§ 13. Внутрискважинный газлифт

Внутрискважинный газлифт — способ эксплуатации, когда ра­бочий агент поступает из газового пласта, находящегося в раз­резе скважины, пробуренной для эксплуатации нефтяной за­лежи. Взаимное расположение нефтяного и газового пластов может быть различным, пластовое давление в газовом пласте Рпг может быть выше или ниже, чем в нефтяном р_Ш1. Чаще всего возникает необходимость разделения пластов пакером и огра­ничения нефтяного или газового потока на входе в подъемные трубы- с помощью штуцера определенного диаметра. Во всех случаях методики расчета параметров при совместной разра­ботке пластов похожи.

Для примера рассмотрим случай расположения газового пласта выше нефтяного, когда р_Пц>р_Пг. Здесь имеется возмож-

Рис. VI 1.28. С^ема внутрискважинио-го газлифта:

J — газовый пласт; 2 — нефтяном пласт; 3 -рабочий клапан

ность не разделять пласты пакером (рис. VII.28). По такой схеме могут эксплуатироваться скважины, пробуренные на неф­тяную залежь с газовой шапкой, когда энергия газа из газовой шапки используется для подъема нефти.

Так как подъемные трубы спущены до верхних отверстий фильтра нефтяного пласта (см. рис...VII.28), то

рт = Рп_г + fig*en (VI 1.33)

где /г_ст —высота столба жидкости над забоем нефтяного пла­ста в неработающей скважине.

Уравнения притока для нефтяного и газового пластов сле­дующие:

Q^K^hh-Psh); (VI 1.34)

pl_r-pi_r=,a4 + b_q\ (VII.35)

где р_зи и Рэг^ забойные давления нефтяного и газового пла­стов; q — дебит газового пласта; a, b — постоянные коэффици­енты.

Примем, что давление на забое нефтяного пласта выше дав­ления насыщения р„. Методика расчета не изменится и при Рзн<Рн, хотя расчетные формулы будут другими.

На колонне насосно-компрессорных труб устанавливают ра­бочий клапан на расстоянии h от нефтяного пласта (см. рис. VII.28). При открытии задвижки на выкидной линии давление в подъемных трубах будет ниже, чем в межтрубном про­странстве, что приведет к подъему нефти в НКТ и поступлению через рабочий клапан газа из затрубного пространства. По мере подъема жидкости давление в НКТ против рабочего кла­пана р_т будет увеличиваться, следовательно, будет снижаться расход поступающего газа. При установившемся режиме экс­плуатации скважины

p_M-p_T = ₉g(h-hz), (VI 1.36)

где р_м —давление в кольцевом пространстве между эксплуата­ционной колонной и НКТ; Л_д — расстояние от забоя нефтяного пласта до уровня жидкости в межтрубном пространстве сква­жины.

Из уравнения (VII.33) получим

/1ст=(Рпн-Рпг)/(Р^). (VII.37)

Аналогично, с учетом (VII.34) и (VII.35), высота столба жид­кости в эксплуатирующейся скважине

_h ■ ft.,-q/«-V pSp-**-^ , (VII.38)

т

Из рис. VII.28 очевидно, что газ в НКТ будет поступать при А>Л_Д, когда рабочий клапан находится над уровнем жид­кости в скважине. С учетом требования минимального расхода газа рабочий клапан следует устанавливать вблизи этого уровня (на 20 м выше него) для обеспечения перепада давле­ния на рабочем клапане.

Расчет внутрискважинного газлифта для заданного отбора по жидкости производят в следующем порядке.

1. Определяют место установки рабочего клапана, для чего по (VII.38) рассчитывают Л_д. При этом задаются дебитом газо­вого пласта q, значение которого после последующих расчетов уточняют. Если параметры газового пласта в скважине (а, Ь) не известны, принимают h = h_CT. В последнем случае пуск сква­жины будет более надежным, так как практически всегда Аст>Лд вследствие большей депрессии на забое нефтяного пла­ста, чем газового, при установившемся режиме эксплуатации скважины. В таком случае скважина будет работать при более высоких удельных расходах газа.

2. Рассчитывают давление в трубах р_т на уровне клапана по уравнению (VII.36) с учетом (VII.37) и (VII.38) и что р_м =

= Рзг=л/р²пг~аЯ—bq². Так, при h = h_CT

Рт-Рпг—Q/K. (VII.39)

3. Определяют диаметр НКТ так же, как и в § П. Выби­рают номограммы типа, представленной на рис. VII.21, для планируемого дебита, но разных диаметров. Накладывая кальку на номограммы, находят градиентную кривую, прохо­дящую через точки р_у и р_т, отстоящие друг от друга по глу­бине на (Н_с—А). Выбирают тот диаметр, для которого газо­жидкостное отношение Г будет минимальным.

4. Находят дебит газового пласта q=rQ.

5. Определяют диаметр седла рабочего клапана, обеспечи­вающего расход газа q при перепаде давления р_зг—р_т.