Для оценки состояния ОЗП определим скин – фактор по методике Ван - Эвердинга и Херста.




Исходные данные:

 

Величина Значение Ед. измер.
q   м3/сут
μ 4,2 мПа*с
h   м
m 0,25 д.ед.
βн 1,09*10-9 1/Па
βп 3,6*10-10 1/Па
rc 0,0665 м
  м

 

 

Решение:

1. Строим КВД в координатах ΔP – Lg(T):

 

Т, час Р, МПа ∆P, МПа LgT
  18,00 2,70 4,86
  18,10 2,80 4,90
  18,20 2,90 4,94
  18,24 2,94 4,97
  18,38 3,08 5,00
  18,40 3,10 5,03
  18,47 3,17 5,06
  18,52 3,22 5,09
  18,55 3,25 5,11
  18,59 3,29 5,14
  18,60 3,30 5,16
  18,64 3,34 5,18
  18,70 3,40 5,20
  18,75 3,45 5,22
  18,79 3,49 5,24
  18,80 3,50 5,26

 

 

2. Уклон прямолинейного участка:

 

 

Выбираем т. на прямой

 

 

3. Гидропроводность:

 


 

 

4. Проницаемость

 

 

5. Пьезопроводность:

 

 

6. Вычисляем Скин – фактор:

 

 

Скин – фактор, параметр определяющий потери давления в ОЗП, отрицательный, следовательно, призабойная зона улучшена относительно удаленной зоны пласта, и проектирование мероприятий по интенсификации продуктивности скважины не требуется.

 


 

2.3 Расчет условий фонтанирования скважины. Расчет распределения давления в эксплуатационной колонне и колонне НКТ

 

2.3.1 Расчет условий фонтанирования скважины при текущих и начальных условиях

 

Исходные данные:

Величина Значение Ед. измер.
  м
Pпл нач   МПа
Pпл тек 19,1 МПа
Dэкс 0,146 м
dэкс 0,1304 м
ρгл.р.   кг/м3
Dнкт 0,073 м
dнкт 0,062 м
ρн д   кг/м3
Руст 1,5 МПа
Рнас 14,5 МПа
Г   м3/т
ρн пл   кг/м3
n 74,6 %
ρв пл   кг/м3
Ya 0,0029 д.ед.
Yс1 0,9501 д.ед.
Tпл   ˚С

 

Решение:

Минимальным забойным давлением фонтанирования называется такое давление, которое, если его пересчитать в высоту столба жидкости, то эта высота окажется больше глубины скважины, т.е. из скважины будет переливаться жидкость.

Рассчитаем минимальное забойное давление фонтанирования для текущих условий:


 

 

Объем выделившегося газа при давлении на устье 1,5 МПа, приходящийся на единицу массы дегазированной нефти, определим по формуле:

 

 

Давление насыщения при температуре 20 °С определим из соотношения:

 

 

– Функция состава газа

 

 

Объем выделившегося газа при давлении на устье 1,5 МПа

 

 


 

Объём выделившегося газа на башмаке подъемника равен нулю, т.к.

Эффективный газовый фактор определяем по формуле:

 

Максимальную длину подъемника определим по:

 

 

– Средняя плотность жидкости на длине газожидкостного подъемника.

Продукция скважины обводнена . Определяем среднюю плотность нефти:

 

 

При текущих условиях (), скважина фонтанирует и прекратит фонтанировать при снижении забойного давления до 23 – 23,96 МПа.

Аналогичным образом, рассчитаем минимальное забойное давление фонтанирования для начальных условий: .

