5ОПорядок проведення заняття

5.1оЗгідно таблиці 2.1 і варіанту, отриманого у викладача, вибрати вихідні дані.

5.2оРозрахувати підйомник (тобто визначити його діаметр, довжину і потрібну витрату газу) за

А.П. Криловим для заданої свердловини.

Допустимий відбір нафти (дебіт свердловини) визначити за формулою

, м³/добу, (2.1)

де – коефіцієнт продуктивності, м³/(МПадобу);

– максимально допустима депресія, МПа.

Вибійний тиск при даному дебіті

, МПа, (2.2)

де – пластовий тиск, МПа.

Якщо вибійний тиск вищий ніж робочий, і надхо-дження піску в свердловину не відбувається, довжина підйомника визначатиметься не глибиною свердловини, а наявним робочим тиском за формулою

, м, (2.3)

де – глибина свердловини, м;

– тиск біля низу (башмака) колони НКТ, МПа;

– середня густина суміші (нафти і газу) між вибоєм і низом колони НКТ, кг/м³;

– прискорення вільного падіння; g = 9,81 м/с².

Тиск біля низу колони НКТ

, МПа, (2.4)

де – робочий тиск в пусковій лінії біля устя свердловини, МПа;

– втрати напору на рух газу від компресора до башмака НКТ, МПа.

Середня густина суміші (нафти і газу) між вибоєм і низом колони НКТ

, кг/м³. (2.5)

Густина суміші на вибої і біля низу колони НКТ і можуть бути знайдені за формулою А. П. Крилова

, кг/м³, (2.6)

де – діаметр свердловини, м;

– густина рідини, кг/м³;

– газовий фактор свердловини, м³/м³;

– коефіцієнт розчинності газу в нафті, м³/(м³МПа).

Величини, розмірність яких не вказано у поясненні до формули, використовувати у такій розмірності, в якій вони отримані при розрахунках.

Для визначення в формулу для потрібно замість підставити значення .

Діаметр підйомника з умов його роботи на режимі визначається за формулою

, мм, (2.7)

де ξ – відносне занурення підйомних труб

^{. (2.8)}

Прийняти стандартний діаметр . Вказати для вибраних труб зовнішній діаметр та товщину стінки .

Оптимальну повну питому витрату газу (включаючи власний газ свердловини) визначити за формулою

, м³/м³, (2.9)

де - атмосферний тиск, Па.

Питома витрата нагнітального газу з врахуванням розчинності газу складе

, м³/м³, (2.10)

Добова витрата газу буде

, м³/добу. (2.11)

Годинна витрата газу

, м³/год. (2.12)

Для перевірки правильності проведення розрахунків визначити за тими ж вихідними даними діаметр підйомних труб і питому витрату газу за номограмою А. П. Крилова (рис. 2.5). Для цього потрібно знати: дебіт свердловини

, м³/добу; відносне занурення НКТ ; абсолютний тиск біля низу колони НКТ , МПа; приведений динамічний рівень, який визначається за формулою

, м. (2.13)

Нижче наведено приклад користування номограмою (рис. 2.5) при таких даних: = 107 м³/добу; = 0,214 (21,4%); = 2,35 МПа; = 901 м.

Для визначення діаметра підйомника проводимо від точки 21,4 (% занурення НКТ) на осі ординат першого квадранта горизонталь вправо, а з точки = 107 м³/добу на осі абсцис цього ж квадранта вертикаль вгору. Перетин цих лінії визначить діаметр підйомника = 73 мм.

Для визначення питомої витрати газу проводимо з точки 21,4 % на осі ординат першого квадранта горизонталь вліво до перетину з лінією = 2,35 МПа в другому квадранті, після чого опускаємо вертикаль до перетину з лінією = 901 м в третьому квадранті. Від точки перетину ведемо горизонталь вправо до лінії = 73 мм в четвертому квадранті і, нарешті, піднімаємося по вертикалі вгору до перетину з віссю абсцис, на якій знаходимо питому витрату газу = 135 м³/м³.

Порівнявши результати розрахунку за формулами і отримані за номограмою, зробити відповідний висновок.

5.3оПровести розрахунок газліфтних клапанів.

