Определение диаметра газлифтного подъемника

Эта задача формируется следующим образом. Необходимо выбрать опти­маль­ный диаметр газлифтного подъемника для за­данных отбора жидкости, обвод­ненности, глубины скважины, пластового давления, коэффициента про­дук­­тивности или забой­ного давления, газового фактора, устьевого давления, свойств нефти и газа. Последовательность расчета следующая (рис. 4.4.2).

На оси ординат откладывают глубину скважины Н _с и на гори­зонтальной пря­мой, проведенной на этом уровне, откладывают величину забойного дав­ле­ния (р _з).На оси давлений отмечают точку, соответствующую давлению на устье скважины (р _у).По заданным техническим данным скважины и произ­воль­но выб­ранному диаметру труб в приложении находится соответствую­щая таб­ли­ца, которая строится на кальке в виде номограммы (см. рис. 4.4.1). На эту но­мог­рамму накладывается рис. 4.4.2 так, чтобы совпали оси глубин, и пере­ме­ще­нием графика вдоль этой оси необходимо добиться совмещения точки р_з с гра­диент­ной кривой (см. рис. 4.4.1), соответствующей газожидкостному от­но­ше­нию, равному заданному газовому фактору, которая нано­сится на этот рисунок (кри­вая 7). Газожидкостное отношение здесь определяется как отношение объем­ного расхода газа, при­веденного к нормальным условиям, к расходу жид­кос­ти. Далее рис. 4.4.2 перемещается вниз по оси глубин до совмещения точ­ки р_у с кривыми на рис. 4.4.1, соответствующими различным газожидкостным отно­шениям, большим, чем газовый фактор (кривые 2, 3, 4 на рис. 4.4.2). Точки пе­ресечения кривых 2, 3, 4 с кривой 1 указывают возмож­ные глубины (для дан­но­го диа­метра труб) точек ввода газа (Н ₁, Н ₂,, Н ₃)и необходимые для это­го дав­ле­ния (p ₁ , _.p ₂ , p ₃).При этом чем ниже точка ввода, тем ниже удельный расход и вы­ше необ­ходимое давление газа на устье. Это означает, что если выбор диа­мет­ра газлифтного подъем­ника проводить из критерия до­стижения ми­ни­маль­но­го удель­ного расхода, то необходимо ввести ограничение по величи­не давле­ния газа в газлифте. При фиксированном давлении газа по рис. 4.4.2 опре­де­ляют минимальный удельный расход газа при заданном диаметре подъемных труб.

Рис. 4.4.2. Определение диаметра газлифтного подъемника

 

Затем такой же расчет повторяется для другого диаметра труб. Ре­ко­мен­дуют­ся к спуску в скважину трубы, диаметр которых обеспечивает ми­ни­маль­ный удельный расход газа.

 

Расчет глубины установки рабочего клапана

Глубина установки рабочего клапана (точка ввода газа) опре­деляется сле­дую­щим образом (рис. 4.4.3) [20].

Рис. 4.4.3. Расчет глубины точки ввода газа

1. На глубине (Н _с) отмечаются пластовое (Р _пл)и забойное (Р _з) давления. На оси давления наносится точка устьевого давления (Р _у).

2. Накладывают рис. 4.4.3 на но­мограмму распределения давления по ство­лу (типа рис. 4.4.1), которая строится по данным, приведенным в приложении для конкретных ус­ловий скважины и выбранного ди­аметра. Через точку Р₃ про­во­дят кри­вую 1 распределения давления по газлифтному подъемнику ниже точ­ки ввода газа. Для этого совмещают оси глубин (см. рис. 4.4.1 и 4.4.3) и пе­ре­ме­щают рис. 4.4.3 до совпаде­ния точки забойного давления Р ₃ с кривой, соот­ветст­вующей газожид­костному соотношению, равному пластовому газовому фак­тору.

3. Перемещением рис. 4.4.3 вдоль оси глубин совмещают точ­ку устьевого дав­ления (Р _у) с кривой номограммы, соответствую­щей минимальному гра­диен­ту давления (левая огибающая кри­вая на рис. 4.4.1), и наносят эту кривую на рис. 4.4.3 (кривая 2).

Минимальная глубина установки рабочего клапана (точка ввода газа) — точ­ка пересечения кривых 7 и 2

4. Перемещением рис. 4.4.3 (при совмещенных осях глубин) накладывают точ­ку Р _з на кривую с нулевым газосодержанием — кривая 5 (см. рис. 4.4.3). Эта кри­вая используется при расста­новке пусковых клапанов. Кривая 4 показывает ста­тическое рас­пределение давления по глубине, определяемое по плотности жид­кости. Точка пересечения этой кривой с осью глубин дает глубину ста­ти­чес­кого уровня в скважине.

5. Прямая 3 на рис. 4.4.3 показывает распределение давления газа по глу­би­­не. Для построения прямой 3 используют графики, приведенные на рис. 4.4.4 и 4.4.5. Последовательность расчетов следующая. Зная относительную плот­ность газа, среднюю тем­пературу и давление в скважине, по рис. 4.4.5 опре­де­ляют коэф­фициент сжи­маемости газа. Да­лее, по рис. 4.4.5, зная относи­тель­ную плотность га­за, глубину, для которой опре­де­ляет­ся дав­ление, и среднюю темпе­ра­­ту­ру, коэффициент сжимаемости и дав­ление нагнетае­мого газа на устье, опре­деляют дав­ле­ние газа на задан­ной глубине. Пря­мая 3 на рис. 4.4.3, про­ве­ден­ная через эту точку и Р _г на устье, показывает распределение давления газа по глубине с учетом веса его столба.

Рис. 4.4.4. Номограмма для расчета коэффициента сжимаемости

Рис. 4.4.5. Номограмма для расчета давления газа на заданной глубине