 

 

2.3.2 Расчет распределения давления в эксплуатационной колонне и колонне НКТ

Исходные данные:

 

Величина Значение Ед. измер. СИ
Тпл   ° С   К
Рнас 14,5 МПа   Па
Yc1 0,9501 д.ед. 0,4926 д.ед
Ya 0,0029 д.ед. 0,0535 д.ед
Рпл тек 19,1 МПа   Па
Ру 1,5 МПа   Па
Г   м3/т   м3/т
ρнд   кг/м3   кг/м3
ρго 1,02 - 1,02 -
n 74,6 % 0,746 д.ед.
ρпл вода   кг/м3   кг/м3
  м3/сут   м3/сут
dнкт 0,062 м 0,062 м
μ 0,0042 Па*с 0,0042 Па*с
Pзаб дин 15,3 МПа   Па
dэкс   мм 0,133 м
  м   м

 

Решение:

Используя метод Ф. Поэтмана – П. Карпентера. Расчет ведем "сверху-вниз".

1. Задаем шаг , и определяем число расчетных точек:

 

 

2. Рассчитываем температурный градиент потока

 

 

где - средний геотермический градиент скважины, Qж ст – дебит скважины по жидкости при стандартных условиях; DТ – внутренний диаметр колонны НКТ, м.

3. Определяем температуру на устье скважины

 

 

1. Рассчитываем температуру потока в рассматриваемых сечениях (точках) потока. Например, в сечении, где , температура будет:


 

 

5. Используя данные исследования проб пластовой нефти, определяем физические параметры, соответствующие заданным давлениям

 

 

6. Вычислим коэффициент сверхсжимаемости газа Z, для этого определим приведенные параметры смеси газов:

 

 

– относительная по воздуху плотность смеси газов,

 

 

Коэффициент сверхсжимаемости газовой смеси при Р = 3,0 МПа:

При и

 

 


 

При и

 

 

7. Определяем удельный объем ГЖС при Р=3,0 МПа

 

 

8. Определяем удельную массу смеси при стандартных условиях

 

 

9. Рассчитываем идеальную плотность ГЖСм при Р=3,0 МПа

 

10. Определяем корреляционный коэффициент :

 


 

11. Вычисляем полный градиент давления при Р=3,0 МПа

 

 

13. Рассчитываем приведенную скорость жидкости в сечении колонны, :

 

 

– относительная шероховатость, k = 0,262*10-3:

 

 

Вычисляем - обратные расчетным градиентам давления.

Последовательно определяем положение сечений (точек) с заданными термодинамическими условиями газожидкостного потока:


 

 

Аналогичным образом вычисляем распределение давления "снизу – вверх", все данные расчетов сводим в таб.3.3.2.1 и таб.3.3.2.2.

 

Таб.3.3.2.1. Распределение давления в НКТ, расчет "сверху вниз"

