Определение давления на забое остановленной газовой скважины

Определение давления на забое закрытой газовой скважины определяют непосредственно глубинным манометром или вычисляют по известному статическому давлению на устье Р_ст по барометрической формуле Лапласа – Бабине

, (10.1)

где

здесь Р_заб , Р_пл , Р_ст - забойное, пластовое, статическое устьевое давление в МПа соответственно;

– относительная плотность газа по воздуху, б/р;

Т_ср – средняя абсолютная температура газа по стволу скважины, определяем по формуле:

; (10.2)

где Т_заб, Т_у – забойная, устьевая температура в °K;

z_ср – средний коэффициент сверхсжимаемости газа при Т_ср, P_ср.

При расчете Р_заб по Р_ст точное значение P_ср не известно и, следовательно, неизвестен коэффициент z_ср. Для определения z_ср и расчета Р_заб по формуле 10.1 применяем метод последовательных приближений. Порядок расчета следующий:

1. Одним из способов, описанных в разделе 2, определяется значения псевдокритических давления и температуры P_пкр, Т_пкр, например, по рис.2.3;

2. Первое приближение – принимается за , тогда

,

по графику Брауна-Каца (рис. 2.3), определяют и по формуле 10.1 вычисляют ;

3. Второе приближение – вычисляют

; ; ; , ; и т.д.

Третье приближение – вычисляют

; , , , .

Расчеты ведут до тех пор, пока полученное расхождение не влияет на величину z_ср. Обычно второе или третье расхождение оказывается достаточным для получения удовлетворительного значения забойного давления.

Для определения ориентировочных расчетов до глубины 2000 м расчет забойного давления можно проводить по формуле вида:

. (10.3)

Определение давления на забое остановленных нагнетательных скважин

Давление на забое остановленной нагнетательной скважины вычисляют по формуле вида

, (10.4)

где – устьевое статическое давление, МПа;

Н – глубина скважины по вертикали, м;

r_ср – средняя плотность закачиваемой воды, кг/м³.

Давление на забое водозаборной скважины вычисляют по формуле 10.4 с учетом минерализации, газосодержания, температуры и давления, а также коэффициента сжимаемости.

Определение давления на забое работающей газовой скважины

Давление на забое работающей скважины определяют инструментально с помощью глубинного манометра или используют расчетный способ по формуле 10.1 для газовых скважин или формулу 10.4 для водозаборных и нагнетательных скважин по давлению неподвижного столба газа или жидкости, если скважина эксплуатируется по насосно-компрессорным трубкам.

Однако в практике исследований использование неподвижного столба жидкости или газа не всегда представляется возможным. В таких случаях забойное давление газовой скважины определяют по формуле Адамова

, (10.5)

 

где q – гидравлические потери на трение, численно равные:

 

 

,

l – коэффициент гидравлических сопротивлений, б/р;

d_вн – внутренний диаметр фонтанных труб, м;

Q – дебит газа в тыс×м³/сут.

Для практического определения коэффициента гидравлических потерь q используют результаты непосредственных замеров давления подвижного Р_у и неподвижного Р_зат столбов газа на устье скважины при исследованиях на стационарных режимах фильтрации. Используя барометрическую формулу вида:

 

, (10.6)

 

находим давление на забое скважины Р_заб и по формуле (10.5) вычисляем коэффициент гидравлического сопротивления q в виде:

 

. (10.7)

 

Подставив из (10.8) в (10.9) величину и разделив выражение (10.9) на получим:

 

. (10.8)

 

Уравнение (10.8) представляет нелинейную зависимость параболического типа. Функция в значительной степени определяется коэффициентом гидравлических сопротивлений q потоку газа в стволе скважины, который зависит от внутреннего диаметра НКТ.

Статическая обработка расчетных данных позволяет получить аналитическую зависимость вида:

 

, (10.9)

 

которую можно использовать для определения забойного давления по известному устьевому давлению и в последующих расчетах коэффициентов B и q.

Например, зная диаметр НКТ, при заданном дебите Q скважины определим отношение вида . Так как Р_у известно, то по этому условию находим Р_зат, а затем по барометрической формуле 10.9 – забойное давление.