A Blg Qн |
|||
5. |
ln Qн A BQж |
|
|
|
|
.
21. Баланс давлений в фонтанной скважине. Артезианское фонтанирование. Фонтанирование за счет энергии выделившегося газа.
|
Баланс давлений в фонтанной скважине. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
pу 2 |
pу1 pз 2 |
pз1 |
Артезианское фонтанирование, |
при котором pу |
pнас , |
|||||||||||||
|
то есть скважина фонтанирует за счёт высокого забойного |
||||||||||||||||||
|
|
|
p |
||||||||||||||||
|
|
|
|
давления, весь газ в растворён в нефти, газлифтного |
|||||||||||||||
|
|
2 |
|
эффекта не наблюдается. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рассматривается |
безводная |
фонтанная |
|
скважина, |
у |
|||||||||||
|
|
|
1 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
которой НКТ спущены на забой. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
H |
скв |
|
|
При артезианском фонтанировании давление p |
прямо |
||||||||||||||
|
|
|
пропорционально зависит от глубины |
|
. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Q2 |
Q1 |
H |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Забойное давление |
p |
|
|
|
gh |
p |
|
p |
|
, |
где |
p |
|
– |
|||
|
|
|
|
з |
н |
тр |
у |
тр |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
потери давления на трение; н н.пл. н. у. – средняя плотность нефти.
2
Потери давления на трение определяются по закону Дарси-Вейсбаха pтр hтр н gL ,
где |
L |
|
столба
– длина НКТ, |
h Re |
v2 |
– потери давления на трение, выраженные в метрах |
||||
|
|||||||
|
тр |
2gd |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
поднимаемой |
жидкости |
на |
метры столба поднимаемой жидкости; |
v |
4q |
– |
|
d 2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
|
|
|
|
|
|
|
|
64 |
, Re 1200 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Re |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
0.342 |
|
|
|
||||||
объёмная |
скорость |
движения нефти; |
Re |
|
|
, 1200 |
Re 2500 – коэффициент |
||||||||||
|
0.21 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Re |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.3164 |
, Re 2500 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.25 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Re |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
3 |
|
|
характеризующий потери на трение; Q |
– дебит скважины, |
|
; d – диаметр НКТ, м . |
||||||||||||||
с |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
T |
|
|
|
Фонтанирование за счёт энергии выделившегося газа, при |
||||||||||
p |
у |
p |
p |
з |
|
котором зависимость давления |
p |
от глубины скважины H |
|||||||||
|
нас |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
p |
нелинейная, то есть после выделения газа градиент давления |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
уменьшается. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Рассматривается скважина, у которой НКТ спущена на |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
забой. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность газожидкостной смеси существенно отличается |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
по длине НКТ, так как газ опережает нефть, а нефть опережает |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
воду. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
Перепад давления dp см p;T |
gdh dpтр . |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
22. Параметры, характеризующие ГСЖ.(+) Истинное объемное и объемное расходное газосодержание(+).Газлифтный эффект.(-)Структура ГЖС(+)
Истинным (объёмным) газосодержанием называется отношение объёма общему объёму смеси в выделенном геометрическом объёме при
|
|
V |
|
|
термобарических условиях |
г |
. |
|
|
|
|
|||
V |
V |
|
||
|
|
|
||
|
г |
ж |
|
|
Если вместо объёмов газа |
и жидкости подставить объёмные расходы |
vг |
||
соответственно, то получиться объёмное расходное газосодержание vг . vг qж
газа к данных
и qж
Массовым расходным газосодержанием называется отношение расхода массы газа к
расходу массы смеси при данных термобарических условиях |
мр |
|
|
гvг |
. |
|
гvг |
жvж |
|||||
|
|
|
|
Истинное газосодержание может быть определено, как отношение площади поперечного сечения трубы занятой свободным газом к площади живого сечения трубы
f |
г |
|
|
f |
|
. Изменение истинного газосодержания и объёмного расходного газосодержания
лежит в пределах от 0 до 1. Величина объёмного расходного газосодержания больше величины истинного газосодержания из-за относительной скорости движения газа.
Структуры газожидкостных смесей.Структура газожидкостной смеси зависит от
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
объёмных расходов жидкой
1 2
q
и газовой v фаз, от газосодержания G , диаметра лифта и
физико-химических свойств фаз.