Р, Мпа ρ, кг/м3 μ, мПа*с b Г, м3/т T ГЖС, К Vгв, м3/т Рпр Тпр Z Vсм Мсм, кг/м3 f Росм dp/dH dH/dp H
1,5 873,2 5,39 1,041 35,56 285,3 21,8 0,338 0,997 0,89 5,33 4106,6 0,09 770,3 0,0077 129,6 0,0
2,0 869,7 5,28 1,056 39,57 286,8 21,8 0,45 1,002 0,84 4,95 4106,6 0,09 828,9 0,0083 120,7 62,6
2,5 867,0 5,19 1,07 42,68 288,3 21,2 0,563 1,007 0,79 4,71 4106,6 0,09 871,7 0,0087   121,5
3,0 864,8 5,13 1,084 45,22 289,8 20,4 0,676 1,013 0,73 4,55 4106,6 0,09 903,3 0,0090 111,1 178,0
3,5 862,9 5,07 1,097 47,37 291,3 19,5 0,788 1,018 0,66 4,43 4106,6 0,09 927,2 0,0092 108,3 232,9
4,0 861,3 5,02 1,11 49,23 292,8 18,5 0,901 1,023 0,60 4,34 4106,6 0,09 945,6 0,0094 106,3 286,5
4,5 859,9 4,97 1,122 50,88 294,3 17,5 1,013 1,028 0,53 4,28 4106,6 0,09 959,5 0,0095 104,8 339,3
5,0 858,6 4,93 1,134 52,35 295,8 16,5 1,126 1,033 0,45 4,23 4106,6 0,09 970,1 0,0096 103,7 391,4
5,5 857,5 4,9 1,145 53,67 297,3 15,5 1,239 1,039 0,38 4,20 4106,6 0,09   0,0097 102,9 443,1
6,0 856,4 4,86 1,156 54,89 298,8 14,4 1,351 1,044 0,31 4,17 4106,6 0,09 983,8 0,0098 102,3 494,4
6,5 855,5 4,83 1,166 56,00 300,3 13,4 1,464 1,049 0,23 4,16 4106,6 0,09 988,1 0,0098 101,8 545,4
7,0 854,6 4,8 1,176 57,04 301,8 12,4 1,576 1,054 0,25 4,16 4106,6 0,09 986,4 0,0098   596,4
7,5 853,7 4,78 1,185 58,00 303,3 11,4 1,689 1,06 0,28 4,17 4106,6 0,09   0,0098 102,2 647,4
8,0 852,9 4,75 1,194 58,90 304,8 10,4 1,802 1,065 0,29 4,17 4106,6 0,09 983,8 0,0098 102,3 698,5
8,5 852,2 4,73 1,202 59,74 306,3 9,4 1,914 1,07 0,31 4,18 4106,6 0,09 982,9 0,0098 102,4 749,7
9,0 851,5 4,71 1,21 60,54 307,8 8,4 2,027 1,075 0,33 4,18 4106,6 0,09   0,0098 102,5 800,9
9,5 850,9 4,69 1,217 61,29 309,3 7,5 2,139 1,081 0,34 4,19 4106,6 0,09 981,3 0,0098 102,5 852,2
10,0 850,2 4,67 1,224 62,01 310,8 6,5 2,252 1,086 0,36 4,19 4106,6 0,09 980,6 0,0097 102,6 903,5
10,5 849,7 4,65 1,23 62,69 312,3 5,6 2,364 1,091 0,37 4,19 4106,6 0,09 980,1 0,0097 102,7 954,8
11,0 849,1 4,63 1,236 63,34 313,8 4,7 2,477 1,096 0,39 4,19 4106,6 0,09 979,6 0,0097 102,7 1006,1
11,5 848,6 4,61 1,241 63,96 315,2 3,8 2,59 1,101 0,40 4,19 4106,6 0,09 979,4 0,0097 102,7 1057,5
12,0 848,0 4,6 1,246 64,55 316,7 2,9 2,702 1,107 0,42 4,20 4106,6 0,09 978,9 0,0097 102,8 1108,9
12,5 847,5 4,58 1,25 65,12 318,2 2,0 2,815 1,112 0,43 4,20 4106,6 0,09 978,9 0,0097 102,8 1160,3
13,0 847,1 4,57 1,254 65,67 319,7 1,2 2,927 1,117 0,45 4,20 4106,6 0,09 978,7 0,0097 102,8 1211,7
13,5 846,6 4,55 1,257 66,19 321,2 0,3 3,04 1,122 0,46 4,20 4106,6 0,09 978,9 0,0097 102,8 1263,1
14,0 846,2 4,54 1,26 66,70 322,7 0,1 3,153 1,128 0,47 4,20 4106,6 0,09 978,5 0,0097 102,8 1314,5
14,5 845,7 4,53 1,262 67,19 324,2 0,0 3,265 1,133 0,49 4,20 4106,6 0,09   0,0097 102,9 1365,9
15,0 845,3 4,51 1,264 67,66 325,7 1,0 3,378 1,138 0,50 4,21 4106,6 0,09 976,6 0,0097   1417,4

 


 

Таб.3.3.2.2. Распределение давления в эксплуатационной колонне, расчет "Снизу вверх".

