Тема: Изучение расчета пускового давления.
Цели: Произвести расчет диаметра подъемных труб, расход газа, выяснить необходимость применения пусковых клапанов.
Средства обучения: учебные пособия, схемы, таблицы, опорный конспект, презентации.
Термины и понятия:
1. Дебит скважины
2. Глубина установки рабочего клапана
3. Оптимальный удельный расход газа
Содержание и порядок выполнения работы:
1.Изучить теоретический материал по теме занятия.
2. Определить диаметр подъемных труб, расход газа, выяснить необходимость применения пусковых клапанов.
3. Оптимальный удельный расход газа
Исходные данные для расчета:
Глубина скважины до верхних отверстий фильтра Нф = 1920 м;
Забойное давление Рзаб = 9,6 МПа;
Давление насыщения Рнас = 8,5 МПа;
Давление нагнетаемого газа Рг = 9,0МПа;
Газовый фактор скважины Г0 = 60 м3/т;
Коэффициент растворимости газа в нефти a = 7,0 ;
Статический уровень Нст = 200 м (от устья скважины);
Коэффициент продуктивности скважины К = 28,6 т/сут МПа;
Диаметр эксплуатационной колонны D = 146 мм (5²);
Обводненность продукции скважины nв = 25%;
Плотность воды rв = 1120 к г /м3;
Плотность нефти = rн = 800 к г /м3;
Плотность газа = rг = 1,04 к г /м3;
Объемный коэффициент нефти b = 1,12.
Условие задачи и исходные данные других вариантов представлены в таблице.
Методические указания к решению задачи.
Рекомендуется следующая последовательность решения задачи:
1. Определяют дебит скважины исходя из заданного давления на забое (Рзаб) при условии линейной фильтрации жидкости к забою скважин по уравнению притока (где показатель фильтрации n = 1).
Q = К (Рпл – Рзаб)n = 28,6 (15,8 – 9,6) = 177,3 т/сут (3.1)
Для этого предварительно подсчитывают пластовое давление в скважине по формуле:
Рпл = (Нф – Нст) × rж × g × 10-6 + Ру = (3.2)
= (1920 – 200) × 880 × 9,81 × 10-6 + 1 = 15,8 МПа
где rж = rв × nв + rн (1 - nв) = 1120 × 0,25 + 800(1 – 0,25) = 880 к г /м3.
2. Определяют глубину установки рабочего клапана, которая ограничивается глубиной скважины и располагаемым рабочим давлением нагнетаемого газа (Рг): Ргу = Рг (здесь Ргу – давление на глубине установки рабочего клапана).
Таблица 6 Исходные данные для расчета газлифтного подъемника
Наименование исходных данных | В а р и а н т ы | ||||||
Расстояние от устья до верхних отверстий фильтра Нф, м | |||||||
Диаметр эксплуатационной колонны D,мм | |||||||
Пластовое давление Рпл, МПа | 17,5 | 17,8 | 17,8 | 18,2 | 18,0 | 18,3 | 18,6 |
Забойное давление Рзаб, МПа | 9,8 | 9,8 | 10,0 | 10,1 | 10,3 | 11,0 | 11,5 |
Устьевое давление Ру,МПа | 1,0 | 1,1 | 1,0 | 1,2 | 1,3 | 1,2 | 1,3 |
Давление нагнетаемого газа Рг, МПа | 9,0 | 9,2 | 9,4 | 9,3 | 9,2 | 9,5 | 9,2 |
Газовый фактор Г, м3/m | |||||||
Коэффициент растворимости газа в нефти a, 1/МПа | 7,0 | 7,0 | 7,5 | 7,3 | 7,0 | 7,2 | 7,5 |