3 |
|
Структуры газожидкостных смесей. |
|
1. |
Пузырьковая (эмульсионная) структура. |
|
||
|
2. |
Чёточная (пробковая, снарядная) структура. |
|
3. |
Кольцевая (стержневая) структура. |
|
|
При пузырьковой (эмульсионной) структуре |
|
газовые пузырьки различных |
размеров более или |
|||
|
менее равномерно распределены в жидкости. Такая |
||||
структура обычно проявляется при малой газонасыщенности 0.2 |
и характеризуется |
||||
существованием малых относительных скоростей газа в жидкости |
v |
40 |
см |
. С ростом |
|
|
|||||
|
|
0 |
|
с |
|
|
|
|
|
||
газонасыщенности при определённых свойствах газа и жидкости происходит слияние пузырьков (чёточная, пробковая структура). Газонасыщенность при такой структуре лежит
в следующих пределах
0.2
0.7
, относительная скорость достигает
120
см с
. При
дальнейшем увеличении газонасыщенности чётки сливаются, и образуется кольцевая
структура или структура тумана. Газонасыщенность
0.7, относительная скорость газа может достигать 10
такой структуры обычно превышает
м |
. |
|
с |
||
|
23.Исследование работы газожидкостного подъемника(-). Методика проведения исследований(-). Характеристическая кривая газожидкостного подъемника (зависимость Q(V)).(+)
q |
ж |
R |
|
||
|
|
|
q |
|
|
опт |
|
|
|
Vопт Vmax |
Vг |
Область рациональной работы подъёмника
Характеристическая |
|
кривая |
|
работа |
|
газожидкостного подъёмника. |
|
|
|
|
|
Тангенс угла соответствует максимальному |
|||||
коэффициенту полезного действия tg |
qопт |
. |
|
||
|
|
||||
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
опт |
|
|
Удельный расход газа R |
V |
. |
|
|
|
q |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
гжс p;T ж p;T 1 г г p;T г , где |
г - |
||||
истинное газосодержание, которое определяется по
формуле г |
Vг |
|
fг |
, в которой |
Vж Vг |
|
|||
|
|
f |
||
площадь сечения трубы.
f |
г |
|
– площадь живого сечения газа в трубе; f –
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Объёмное расходное газосодержание
|
|
v |
г |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
v |
г |
q |
ж |
|
|
|
|
||
, где
v |
г |
|
– объёмный расход газа в
данном сечении. Если бы газ двигался с одинаковой скоростью с жидкостью, то объёмное расходное газосодержание было бы равно истинному газосодержанию.
24. Дифференциальное уравнение движения газожидкостной смеси(+)Зависимости общего градиента давления и его составляющих от расхода газа и диаметра НКТ(+)Дифференциальное уравнение движения газожидкостной смеси (потерями давления на ускорение пренебрегаем) для элементарного подъёмника имеет следующий вид dp ГЖС gdh dpтр , где dp – общие потери давления по длине элементарного
подъёмника dh ;
|
ГЖС |
|
– средняя плотность газожидкостной смеси в элементарном
подъёмнике (при давлении pср и температуре Tср ); dpтр – потери давления на трение. В
безразмерном виде это уравнение будет иметь вид
|
dp |
|
|
ГЖС |
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
ж |
gdh |
|
|
ж |
|
|
|
|
|
|
||
dp |
||
|
|
тр |
|
ж |
gdh |
|
|
|
.Общие
потери энергии в метрах на метр столба смеси определяются по формуле
|
|
ГЖС |
|
|
|
||||
|
|
|
||
|
|
ж |
|
|
|
|
|
|
|
dp |
||
|
|
тр |
|
ж |
gdh |
|
|
|
, где
h |
|
dp |
||
|
|
тр |
||
|
|
|
|
|
тр |
|
|
|
gdh |
|
|
ж |
||
|
|
|
|
|
– потери давления на трение в метрах на метр столба
поднимаемой смеси (безразмерные потери на трение);
ГЖС
ж
– потери энергии на
преодоление веса столба смеси в метрах на метр столба поднимаемой смеси. Величина
|
ж gdh |
называется потерями давления на трение по длине подъёмника dh . |
|
hтр |
|||
|
Зависимость общих потерь энергии от расхода газа v при |
подъёме жидкости с |
|
|
|
заданным дебитом q |
по трубам диаметром |
|
|
|
|
|
hтр |
|
ГЖС |
|
|
|
||
|
|
ж |
|
|
|
|
|
v
Зависимость общих потерь энергии от
расхода газа |
v при подъёме жидкости |
с заданным |
дебитом q по трубам |
диаметром d |
|
d
Увеличение расхода газа ведёт к увеличению истинной газонасыщенности смеси и, следовательно, к уменьшению её плотности, причём если на начальном этапе с увеличением расхода газа темп уменьшения плотности смеси высок, то при более высоком расходе газа, в связи с изменением структуры газожидкостной смеси с эмульсионной на чёточную, темп увеличения истинного газосодержания уменьшается, и темп снижения плотности смеси снижается.
Увеличение расхода газа ведёт к росту скорости смеси, и, следовательно, и потерь на
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
трение.
Как видно из рисунка результирующая кривая имеет минимум, то есть можно подобрать расход газа, который обеспечит минимальные потери энергии при подъёме газожидкостной смеси.
Вопрос 26. Основные методики расчета промышленных подъемников. Алгоритм расчета промышленных подъемников с использованием формул А.П. Крылова.
