книги / Сборник задач по технологии и технике нефтедобычи
..pdfТак как скважина в процессе эксплуатации дает безводную про дукцию, а перед текущим ремонтом она была заглушена водой, то при наличии воды глушения в интервале забой—прием (в процессе освоения скважины не произошло полного выноса воды) механизм движения нефти может быть классифицирован как барботаж нефти через столб воды.
Р е ш е н и е . В этом случае предельное число Рейнольдса для нефти равно ReHПр = 850. Для расчета Re„ можно использовать следующую зависимость:
= 11274 ФндРнпл^н/(86 400£)экМ'нпл)* |
(11.43) |
где 6„ — объемный коэффициент нефти. Условия полного выноса воды следующие:
ReH> ReHnp = 850 |
|
(11.44) |
вне зависимости от выполнения условия (11.32); |
|
|
ReH< R e Hnp= 850, |
Н'и ^ - Н я. |
(11.45) |
Величину Нн рассчитывают по (11.32).
Условие неполного выноса воды в интервале забой—прием сле дующее
ReH < R eHnP = 850’ |
(В .46) |
Рассчитывают
Rе„ = 1,274-16,93 -820 -1,16/(86 400 - 0,1503 • 0,003) = 526,63;
Н'н = (0,1503)2 1750/[(0,1503)2 + (0.0403)2] = 1633 м.
Так как
ReH= 526,63 < ReHпр =850; |
Я„ = 1200 < Н'н = 1633, |
то выполняется условие (11.46), и полного выноса воды в процессе освоения скважины не происходит.
Плотность водонефтяной смеси можно рассчитать по (11.37). При барботаже нефти через столб воды истинное нефтесодержа-
ние рассчитывают в функции числа Рейнольдса для нефти: при 0 <: ReH< 400
Фн = 0,0024ReH, |
(Н-47) |
при 400 < Re„ < 850
Фн = 0,915 4- 10_4Re„. |
(11.48) |
Истинное нефтесодержание
Фн = 0,915 + 10-4 • 526,63 = 0,968.
Средняя в интервале забой—прием плотность водонефтяной смеси
рв„ = 1160—0,968 (1160 - 820) = 830,88 кг/м3.
251
Перепад давлений, |
создаваемый столбом водонефтяной |
смеси |
в интервале забой—прием |
|
|
Лрвн = (£.с — tfH)pB„g = |
(1750— 1200) 830,88-9,81 = 4,48 МПа. |
(11.49) |
Давление у приема рп„ = рзаб —Дрвн = 13,5—4,48 = 9,02 МПа. Таким образом, рассчитанное давление у приема скважинного оборудования отличается всего на 0,2 % от замеренного, равного
9МПа.
Вобщем случае, когда давление у приема неизвестно, а известно только забойное давление, расчет ведут в такой последовательно
сти |
(рассчитывают кривую |
распределения давления р = |
/ (Я) |
|
в интервале забой—прием). |
|
|
||
1. Выбирают шаг по давлению Др (например, 0,5 МПа). Интер |
||||
вал рзаб— р разбивают |
на п участков с перепадом давлений Ар: |
|||
Рп+ 1 = Рп -f Ар. При п = 1, Рх = Рзаб- |
|
|||
Расчет ведут снизу |
вверх. |
|
||
2. |
Рассчитывают среднее давление р„ в п-м интервале |
|
||
Рп — (Рн + Рп+\)/2- |
|
|
(11.50) |
|
3. |
Определяют в данном интервале число Рейнольдса для нефти |
|||
ReK. При этом QH, рн, |
рн, |
Ь„ берут при давлении р„. Для |
этого |
пользуются соответствующими аналитическими или графическими зависимостями: Ьи = / (р), рн = / (р), р„ = f (р).
4.Находят истинное нефтесодержание фн на данном интервале.
5.Рассчитывают плотность водонефтяной смеси рвн. При этом плотность воды может быть принята постоянной и не зависящей от давления.