Коэффициент продуктивности К, т/сут МПа | 14,2 | 13,1 | 15,2 | 16,0 | 17,0 | 17,3 | 18,1 |
Плотность газожидкостной смеси rж, к г /м3 | |||||||
Статический уровень жидкости Нст, м (от устья) | |||||||
Обводненность продукции nв, % | |||||||
Давление наыщения нефти газом Рнас, МПа | 9,0 | 9,0 | 9,0 | 9,0 | 9,0 | 9,0 | 9,2 |
Плотность нефти rн, к г /м3 |
Продолжение таблицы 6
Наименование исходных данных | В а р и а н т ы | |||||||
Расстояние от устья до верхних отверстий фильтра Нф, м | ||||||||
Диаметр эксплуатационной колонны D,мм | ||||||||
Пластовое давление Рпл, МПа | 18,8 | 19,0 | 19,1 | 19,4 | 20,0 | 20,3 | 20,5 | 20,5 |
Забойное давление Рзаб, МПа | 12,0 | 13,0 | 13,5 | 13,0 | 14,0 | 14,1 | 13,0 | 15,0 |
Устьевое давление Ру,МПа | 1,2 | 1,5 | 1,4 | 1,2 | 1,0 | 1,1 | 1,2 | 1,5 |
Давление нагнетаемого газа Рг, МПа | 9,5 | 9,0 | 9,6 | 9,0 | 9,8 | 9,8 | 9,9 | 9,9 |
Газовый фактор Г, м3/m | ||||||||
Коэффициент растворимости газа в нефти a, 1/МПа | 7,5 | 7,4 | 7,0 | 7,3 | 7,4 | 7,2 | 7,5 | 7,5 |
Коэффициент продуктивности К, т/сут МПа | 16,8 | 17,9 | 15,0 | 15,2 | 14,2 | 19,2 | 18,9 | 19,8 |
Плотность газожидкостной смеси rж, к г /м3 | ||||||||
Статический уровень жидкости Нст, м (от устья) | ||||||||
Обводненность продукции nв, % | ||||||||
Давление насыщения нефти газом Рнас, МПа | 9,5 | 9,2 | 9,5 | 9,2 | 9,5 | 9,2 | 9,5 | 9,7 |
Плотность нефти rн, к г /м3 |
При Ргу ³ Рзаб глубина установки клапана будет равна
(3.3)
где Dh – расстояние от верхних отверстий фильтра до рабочего клапана, м; выбирается из технологических соображений в пределах Dh = 30¸50 м.
При Ргу < Рзаб
Lк = Нф - (3.4)
где DРк – потери давления в клапане, МПа;
в среднем DРк = 0,3 МПа.
rсм – плотность смеси ниже клапана (на участке между забоем и клапаном), к г /м3.
При Рнас < Рзаб (или Рзаб > Рнас) плотность смеси будет:
rсм = rв × nв + rн (1 – nв) = rж = 880 к г /м3,
тогда Lк = 1920 - .
3. Определяют диаметр для газлифтного подъемника по той же формуле, как и для фонтанного подъемника:
(3.5)
где Р1 = Ргу - DРк = 9 – 0,3 = 8,7 МПа.
Принимаем НКТ условным диаметром dу = 73 мм (2,5²), (dвн = 62 мм).
4. Определяют полный оптимальный удельный расход газа (включая собственный газ скважины) по формуле:
R0 опт = (3.6)
= = 109,8 м3/т
где x - относительная глубина погружения подъемных труб:
x = (3.7)
5. Определяют удельный расход газа, нагнетаемого в скважину (за вычетом собственного газа скважины).
R0 наг = R0 опт – Гэф (3.8)
109,8 – 19,2 = 90,6 м3/т
где Гэф – эффективный газовый фактор, м3/т.
При Рзаб ³ Рнас эффективный газовый фактор определяется по формуле:
Гэф = (3.9)
= м3/т
При Рзаб < Рнас эффективный газовый фактор определяется по формуле:
Гэф = , м3/т (3.10)
6. Определяют суточный расход газа:
Vг = R0 опт × Q = (3.11)
= 90,6 × 177,3 = 16063 м3/сут