Условия, причины и типы фонтанирования

Под фонтанной эксплуатацией понимается такой способ подъема продукции скважины от забоя на поверхность, при котором располагаемая энергия на забое W3a6 больше или равна энергии, расходуемой на преодоление различных сопро­тивлений W на всей длине скважины в процессе подъема, т.е. Основными источниками естественного фонтанирования являются потенциальная энергия жидкости Wж и газа Wг, выделяющегося из нефти при давлении, меньшем давления насыщения. Таким образом, естественное фонтанирование осуществляется только за счет природной энергии Wn, которой обладает продукция скважины на забое W3a6:

 

В зависимости от соотношения забойного Рз и устьевого Ру давлений с давлением насыщения нефти газом Рнас можно выделить три вида фонтанирования и соответствующие им три типа фонтанных скважин.

1-й тип - артезианское фонтанирование: Рзнас , Рунас , то есть фонтанирование происходит за счет гидростатического напора (рис. 3.3, а). В скважине происходит перелив жидкости, по трубам движется негазированная жидкость. В затрубном пространстве между НКТ 1 и обсадной колонной 2 находится жидкость. Газ выделяется из нефти за пределами скважины в выкидной линии. Такое фонтанирование встречается крайне редко и характерно для пластов с аномально высоким пласто­вым давлением.

 

Рис. 3.3. Типы фонтанных скважин

а - артезианская; б - газлифтная с началом выделения газа в скважине; в - газлифтная с началом выделения газа в пласте; 1 - подъемные трубы; 2 - эксплуатационная колонна.

 

II-й тип - газлифтное фонтанирование с началом выделе­ния газа в стволе скважины: Рзнасу (рис. 3.3, б). В пласте движется негазированная жидкость, а в скважине, начиная с интервала, где давление становится равным давлению насыще­ния, движется газожидкостная смесь. По мере приближения к устью давление снижается, увеличивается количество свобод­ного газа, происходит его расширение, растет газосодержание потока, то есть фонтанирование осуществляется по принципу работы газожидкостного подъемника. При давлении у башмака НКТ Р>Рнас в затрубном пространстве на устье находится газ и затрубное давление Рзатр обычно небольшое (0,1-0,5 МПа). Такой вид фонтанирования присущ большинству фонтанных скважин.

Ш-й тип - газлифтное фонтанирование с началом вы­деления газа в пласте: Рнас3 (рис. 3.3, в), в пласте движется газированная жидкость, на забой к башмаку НКТ поступает газожидкостная смесь. После начала притока основная часть газа увлекается потоком жидкости и поступает в НКТ. Часть газа отделяется и поступает в затрубное пространство, где он накапливается, при этом уровень жидкости снижается и до­стигает башмака НКТ. Со временем наступает стабилизация и уровень устанавливается у башмака НКТ. Затрубное давление газа, как правило, высокое, почти достигает значений Р1 и Р3. Чем меньше расход и вязкость жидкости, больше расход газа у башмака, зазор между НКТ и эксплуатационной колонной, тем больше газа сепарируется в затрубное пространство.

3.5. Подъем жидкости за счет энергии гидро­статического напора

Фонтанирование скважины возможно тогда, когда из пла­ста на забой поступает энергии не меньше, чем требуется ее для подъема флюидов на поверхность. Условие артезианского фонтанирования описывается следующим уравнением:

 

где H - глубина скважины (принимается обычно до середи­ны интервала перфорации); р=(рзу)/2 - средняя плотность жидкости в скважине; рз, ру - плотность жидкости соответствен­но в условиях забоя и устья.

Потери давления на трение Ртр рассчитываются по фор­муле Дарси-Вейсбаха:

где , - коэффициент гидравлических сопротивлений, зависящий от режима движения жидкости и определяемый либо по графикам, либо по формулам; d - внутренний диаметр фонтанных труб, м; w - средняя скорость движения жидкости в трубах, м/с.

Давление Р принимается в зависимости от условий нефтесбора. Оно обеспечивает движение продукции скважины от устья до пункта сбора, зависит от величины потерь давления на гидравлические сопротивления в устьевом оборудовании, системе сбора и т. д.

В силу неразрывности потока длительное фонтанирование возможно при условии равенства расходов притекающей из пласта Qпл и поднимающейся в стволе скважины Qпод жидкостей:

Qпл = Qпод =Q

 

 

Рис. 3.4. Графическая интерпретация условий артези­анского (а) и газлифтного (б) фонтанирования

Штриховкой показаны области возможного фонтаниро­вания

Поскольку приток и подъем жидкости происходит за счет пластовой энергии, то совместная работа пласта и фонтанной скважины будет согласовываться через забойное давление Рз, которое из уравнения притока можно записать:

 

 






Дата добавления: 2017-06-13; просмотров: 5830; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.013 сек.