Расчет пускового давления

рис. 2.6.1-Зависимость изменения давления во время пуска и параллельной работы газлифтной скважины.

Формулы:

В соответствии со схемой на рис. 2.6.1 давление у башмака подъемника равно:

(2.6.1)

Где - плотностью жидкости, кг/м3;

h11 –погружение башмака под с татическийуровень жидкости, м.

Как следует из предыдущего изложения, при положении границы раздела «газ-жидкость» у башмака давление максимально и называется пусковым

(2.6.2)

где - превышает столба жидкости а НКТ и затрубном пространстве за счет вытеснения части жидкости из кольцевого зазора «воздушные трубы- подъемник» газом,м.

Рис. 2.6.2

Задачу будем рассматривать с частичным поглощением жидкости пластом. Обозначим отношение объема жидкости, поглощенной пластом Vжи, к объему вытесняемой жидкости Vжичерез и назовем это отношение коэффициентом поглощения жидкости пластом :

(2.6.3)

Как видно из схемы рис.2.6.2,общий объем вытесняемой жидкости равен:

(2.6.4)

Где -часть объема жидкости, вытесняемой из межтрубного пространства в подъемник (НТК), ;

- часть объема жидкости, вытесняемой из межтрубного пространства в затрубное пространство, .

С учетом выражения (2.6.3) пекрепишем (2.6.4)

(2.6.5)

Как видно из схемы рис.2.6.2.:

(2.6.6)

Где - суммарная площадь поперечного сечения кольцевого пространства между обсадной колонной и воздушными трубами (затрубногопространчтва)и поперечного сечения подъемника (площадь поперечного сечения того объема, куда вытесняется жидкость), .

Приравнивая левую часть (2.6.5) к правой части (2.6.6) получаем:

(2.6.7)

Полный объем вытесняемой из жидкости при закачке газа равен:

(2.6.8)

Где - площадь поперечного сечения межтрубного пространства, в котором закачивается газ,

Подставляя (2.6.8) в (2.6.7), получаем:

(2.6.9)

Заменяя в выражении (2.6.2) выражением (2.6.9), получаем зависимость для расчета пускового давления при принятых ограничениях:

(2.6.10)

Не следует забывать, что полученная зависимость справедлива при оттеснении статического уровня до башмака подъемника. Анализ выражения (8.10) показывает, что пусковое давление при прочих неизменных условиях определяется соотношением , которое, в свою очередь, зависит от типа закачки (прямая или обратная) и диаметра используемых труб.

Рассмотрим влияния типа закачки на пусковое давление при неизменных остальных параметрах.

Для прямой казачки:

(2.6.11)

Где D –соответственно диаметр воздушных труб, подьемника и обсадной колонны, м.

Для обратной закачки:

(2.6.12)

Проведем численную оценку, принимая:

Т.е. для данного случая пусковое давление при обратной закачке меньше, чем при прямой. Анализ выражения (2.6.11) показывает, что (при прочих неизменных условиях) при прямой закачке, если увеличивать диаметр воздушных труб, то увеличивается; следовательно, увеличивается и пусковое давление. В то же время при обратной закачке (при прочих неизменных условиях), как это следует из выражения (2.6.12), диаметр воздушных труб не влияет на пусковое давление.

Найдем условие, при котором пусковое давление при прямой и обратной закачках будет одинаковым. Приравнивая выражения (2.6.11) и (2.6.12), получим:

(2.6.13)

Т.е., если диаметр воздушных труб больше в раз диаметра подъемника, то пусковое давление будет одинаковым независимо от типа закачки.

Действительно, для рассматриваемого числового примера примем:

тогда

Таким образом, при условии (2.6.13) и при прочих неизменных условиях пусковое давление при прямой и обратной закачках будет одинаковым и равным 11,5 Мпа.

Более того, при пусковое давление при прямой закачке будет меньшим, чем при обратной. Допустим =0,08 м. в этом случае а пусковое давление равно 11,07Мпа.

Анализ полученных выражений показывает, что при прочих не изменных условиях:

При прямой закачке

- чем больше диаметр воздушных труб, тем больше пусковое давление;

- чем больше диаметр подъемника, тем больше пусковое давление.

Таким образом, пусковое давление зависит не только от плотности жидкости, погружения под статический уровень, коэффициента поглощения жидкости пластом и типа закачки, но и от соотношения диаметров используемых труб.

Для однорядного подъемного подъемника расчет пускового давления ведется также по зависимости (8.10); при этом соотношения таковы:

Прямая закачка

(2.6.14)

Обратная закачка

(2.6.15)

Анализ выражений (2.6.14) и (2.6.15) показывает:

-увеличение диаметра подъемника при прямой закачке приводит к снижению и, следовательно, к снижению пускового давления;

-увеличение диаметра подъемника при обратной закачке приводит к увеличению, пускового давления.

Приравнивая выражения (2.6.14) и (2.6.15), получим условие соотношения диаметров скважин и подъемника, при котором пусковое давление одинаково при прямой и обратной закачках:

(2.6.16)

Т.е. диаметров подъемника в раз должен быть меньше диаметра скважины.

Влияние толщины стенок используемых труб на пусковое давление может быть выполнено с учетом следующих зависимостей:

-прямая закачка

(2.6.17)

Обратная закачка

(2.6.18)

-однородный подъемник

Прямая закачка

(2.6.19)

Обратная закачка

(2.6.20)

Где - соответственно внутренний и наружный диаметр подъемника, м;

- соответственно внутренний и наружный диаметр воздушных труб, м;

- внутренний диаметр обсадной колонны, м.

В процессе пуска газлифтной скважины глубина спуска башмака подъемника H6 может быть таковой, что в процессе продавки вытесняемая жидкость полностью заполняет объем системы – газ еще не достигла башмака подъемника. В этом случае жидкость поступает в систему сбора продукции, давление в которой обозначим , а пусковое давление рассчитывается по формуле:

(2.6.21)

И, наконец, последнее замечание: пускового давление, рассчитываемое по вышеприведенным зависимостям, приведено к башмаку подъемника. Приведение его к устью скважины связано с расчетом потерь на трение и веса столба закачиваемого газа.

Дата добавления: 2015-08-18