Для пуску в роботу даного підйомника шляхом продавлювання рідини із кільцевого простору через башмак необхідний максимальний пусковий тиск

, МПа. (2.14)

Якщо робочий тиск газу в пусковій лінії менший, ніж необхідний пусковий, то для пуску свердловини слід встановити на колоні НКТ пускові клапани.

Визначити місце встановлення першого клапана:

, м. (2.15)

Для визначення місця встановлення другого клапана необхідно скористатися номограмою (рис. 2.6), за якою знайти максимальний перепад тиску на рівні першого клапана; він же буде і закриваючим перепадом тиску для першого клапана.

Нижче наведено приклад користування номограмою (рис. 2.6) при таких даних: = 878 м; = 500 м³/год; = 4,6 МПа; = 901 м.

З точки 878 м на верхній горизонтальній осі номограми опускаємо вертикаль до кривої = 500 м³/год. Якщо точка перетину знаходиться нижче пунктирної лінії відповідного робочого тиску, необхідно від перетину вертикалі з пунктирною лінією робочого тиску 4,6 МПа (точка а) повернути вправо, не доходячи до кривої = 500 м³/год, і знайти точку перетину цієї лінії з кривою робочого тиску 4,6іМПа (точка b), далі вести похилу лінію вниз вліво і на абсцисі знайти точку (точка c), розташовану між закриваючими перепадами 3,6 і 3,8 МПа, що відповідає приблизно перепаду 3,65 МПа. Отже, = 3,65 МПа.

Глибину встановлення другого клапана визначити за формулою

, м. (2.16)

Закриваючий перепад тиску біля другого клапана знайти аналогічно за тією ж номограмою (рис. 2.6).

Глибина встановлення третього клапана буде

, м. (2.17)

Розрахунок припинити, коли глибина встановлення чергового клапана перевищить довжину спущених НКТ. Користуватися приведеною формулою і номограмами для розрахунку глибини встановлення клапанів можна тільки до тих пір, поки справедлива нерівність

, (2.18)

тобто поки в процесі пуску свердловини і, отже, відсутній притік рідини з пласта.

Якщо дану нерівність порушено, наприклад, при визначенні глибини встановлення третього клапана, то місце розташування третього клапана за номограмою знайти неможливо.

Тоді перепад ΔР^'₂ слід знаходити за формулою

, МПа. (2.19)

Положення третього клапана потрібно перерахувати заново за новознайденим значенням закриваючого перепаду:

, м. (2.20)

Якщо клапан опиняється біля башмака колони НКТ, то даний клапан одночасно виконуватиме роль пускового і кінцевого (робочого).

Оскільки робочий тиск зменшиться на величину перепаду тиску в клапані, то останній клапан слід підняти від розрахункової глибини приблизно на 40 м (до ).

При наявності в струмені рідини піску хвостовик опускають нижче низу колони НКТ до фільтра, а при відсутності піску опускають хвостовик завдовжки 30-40 м для усунення явища пульсації.

Для більш рівномірного навантаження на клапани другий клапан також рекомендується підняти приблизно на 10 м (до ).

Після перестановки клапанів слід внести поправки на закриваючі перепади тиску:

, МПа, (2.21)

, МПа, (2.22)

, МПа. (2.32)

Визначити за номограмою (рис. 2.7) площу отворів на кожному клапані при витраті , м³/год; тиску за трубами , МПа; закриваючих перепадах тиску клапанів , МПа.

Нижче наведено приклад користування номограмою (рис. 2.7) при таких даних: = 500 м³/год; = 4,6 МПа; = 3,57 МПа; = 1,95 МПа; = 0,27іМПа.

Від точки а на нижній горизонтальній осі вказаної номограми, що відповідає закриваючому перепаду 3,57 МПа, ведемо похилу лінію вгору і вправо до перетину з кривою робочого тиску 4,6 МПа (точка b); потім піднімаємо (або опускаємо) вертикаль до горизонтальної прямої витрати газу = 500 м³/год (точка с), звідки ведемо похилу за напрямом пунктирних променів і відлічуємо площу перерізу отворів 18sмм² на правій вертикальній осі (точка d).

Відповідно викладеному сумарні площі поперечних перерізів отворів знайдені: у другому клапані 18sмм² і в третьому – 41sмм².

5.4jПровести підбір необхідного для газліфтної експлуатації свердловини обладнання (газліфтну установку, свердловинні камери, газліфтні клапани, пакер).