Определение диаметра штуцера фонтанной арматуры для установления режима работы скважины

диаметр отверстия устьевого штуцера для фонтанных скважин с большим газовым фактором, определяется по эмпирической формуле Г. Н. Газиева:

                                            (5.9)

где φ - опытный коэффициент, зависящий от величины газового фактора (принимается φ = 1,0 - 1,2); Qг - дебит газа, м³/сут; ρг - плотность газа, кг/м³; Ру - давление на устье скважины перед штуцером, кгс/см² (МПа); Рш - давление за штуцером, кгс/см² (МПа).

Диаметр штуцера можно определить по формуле расхода жидкости через насадку, если газовый фактор невелик или отсутствует:

                                                     (5.10)

Откуда

                                           (5.11)

где Q - расход жидкости, м³/с; μ = 0,7 - 0,9 - коэффициент расхода, зависящий от плотности жидкости; f - площадь насадки, м²; g - ускорение свободного падения; Н - напор, м вод. ст.

Пример расчета диаметра штуцера для фонтанирующей скважины

Задача 5.5.1

Определить диаметр штуцера для фонтанирующей скважины с газовым фактором 90 м³/т и дебитом 100 т/сут, если ρг = 1,16 кг/м³, давление на устье 10 МПа, а давление в выкидной линии должно быть 2 МПа.

Решение

Определим Qг = 90 ·100 = 9000 м³/сут. По формуле (5.9) найдем d:

Задача 5.5.2

Найти диаметр штуцера для скважины с дебитом жидкости 200 м³/сут, если давление на устье - 3,5 МПа, давление в боковом выкиде 1,5 МПа.

Решение

Определим секундный расход жидкости:

Определим потери напора в штуцере

Тогда диаметр отверстия штуцера определим по формуле:

Пример расчета минимального забойного давления фонтанирования

Задача

Определить минимальное забойное давление фонтанирования для следующих условий: глубина скважины 2050 м; внутренний диаметр НКТ 62 мм; противодавление на устье 0,7 МПа; давление насыщения 9,64 МПа; газовый фактор 84,4 м³/т; плотность пластовой нефти ρн пл = 780 кг/м³; плотность дегазированной нефти ρнд = 848 кг/м³; обводненность продукции nв = 32%; плотность пластовой воды ρв = 1140 кг/м³; азот в попутном газе отсутствует.

Примечание. При решении задачи использовать условие фонтанирования.

     (5.12)

1. Определим коэффициент растворимости

2. Трудно ожидать, что минимальное забойное давление для заданных условий будет меньше давления насыщения, поэтому при расчетах используем неравенство (5.13). Определим эффективный газовый фактор

                                  (5.13)

3. Длина газожидкостиого подъемника определяется выражением (5.14). Оценим среднюю плотность нефти по соотношению

                             (5.14)

4. Далее рассчитаем среднюю плотность жидкости на длине газожидкостного подъемника, используя массовую обводненность продукции по формуле (2.18)

5. Определяем вспомогательную величину h,

                (5.15)

6. По формуле (5.15) находим максимальную длину газожидкостного подъемника

7. Далее рассчитаем плотность жидкости по формуле:

8. Минимальное забойной давление фонтанирования найдем по (2.17)

Итак, в данных условиях скважины, оборудованные НКТ с внутренним диаметром 62 мм и обводненные на 32 %, прекратят фонтанирование при с нижении забойного давления до 15 Мпа и менее.