Определение потерь напора в подъемных трубах фонтанных скважин, давления на забое и КПД подъемника

Цель работы: Уметь определять гидравлические потери напора, забойное давление и КПД подъемника при фонтанировании по подъемным трубам и по эксплуатационной колонне.

Задание 1: Определить гидравлические потери напора, забойное давление и КПД подъемника для следующих условий: глубина скважины Н, м; внутренний диаметр эксплуатационной колонны D, мм; внутренний диаметр подъемных труб d, мм; Дебит скважины Q, т/сут.; рабочее давление на устье скважины при фонтанировании по НКТ р_у, МПа; коэффициент продуктивности скважины К, т/сут·МПа; плотность нефти ρ, кг/м³; кинематическая вязкость нефти при средней температуре в скважине 383⁰К , м²/с. Скважина фонтанирует за счет гидростатического напора без выделения свободного газа в подъемных трубах.

Таблица №1 Исходных данных

Параметр	Вариант
1-3	4-6	7-9	10-12	13-15	16-18	19-21	22-24	25-27	28-30
Н, м
D, мм
d, мм	50,3		50,3		50,3		50,3		50,3
Q, т/сут
К,т/сут·МПа

 

Таблица №2 Исходных данных

Вариант	Параметр
ру, МПа	ρ, кг/м3	, м2/с.
1;4;7;10;13;16;19;22;25;28	11,4		10,5·10-6
2;5;8;11;14;17;20;23;26;29	11,5		11·10-6
3;6;9;12;15;18;21;24;27;30	11,2		10·10-6

 

Указания к выполнению задания:

Фонтанирование по НКТ:

 

1. Средняя скорость движения нефти:

2. Критерий Рейнольдса:

 

3. Режим турбулентный. Коэффициент гидравлического сопротивления:

 

4. Гидравлические потери напора при движении нефти по НКТ:

 

 

5. Гидростатическое давление столба нефти в скважине:

 

 

Потери скоростного напора при =____ м/с ничтожно малы, поэтому ими пренебрегаем.

 

6. Забойное давление:

 

7. КПД подъемника при фонтанировании по НКТ:

 

8. Перепад давления на забое:

 

 

9. Пластовое давление:

 

10. Общий КПД фонтанирования (при движении нефти из пласта на поверхность)

 

Фонтанирование по эксплуатационной колонне (в расчетах вместо d НКТ подставляем D _ЭК)

При фонтанировании скважины при том же дебите и забойном давлении по эксплуатационной колонне уменьшатся гидравлические сопротивления и повысится устьевое давление.

11. По формуле (1) находим среднюю скорость движения нефти.

12. По формуле (2) определяем критерий Рейнольдса.

13. Режим турбулентный. Коэффициент гидравлического сопротивления находим по формуле (3).

14. По формуле (4) определяем величину гидравлических потерь при движении нефти по ЭК.

 

15. Устьевое давление:

 

16. КПД подъемника при фонтанировании по эксплуатационной колонне (без учета потерь нефти в штуцере) находим по формуле (5).

 

Вывод: Из рассмотренного решения видно, что при фонтанировании по эксплуатационной колонне вследствие уменьшения гидравлических сопротивлений буферное давление повышается на _____ МПа (разность между давлениями на устье), в результате чего удлиняется период фонтанирования и создается возможность увеличения депрессии и дебита скважины. Но практически это возможно только в частном случае, когда для освоения скважины не требуется спускать фонтанные трубы (из-за высокого пластового давления в условиях водонапорного режима), отсутствует вынос песка и забойное давление больше давления насыщения нефти газом.

 

Контрольные вопросы:

1. Назначение и устройство НКТ.

2. Как проводится изменение дебита фонтанной скважи­ны?

3. Как устанавливается технологический режим работы фонтанной скважины?

4. Какие осложнения возникают при эксплуатации фон­танных скважин?

5. Методы борьбы с отложениями парафина при работе фонтанных скважин.

6. Основные средства автоматизации фонтанных сква­жин.

7. Что включает в себя комплекс скважинного оборудова­ния?

8. Что включает в себя обслуживание фонтанных сква­жин?