Р, Мпа ρ, кг/м3 μ, мПа*с b Г, м3/т T ГЖС, К Vгв Рпр Тпр Z Vсм Мсм, кг/м3 f Росм dp/dH dH/dp H
15,5 844,9 4,5 1,265 68,12 326,2   - - - 4,173 4224,9 0,01547 1012,4 0,0099 100,7  
  845,3 4,51 1,264 67,66 324,6   - - - 4,187 1009,1 0,0099    
14,5 845,7 4,53 1,262 67,19 322,9 0,031 3,24 1,185 0,4212 4,199 1006,1 0,0099 101,3  
  846,2 4,54 1,26 66,70 321,3 0,076 3,048 1,179 0,3962 4,197 1006,6 0,0099 101,3  
13,5 846,6 4,55 1,257 66,19 319,7 0,082 2,939 1,173 0,3821 4,194 1007,3 0,0099 101,2  
  847,1 4,57 1,254 65,67 318,0 0,574 2,83 1,167 0,3679 4,193 1007,6 0,0099 101,2  
12,5 847,5 4,58 1,25 65,12 316,4 1,078 2,721 1,161 0,3537 4,191 1008,2 0,0099 101,1  
  848,0 4,6 1,246 64,55 314,8 1,598 2,613 1,155 0,3397 4,188 1008,8 0,0099    
11,5 848,6 4,61 1,241 63,96 313,1 2,134 2,504 1,149 0,3255 4,185 1009,6 0,0099    
  849,1 4,63 1,236 63,34 311,5 2,686 2,395 1,143 0,3114 4,182 1010,3 0,0099 100,9  
10,5 849,7 4,65 1,23 62,69 309,9 3,258 2,286 1,137 0,2972 4,177 1011,4 0,0099 100,8  
  850,2 4,67 1,224 62,01 308,2 3,849 2,177 1,131 0,2830 4,173 1012,4 0,0099 100,7  
9,5 850,9 4,69 1,217 61,29 306,6 4,462 2,068 1,125 0,2688 4,168 1013,6 0,0099 100,6  
  851,5 4,71 1,21 60,54 304,9 5,104 1,959 1,119 0,2547 4,163 1014,8 0,0100 100,5  
8,5 852,2 4,73 1,202 59,74 303,3 5,77 1,851 1,113 0,2406 4,157 1016,3 0,0100 100,3  
  852,9 4,75 1,194 58,90 301,7 6,471 1,742 1,107 0,2265 4,151 1017,7 0,0100 100,2  
7,5 853,7 4,78 1,185 58,00 300,0 7,203 1,633 1,101 0,2123 4,144 1019,4 0,0100    
  854,6 4,8 1,176 57,04 298,4 7,974 1,524 1,095 0,1981 4,138 1021,1 0,0100 99,8  
6,5 855,5 4,83 1,166 56,00 296,8 8,804 1,415 1,089 0,3990 4,162 1015,2 0,0100 100,4  
  856,4 4,86 1,156 54,89 295,1 9,672 1,306 1,083 0,4486 4,171 1012,9 0,0099 100,6  
5,5 857,5 4,9 1,145 53,67 293,5 10,607 1,197 1,077 0,5000 4,186 1009,4 0,0099    
  858,6 4,93 1,134 52,35 291,9 11,606 1,089 1,071 0,5522 4,208   0,0098 101,5  
4,5 859,9 4,97 1,122 50,88 290,2 12,69 0,98 1,065 0,6056 4,241 996,3 0,0098 102,3  
  861,3 5,02 1,11 49,23 288,6 13,883 0,871 1,059 0,6589 4,289 985,1 0,0097 103,5  
3,5 862,9 5,07 1,097 47,37 286,9 15,196 0,762 1,053 0,7114 4,359 969,3 0,0095 105,2  
  864,8 5,13 1,084 45,22 285,3 16,68 0,653 1,047 0,7625 4,464 946,4 0,0093 107,7  
2,5 867,0 5,19 1,07 42,68 283,7 18,37 0,544 1,041 0,8114 4,627 913,2 0,0090 111,6  
  869,7 5,28 1,056 39,57 282,0 20,356 0,435 1,035 0,8576 4,895 863,2 0,0085 118,1  

 


 

Строим график распределения давления и оцениваем погрешность результата расчета:

 

 