При расчётах задаётся шаг по давлению (например
0.2
МПа
) и определяется величина высота
элементарного подъёмника dh , соответствующая величине потерь давления |
dp |
, то есть при |
|
расчёте от устьевого давления вниз, определяется на какой глубине давление повыситься на заданную величину шага по давлению.
Проблема заключается в расчёте объёмного расходного газосодержания |
|
и соответственно |
|
|
|
|
q |
p |
|
объёмного расхода жидкости в зависимости от давления |
ж |
|
при средних термобарических |
||
|
|
||||
условиях в подъёмнике. |
|
|
|
|
|
Итерационный алгоритм расчёта: |
|
|
|
|
|
1. Производится расчёт «высоты» |
h |
первого элементарного подъёмника на первой итерации у |
|||
1 |
|||||
|
|||||
«башмака», которого давление равно
подъёмнике определяется по формуле
p p |
у |
1 |
p1 p
p |
. |
|
|
|
p |
|
у |
2 |
||
|
|||
|
|
Среднее давление на элементарном
.
2. За среднюю температуру в подъёмнике на первой итерации принимается температуру на
устье |
T |
у |
(для первого шага по глубине). Это связано с тем, что неизвестна величина |
h |
. При |
|
1 |
||||
|
|
||||
|
|
|
известной величине |
h |
температура в НКТ для нефтяных скважин может быть с достаточной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
T |
T |
h |
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пл |
|
у |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
L |
2 |
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
||||||
точностью рассчитана по формуле |
|
|
|
|
|
|
при расчёте сверху вниз от устьевой |
||||||||||||||||||||
|
|
|
с |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
Ti 1 |
Tпл Tу |
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Ti |
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Lс |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
температуры; |
|
|
при расчёте снизу вверх от забойной температуры, где |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
Tпл Tу h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Lс |
2 – изменение температуры на длине 2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
3. Вычисление объёмного расходного газосодержания i |
при среднем давлении и температуре |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
pi |
|
|
|
|
|
|
vг pi ;Ti |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
;Ti |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
vг pi ;Ti |
qж pi |
;Ti |
|
v |
|
q |
|
|||||||||||||||
производится по формуле |
|
|
|
|
, где |
г и |
ж – расходы газа и |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
жидкости при средних термобарических условиях первого подъёмника.
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Г
Г0 |
|
v |
г |
|
v |
гв |
|
p0 |
p |
T |
p |
|
нас |
|
|
Объём растворённого газа в одном кубометре нефти приведённый к стандартным условиям
|
|
|
|
|
|
|
p p |
|
|
|
a |
|
|
||
|
|
Г |
|
0 |
|
|
|
|
|||||||
V |
p;T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0 |
|
|
p |
|
|
|
|||||||||
г. р. |
|
|
p |
|
|
|
|
||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
a 0.5 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
нас |
|
|
, где |
. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
p;T |
|
Г |
0 |
V |
|
p;T |
|
z |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г.в. |
|
|
|
|
|
|
|
г. р. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Объёмный расход выделившегося газа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
Объёмный расход жидкости при заданных термобарических условиях |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
ж |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
|
ж |
|
|
|
|
b |
b |
|
1 B |
|
b B |
|
b |
1 |
|
b |
|
p |
|
|||||||
q |
|
p;T |
|
q |
|
|
|
p;T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
p |
;T |
|
b |
|
|
, где |
ж |
н |
|
|
|
в |
|
|
; |
в |
|
|
; |
|
н |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
p p |
|
|
0.25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
нас |
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
0 |
|
|
при давлении меньшем, чем давление насыщения. |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
b |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
н |
|
|
нас |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p;T |
p0T |
qн.д. |
|
|||||
T0 p |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
b |
|
p |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
нас |
|
|
|
|
p |
T |
нас |
|
p
|
в.н.с. |
|
Плотность водонефтяной смеси: |
|
|
|
|
|
н.пл. |
|
|
Плотность пластовой нефти: |
|
bн |
|
|
|
|
p;T |
|
|
|
|
|
|
B |
|
|
|
|
н |
|
p;T |
1 |
|
||||
|
1 |
|
н.д. г |
Г0 |
|
|
||||
pнас |
|
|
||||||||
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.
|
B |
в |
|
.
|
|
Суммарные безразмерные потери энергии по подъёму жидкости: |
q |
|
, где ai – эмпирические коэффициенты, зависящие
q 0.785D |
2 |
|
|
|
|
|
|
||
v 0.785D |
2 |
|||
|
||||
|
|
|||
от диаметра подъёмника
|
см |
|
q 0.785D2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
a1v |
2 |
1.75 |
a3vq |
|
|
ж |
q v 0.785D |
|
|
||||||||
; |
hтр |
|
a2q |
– безразмерные потери |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
Цель расчётов – построение кривых распределения давления (зависимости давления |
p |
от |
|
глубины h ) для обсадной колонны вверх от забойного давления и для НКТ вниз от устьевого давления.