РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СКВАЖИН, РАБОТАЮЩИХ В РЕЖИМЕ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ОТКАЧКИ

Для выбора режима периодической откачки АзНИПИнефтыо и СибНИИНП разработаны и предложены методики, имеющие, однако, ограниченную область применения. Так, методика АзНИПИнефти ориентирована на подбор режима только вертикальных скважин, в ней не учитывается влияние изменения давления на приеме насоса на коэффициент подачи. В работе СибНИИНП хотя и дана зависимость параметров периодической эксплуатации от угла наклона ствола скважины, однако влияние изменения давления на приеме насоса на подачу также не учтено.

В силу указанных причин в настоящее время подбор обору­дования и выбор режима эксплуатации скважин при периоди­ческой откачке производят интуитивно с корректировкой в процессе эксплуатации на каждой отдельно взятой скважине. При этом основным критерием является обеспечение надежности работы оборудования, в частности исключение чрезмерного перегрева полированного штока и интенсивного износа саль­никовых уплотнений.

С целью максимизации годового дебита скважины и миними­зации трудовых затрат при выборе рационального режима от­качки в БашНИПИнефти разработана методика, учитывающая наклон ствола скважины и переменный коэффициент подачи насоса [15].

В связи с тем, что в скважинах, относящихся к категории малопродуктивных, в подавляющем большинстве случаев отсут­ствуют данные о коэффициенте продуктивности, в методике предусмотрен расчет этого коэффициента по существующему режиму работы скважины и насосного оборудования. Коэффициент продуктивности скважины, работающей в режиме периодической откачки, можно определить по формуле

(106)

где γ_см - удельный вес добываемой жидкости, т/м³; (h_скв -глубина скважины по вертикали, м; h_дин - динамический уро­вень жидкости, м); h_п - глубина подвески насоса по верти­кали, м; р_пл - пластовое давление, 10*МПа; с, k - эмпири­ческие коэффициенты, учитывающие влияние изменения динами­ческого уровня на коэффициент подачи насоса, полученные аппроксимацией графиков, приведенных в работе Ю.Г. Валишина.

Расчет технологических параметров периода накопления производят исходя из времени накопления.

Уровень накопленной в скважине жидкости

(107)

где t_нак - время накопления, ч; S_K - площадь кольцевого сечения затрубного пространства, м².

Расчет параметров периода накопления В процессе накопления уровень жидкости в скважине меняет­ся от h_ж до h₀.

Уровень жидкости h_ж является началом процесса накопления и концом процесса откачки.

(108)

Уравнение сохранения массы несжимаемой жидкости запишем в виде

(109)

где S_кdh - увеличение объема жидкости при повышении уровня на ∆h; q_npdt - количество жидкости, поступившей из пласта в скважину за время ∆t.

где D_э - внутренний диаметр эксплуатационной колонны, м; D_нкт - наружный диаметр насосно-компрессорных труб, м.

(110)

Продифференцируем уравнение (110):

(111)

Подставляя (111) в уравнение (109) и интегрируя, получаем

(112)

где t_нак - время накопления.

Отсюда следует, что дебит притекающей из пласта в сква­жину жидкости во время накопления снижается по экспонен­циальному закону. Уровень жидкости в скважине возрастает по экспоненциальному закону от времени накопления

(113)

Объем накопленной жидкости в скважине

(114)

Расчет параметров периода откачки

В процессе откачки уровень жидкости в скважине снижается от h до h_ж.

Уравнение сохранения массы несжимаемой жидкости запишем в виде

(115)

где S_кdh - изменение объема жидкости при откачке с учетом продолжающегося притока; q_насdt - уменьшение объема при откачке за время ∆t; q_npdt - изменение объема при продолжающемся притоке за время ∆t. Подача насоса определяется уравнением

(116)

Время откачки рассчитывают с учетом продолжающегося при­тока и изменения коэффициента подачи насоса при изменении динамического уровня.

(117)

С другой стороны, из уравнения (107) получим зависимость дебита притока от времени откачки в виде

(118)

Решая (118), определим дебит притока за период откачки. Объем притекающей жидкости во время откачки