2.4 Технико-экономическое обоснование способа эксплуатации скважины и выбор скважинного оборудования и режима его работы

 

Расчёты оптимального, допускаемого и предельного давлений на приёме насоса

Оптимальным называется давление, при котором в продукции скважины имеется такое количество газа, попадание которого в насос не влечёт за собой отклонений реальных характеристик от стендовых при максимальном (h); оно определяется по эмпирическим формулам и при

 

 


 

Допускаемым называется давление, при котором попадание свободного газа в ЭЦН приводит к отклонению реальных характеристик от стендовых, однако устойчивая работа насоса обеспечивается при допустимых h.

При

 

 

Предельным называется давление, при котором в продукции скважины имеется такое количество свободного газа, попадание которого в насос приводит к нестабильной его работе или к срыву подачи, когда h = 0; определяется по формуле

 

 

Рассчитанные имеют максимальное значение, поскольку формулы выведены из предположения, что коэффициент сепарации газа на приёме насоса равен нулю, и весь свободный газ попадает в насос. Если же какое-то количество газа отделяется у приёма насоса, то эти давления будут ниже максимальных. Величинами определяется глубина спуска насоса и, следовательно, расходы труб, материалов, электроэнергии и т.д.

Глубина погружения насоса должна соответствовать зоне оптимального содержания газа в жидкости; приблизительно её можно определить по формуле


 

 

Глубина спуска насоса Lн=1760 м.

Необходимый напор ЦН определяется из уравнения условной характеристики скважины

 

 

- высота, соответствующая депрессии на пласт при показателе степени в уравнении притока жидкости, равном единице,

потери напора за счёт трения движущейся жидкости в НКТ, определяемые по формуле

 


 

Подбор насоса ведётся в зависимости от дебита скважины и необходимого напора, а также диаметра эксплуатационной колонны.

Для рассматриваемой скважины приемлем насос УЭЦНД5-30-1600 с числом рабочих ступеней .

 

 

Для подвода электроэнергии к электродвигателю используется кабель плоского сечения марки КПБК3×35 с площадью сечения жилы 35 мм2. От сечения и длины кабеля зависят потери электроэнергии в нём и к.п.д. установки.

Потери электроэнергии в кабеле КПБК3×35 длиной 100 м определяются по формуле:

 

 

где – сила тока в статоре электродвигателя;

R – сопротивление в кабеле длиной 100 м, которое определяется по формуле

 


 

 

где площадь сечения жилы кабеля, – удельное сопротивление при средней температуре в скважине, определяемое по формуле

 

 

где Ом×мм2/м – удельное сопротивление меди при Т = 293К;

– температурный коэффициент для меди; тогда ,

 

.

 

Длина кабеля должна равняться глубине спуска насоса, увеличенной на 10% для учёта расстояния от скважины до станции управления

 

 

Общие потери электрической мощности в кабеле составят

 

 

Расчётная мощность двигателя, необходимая для работы УЭЦН, определяется по формуле


 

 

С учётом потерь мощности в кабеле потребная мощность двигателя составит

 

 

Принимается двигатель ПЭД40-103 с номинальной мощностью 40 кВт и диаметром .

Наружные диаметры двигателя, насоса и НКТ необходимо выбирать с учётом их размещения вместе с кабелем в эксплуатационной колонне. Допустимый зазор между наружным диаметром агрегата и внутренним диаметром эксплуатационной колонны должен быть не менее пяти мм; тогда наибольший допустимый основной размер агрегата

 

 

фактический диаметр агрегата с учётом плоского кабеля составит

 

 

– толщина плоского кабеля,

– толщина металлического пояса, крепящего кабель к агрегату.

Результат расчётов показывает, что насосный агрегат в эксплуатационной колонне размещается удовлетворительно.

7. Для выбора автотрансформатора и определения величины напряжения в его вторичной обмотке необходимо найти падение напряжения в кабеле

 

 

– активное удельное сопротивление кабеля,

= 0,1 Ом/км – индуктивное удельное сопротивление кабеля,

– коэффициент мощности установки,

– коэффициент реактивной мощности.