6. |
Для среднего давления р„ по кривой Г0 = |
/ (р) определяют |
|||
Г о „, а по кривой |
рг = / (р) — значение рг„. |
|
|
||
7. |
Находят объемный расход газа Vn при давлении р„ |
и темпе |
|||
ратуре |
Тп\ |
|
|
|
|
1‘ П~ |
Г0nQ иРстТп2/(рп ' тСт). |
|
(11.51) |
||
8. |
Определяют плотность газожидкостной смеси грш на п-ом |
||||
интервале |
|
|
|
||
Рем п = Рвн Л[1 |
V„ (1 — Рг л/Рвн л)/ (woFэк)]> |
|
(11.52) |
||
где w0 — усредненная относительная скорость |
газовых |
пузырь |
|||
ков, |
м/с; Vn — объемный расход газа, м3/с; F3ll — площадь по |
||||
перечного сечения скважины, м2. |
|
|
По результатам анализа движения газожидкостной смеси от носительная скорость газовых пузырьков зависит от истинного нефтесодержания фн и для расчетов может быть принята равной:
при ф„>0,5 w0 = 0,02 м/с, а при фн < |
0,5 w0 = 0,2 м/с. |
9. Рассчитывают высоту столба газожидкостной смеси |
|
А/,л = (Рп-Рп+\)1{ёРсмп) =ЛР/(яРемп)- |
(11-53) |
10. По результатам расчета строят кривую распределения дав ления. Расчет ведут от рзаб до р.
252
На основании анализа экспериментальных исследований уста новлено, что при рпн > 0,4 ригс расчет кривой распределения давления может вестись без. учета свободного газа.
ВЛИЯНИЕ УСТЬЕВОГО ДАВЛЕНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАБОТЫ ШСНУ
З а д а ч а 11.12. Оценить влияние устьевого давления на эф фективность работы штанговой насосной установки, работающей в добывающей скважине со следующими параметрами: глубина скважины Lc = 1700 м, пластовое давление рпл = 12 МПа, коэффи циент продуктивности К = 5 м3/(сут-МПа), внутренний диаметр
эксплуатационной |
колонны |
D3K = 0,1503 |
м, условный диаметр |
|||||||||
НКТ d = |
0,073 м, плотность дегазированной нефти рнд = 850 кг/м3, |
|||||||||||
плотность |
воды |
рв = |
1100 кг/м3, |
плотность |
газа |
при |
стандартных |
|||||
условиях |
ргст= |
|
1,4 |
кг/м3, |
обводненность |
продукции (объемная) |
||||||
п0 = 0,2, |
давление |
насыщения |
рнас = 9 |
МПа, |
газовый |
фактор |
||||||
Г 0 = 60 м3/м3, пластовая температура /пл = |
29 °С. Диаметр |
плун |
||||||||||
жера насоса 0,043 м. Режим работы ШСНУ: длина |
хода полиро |
|||||||||||
ванного |
штока 5 |
= |
1,8 |
м, |
число |
двойных качаний |
п = 6 |
мин-1, |
||||
глубина |
спуска |
насоса |
Нн = 1000 м, устьевое давление ру = 0,5; |
|||||||||
1; 1,5; |
2, |
2,5 и |
3 МПа. |
|
|
|
|
|
|
|||
Р е ш е н и е . |
|
Так как система пласт—скважина—насос—лифт |
является единой гидродинамической системой, то изменение давле ния в одном элементе системы приводит к соответствующим изме нениям давления в других элементах при одновременном измене нии дебита скважины. При этом рассматривают стационарную ра боту всей системы.
Совершенно очевидно, что при изменении давления на устье ру изменяется и характеристика установки ШСН, под которой пони мается зависимость между перепадом давлений, создаваемым сква жинным насосом рн, и его подачей QH при заданном изменении газосодержания на приеме насоса рПн и фиксированном режиме его работы.
Таким образом, задача сводится к оценке влияния ру на харак теристику установки ШСН.
Построение характеристики установки ведут следующим обра зом.
1. По уравнению притока жидкости из пласта рассчитывают
дебиты |
жидкости Qx д |
при |
соответствующих |
забойных |
давле- |
||||||
НИЯХ |
рзаб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сжд = К (рпл — Рзаб) ■ |
|
|
|
|
|
|
|
|
(11.54) |
||
Значения приведены |
ниже. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Рзаб. |
М П а ............................................. . |
11 |
10 |
9 |
|
8 |
7 |
6 |
|||
Сжд, |
м3,'сут .......................................... . |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
||||
2. Определяют давления на приеме |
рпн |
и |
объемные расход |
||||||||
ные |
газссодержания (Зпн |
для |
заданной |
глубины |
спуска |
насоса |
|||||
Нн = |
ЮСО м и соответствующих забойных давлений |
рзае. |
Давле- |
253