Материал: Изучение гидравлических поршневых насосных установок для эксплуатации скважин. Расчет фонтанной эксплуатации скважин

Где

Vсм - Удельный объем смеси (м³/м³)ГВ - Удельный объем выделившегося газа (м³/м³)н - Объемный коэффициент нефти

Тj - Температура в интервале Hj (К)

Рj - Давление в интервале Нj (Па)- Коэффициент сжимаемости газа

Т0 - Температура при НУ = 273 (К)

Р0 - Давление при НУ = 101300 (Па)в - Обводненность продукции (д.е.)

Мсм - Удельная масса смеси (кг/м³)

Ρн - Плотность нефти (кг/м³)

ρв - Плотность воды (кг/м³)

ρг - Плотность газа (кг/м³)

Г - Газовый фактор (м³/м³)

Ρсм - Плотность газожидкостной смеси (кг/м3)

Где

Qi Дебит скважины (м³/с)в Обводненность продукции (д.е.)

Мсм Удельная масса смеси (кг/м³)Внутренний диаметр (М)Число РейнольдсаКорреляционный коэффициент/dH Дифференциал

ρсм Плотность газожидкостной смеси (кг/м³)Ускорение свободного падения =9,81 (м²/с)Интервал (м)Шаг изменения глубины для расчета давления (м)Порядковый номер итерации

Рj Давление в интервале Нj (Па)

Результаты расчета, приведенные в таблицу:

Таблица 1

2.4 Расчет распределения давления в скважине (от устья по НКТ)

Расчет распределения давления газированной жидкости по методике Поэтмана-Карпентера.

Расчет аналогичен по расчету ЭК

Расчет распределения давления в насосно-компрессорных трубах (НКТ) жидкости без газа.

=

 ()

Находим забойное давление

=1,5.

Результаты расчета, приведенные в таблицу

Таблица 2

Из графика видно что скважина может фонтанировать без НКТ, но чтобы продлить время фотанирования пускаем НКТ, мы делаем пересчет распределения давления в НКТ вновь с забоя с Рзаб=8,55 Мпа, на глубине 1683 м.

Результат расчет распределения давления от забоя

Из диаграммы найдем

2.5 Найти диаметр штуцера

Диаметр отверстия устьевого штуцера для фонтанных скважин с большим газовым фактором, определяется по эмпирической формуле Г. Н. Газиева:

 (5)

где

φ - опытный коэффициент, зависящий от величины газового фактора φ = 0,9;

Qг - дебит газа

;

ρг - плотность газа, , кг/м³

Рбур - буферное давление (Из диаграммы исследует Рбур=1,12 МПа);

Рлин - давление в выкидной линии,

Рлин = 1,5 МПа.

2.6 Условия фонтанирования скважин. Минимальное забойное давление фонтанирования

Условия фонтанирования определяются соотношением между эффективным газовым фактором смеси, поступающей из пласта, и удельным расходом газа, необходимым для работы газожидкостного подъемника.

За эффективный газовый фактор Гэф принимают средний объем свободного газа на участке НКТ, где движется газожидкостная смесь, приходящийся на единицу массы жидкости.

Удельный расход газа Rопт определяют при оптимальном режиме работы подъемника.

Для фонтанирования скважины необходимо, чтобы эффективный газовый фактор был больше или, по крайней мере, равен удельному расходу газа при работе подъемника на оптимальном режиме

 (6)

Неравенство (1) позволяет определить наиболее благоприятные, необходимые условия фонтанирования скважины, которые на практике могут оказаться недостаточными.

Задача 3

Определить минимальное забойное давление фонтанирования для следующих условий: глубина скважины 1683 м; внутренний диаметр НКТ 50,3 мм; противодавление на устье 1,5 МПа; давление насыщения 8 МПа; газовый фактор 44 м³/ м³(=50 м³/т) плотность дегазированной нефти  = 880 кг/м³; обводненность продукции nв = 35%; плотность пластовой воды ρв = 1170 кг/м³; азот в попутном газе отсутствует.

Решение

Т=322 К

Находим плотность газонасыщенной нефти при давлении насыщения по формуле

Определяем плотность газонасыщенной нефти при Т=293 К по формуле

кг/м³

1.      Определим коэффициент растворимости по формуле

2.      Трудно ожидать, что минимальное забойное давление для заданных условий будет меньше давления насыщения, поэтому при расчетах используем неравенство

Определим эффективный газовый фактор

3.      Оценим среднюю плотность нефти по соотношению

4.      Далее рассчитаем среднюю плотность жидкости на длине газожидкостного подъемника, используя массовую обводненность продукции по формуле

5.      Находим максимальную длину газожидкостного подъемника

6.      Далее рассчитаем плотность жидкости вблизи забоя рассчитывается по следующей формуле

7.      Минимальное забойной давление фонтанирования найдем по формуле

Итак, в данных условиях скважины, оборудованные НКТ с внутренним диаметром 50,03 мм и обводненные на 35%, прекратят фонтанирование при снижении забойного давления до 16 Мпа и менее.

Заключение

Разработанная конструкция погружного бесштангового насоса с гидравлическим двигателем позволяет производить откачки с глубины 990 м с малым диаметром скважины, вода может содержать механические примеси, что не повлияет на работу насоса.

Для более надежной работы механизма, гидравлический двигатель имеет один клапан, используются торцевые уплотнения, что значительно упрощает конструкцию и простоту выполнения работы гидропривода, открытия и закрытия клапана. В тоже время обеспечивает высокую производительность погружного насоса в воде с высоким содержание твердой фазы.

Произведен расчет рабочих параметров погружного гидронасоса, который подтверждает работоспособность усовершенствованной конструкции. Приведены технология применения и правила эксплуатации разработанной конструкции.

В последнее время увеличиваются темпы роста добычи питьевой и технической воды для нужд населения и промышленности. Наметилась тенденция к росту глубин скважин и уменьшению их диаметра. Поэтому, такая усовершенствованная конструкция будет востребована, так как она проста в эксплуатации и ремонтном обслуживании.

Список литературы

1.      Мищенко И.Т. Технология и техника добычи нефти. Теоретические основы подъема жидкости из скважин, часть 1 (Учебное пособие). - М.: МИНХ и ГП им И.М. Губкина, 1977

.        Мищенко И.Т. Скиажинная добыча нефти: Учебное пособие для вузов. М: М71 ФГУП Изд-во "Нефтьигаз" РГУ нефти и газа им. М. Губкина, 2003 - 816 с.

3.      Сборник задач по технологи и технике нефтедобычи. Учебное пособие. Мищенко И.Т., Сахаров В.А., Грон В.Г., Богомольный Г.И. - М: Недра, 1984. - 272 с.

4.       Чичеров Л.Г., Молчанов Г.В., Ивановский Н.Ф. и др. Расчет и конструирование нефтепромыслового оборудования. М.: Недра, 1987. 422

5.      Щуров В.И., Технология и техника добычи нефти. М.: Недра, 1983.