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора равно сумме напряжений электродвигателя (520 В) и потерь напряжения в кабеле, т.е. на вторичной обмотке трансформатора требуется напряжение 465 + 117,6 = 582,6 В; этому требованию удовлетворяют автотрансформаторы АТС 30-0,5.

 


 

Заключение

 

В настоящем курсовом проекте рассмотрены вопросы ввода в эксплуатацию и особенностей эксплуатации скв. № 1263 Лянторского месторождения, в частности установлено, что данную скважину наиболее целесообразно эксплуатировать с помощью УЭЦН.

 


 

Приложение

 

Таблица 1 - Лянторское месторождение. Геолого-физические параметры продуктивных пластов

Параметры АС 9 АС10 АС11
Средняя глубина залегания, м      
Тип коллектора Терригенный
Средняя общая толщина, м 11,73 22,84 23,1
Газовый фактор, м3/т      
Эффективная средняя толщина, м 8,6 16,71 13,26
Пористость газонасыщенного коллектора, доли едениц 0,248 0,247 0,24
Пористость нефтенасыщенного коллектора, доли едениц 0,248 0,251 0,246
Начальная насыщенность газом, доли едениц 0,665 0,686 0,673
Начальная насыщенность нефтью, доли едениц 0,625 0,623 0,639
Объемный коэффициент газа, доли едениц 0,0048 0,0048 0,0048
Объемный коэффициент нефти, доли едениц 1,7 1,7 1,7
Объемный коэффициент воды, доли едениц 1,01 1,01 1,01
Плотность газа в поверхностных условиях, кг/м3 0,686 0,636 0,686
Плотность нефти в поверхностных условиях, кг/м3      
Плотность воды в поверхностных условиях, кг/м3      
Средняя проницаемость по керну, мкм2 0,299 0,399 0,266
Средняя проницаемость по геофизике, мкм2 0,432 0,539 0,496
Средняя проницаемость по гидродинамике, мкм2 0,122 0,109 0,1
Вязкость газа в пластовых условиях, мПа×с 0,0188 0,0188 0,0188
Вязкость нефти в пластовых условиях, мПа×с 3.67/4.5 6.18/4.2 6.18/4.2
Вязкость воды в пластовых условиях, мПа×с 0,49 0,49 0,49
Плотность газа в пластовых условиях, кг/м3 144,8 144,8 144,8
Плотность нефти в пластовых условиях, кг/м3 812/795 846/796 846/796
Плотность воды в пластовых условиях, кг/м3      
Газовый фактор, м3/т      
Пластовая температура,°С 61,5 61,5 61,5
Пластовое давление, МПа      
Давление насыщения нефти газом, МПа 15.2/20 14.5,19 14.5/19
Средняя продуктивность, 10м3/(сут×МПа) 0,96 1/13 1,08
Коэффициент песчанистости, доли едениц 0,733 0,732 0,574
Коэффициент расчлененности, доли едениц 2,295 4,048 5,193
Содержание серы в нефти, %   1,22 1,22
Содержание парафина в нефти, % 2,33 1,98 1,98

 

Таблица 2 - Компонентный состав нефтяного газа, разгазированной и пластовой нефти (мольное содержание, %) пласта АС10

Показатели Пласты
АС9 АС10
гнз нз гнз нз
Содержание в газе        
(молярная концентрация), %:        
диоксида углерода 1,3 0,48 1,31 0,47
азота 0,83 0,23 0,45 0,51
метана 96,1 91,5 95,5 93,1
этана 0,86 1,89 1,12 2,57
Газ газовой шапки:    
Давление нач.конденсации, МПа    
Плотность, кг/м3 1,448 1,448
Вязкость, мПа·с 0,0188 0,0188
Содержание стабильного конденсата в газе, г/м3 39,7 39,7
Коэффициент сверхсжим-ти, z 0,8629 0,8629

 


 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-07-29 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: