Gassbrønner utnyttes ved bruk av fontenemetoden, d.v.s. ved bruk av formasjonsenergi. Beregningen av heisen kommer ned til å bestemme diameteren på fontenerørene. Det kan bestemmes ut fra betingelsene for fjerning av faste og flytende partikler i bunnhullet eller for å sikre maksimalt brønnhodetrykk (minimum trykktap i brønnhullet ved en gitt strømningshastighet).
Fjerningen av faste og flytende partikler avhenger av gasshastigheten. Når gassen stiger i rørene, øker hastigheten på grunn av økningen i gassvolum når trykket avtar. Beregningen utføres for forholdene til fontenerørskoen. Dybden av løpende rør inn i brønnen tas med i betraktning de produktive egenskapene til formasjonen og teknologisk modus brønndrift.
Det anbefales å senke rørene til de nedre perforeringshullene. Hvis rørene senkes til de øvre perforeringshullene, øker gassstrømningshastigheten i produksjonsstrengen overfor den perforerte produktive formasjonen fra bunn til topp fra null til en viss verdi. Dette betyr at i nedre del og opp til skoen er fjerning av faste og flytende partikler ikke sikret. Derfor blir den nedre delen av formasjonen avskåret av en sandholdig leireplugg eller væske, og brønnens produksjonshastighet avtar.
Vi bruker loven i gassstaten Mendeleev - Clapeyron
Ved en gitt brønnstrømningshastighet er gasshastigheten ved rørskoen lik:
hvor Q 0 er brønnstrømningshastigheten under standardforhold (trykk P 0 = 0,1 MPa, temperatur T 0 = 273 K), m 3 / dag;
P Z, T Z - trykk og temperatur på gassen i bunnen, Pa, K;
zo, zз - henholdsvis gass under betingelser T 0, P 0 og T, P;
F - strømningsareal av fontenerør, m 2
d - diameter (intern) av fontenerør, m.
Basert på formlene for å beregne den kritiske hastigheten for fjerning av faste og flytende partikler og i henhold til eksperimentelle data, er minimumshastigheten vcr for fjerning av faste og flytende partikler fra overflaten 5 - 10 m/s. Deretter er den maksimale diameteren til rørene der stein- og væskepartikler føres til overflaten:
Under drift av gasskondensatbrønner frigjøres flytende hydrokarboner (gasskondensat) fra gass, som skaper en tofasestrøm i fontenerørene. For å forhindre akkumulering av væske i bunnen og en reduksjon i strømningshastighet, må en gasskondensatbrønn drives med en strømningshastighet som ikke er mindre enn den minste tillatte, for å sikre fjerning av gasskondensat til overflaten. Verdien av denne strømningshastigheten bestemmes av den empiriske formelen:
hvor M er molekylmassen til gassen. Deretter rørdiameteren:
Ved bestemmelse av diameteren til fontenerørene, for å sikre minimalt trykktap i brønnhullet, er det nødvendig å sørge for at de reduseres i brønnhullet til et minimum slik at gassen strømmer til brønnhodet med høyest mulig trykk. Da vil kostnadene ved gasstransport reduseres. Bunnhulls- og brønnhodetrykket til en gassbrønn er knyttet til hverandre ved formelen til G.A. Adamov.
hvor P2 er trykket ved brønnhodet, MPa;
e er grunnlaget for naturlige logaritmer;
s er eksponenten lik s = 0,03415 s g L / (T avg z ap);
c g er den relative tettheten av gass i luft;
L - lengde på fontenerør, m;
d - rørdiameter, m;
T av - gjennomsnittlig gasstemperatur i brønnen, K;
Qo - brønnstrømningshastighet under standardforhold, tusen m 3 /dag;
l - koeffisient for hydraulisk motstand;
z av - gass ved gjennomsnittstemperatur T av og gjennomsnittlig trykk P av = (Pz + P 2) / 2.
Siden P Z er ukjent, bestemmes z cf av metoden for suksessive tilnærminger. Så, hvis brønnstrømningshastigheten Qo og det tilsvarende bunnhullstrykket P3 er kjent fra resultatene av gassdynamiske studier, ved et gitt trykk ved brønnhodet P2, bestemmes diameteren til fontenerørene fra formelen i formen:
Den faktiske diameteren til fontenerørene velges under hensyntagen til standarddiametre. Merk at i beregninger basert på to forhold er den avgjørende faktoren fjerning av steinpartikler og væske til overflaten. Hvis brønnstrømningshastigheten er begrenset av andre faktorer, er beregningen basert på betingelsen om å redusere trykktapene til minst mulig verdi fra et teknologisk og teknisk synspunkt. Noen ganger, for en gitt rørdiameter, ved bruk av de skrevne formlene, bestemmes brønnstrømningshastigheten eller trykktapet i brønnhullet.
Beregningen av heisen kommer ned til å bestemme diameteren på pumpe- og kompressorrørene (tabell 18 A i vedlegg A). Innledende data: brønnstrømningshastighet under standardforhold Q o = 38,4 tusen m 3 /dag = 0,444 m 3 /s (trykk Po = 0,1 MPa, temperatur To = 293 K); bunnhullstrykk Р з = 10,1 MPa; brønndybde H = 1320 m; under standardbetingelser z o = 1; kritisk hastighet for fjerning av faste og flytende partikler til overflaten x cr = 5 m/s.
1) Brønntemperatur T bestemmes av formelen:
T = N? G, (19)
hvor H er brønndybden, m
G - geotermisk gradient.
2) Gaz z vil bli bestemt ved å bruke den brune kurven (Figur 6 B i vedlegg B). For å gjøre dette finner vi det reduserte trykket P pr og temperaturen T pr:
hvor Ppl - reservoartrykk, MPa
P cr - kritisk trykk, MPa
For metan P cr = 4,48 MPa
hvor T cr - kritisk temperatur, TIL
For metan T cr = - 82,5? C = 190,5 K
Gai bunnen z z = 0,86 er bestemt fra figur 6 B (vedlegg B).
1) Diameter på pumpe-kompressor...
- - daglig gassvolum q, nm 3 / dag,
- - start- og slutttrykk i gassrørledningen P 1 og P 2, MPa;
- - start- og slutttemperaturer t 1 og t 2, o C;
- - konsentrasjon av fersk metanol C 1, vekt%.
Beregning av individuelle metanolforbruksrater for teknologisk prosess når du forbereder og transporterer natur- og oljegass for hver seksjon, utføres det i henhold til formelen:
H Ti = q f + q g + q c, (23)
hvor H Ti er den individuelle forbrukshastigheten av metanol for den i-te delen;
q w - mengden metanol som kreves for å mette væskefasen;
q g er mengden metanol som kreves for å mette gassfasen;
q k er mengden metanol som kreves for å mette kondensatet.
Mengden metanol q l (kg/1000 m3) som kreves for å mette væskefasen, bestemmes av formelen:
hvor DW er mengden fuktighet tatt fra gassen, kg/1000 m 3 ;
C 1 - vektkonsentrasjon av innført metanol, %;
C 2 - vektkonsentrasjon av metanol i vann (konsentrasjon av avfallsmetanol ved enden av seksjonen der hydrater dannes), %;
Fra formel 24 følger det at for å bestemme mengden metanol for å mette væskefasen, er det nødvendig å kjenne gassfuktigheten og konsentrasjonen av metanol på to punkter: i begynnelsen og på slutten av seksjonen der hydratdannelsen er mulig.
Fuktighet av hydrokarbongasser med en relativ tetthet (i luft) på 0,60, uten nitrogen og mettet med ferskvann.
Etter å ha bestemt gassfuktigheten i begynnelsen av seksjon W 1 og på slutten av seksjon W 2, finn mengden fuktighet DW som frigjøres fra hver 1000 m 3 gass som passerer:
DW = B 2 - B 1 (25)
La oss bestemme fuktigheten ved å bruke formelen:
hvor P er gasstrykk, MPa;
A er en koeffisient som karakteriserer fuktigheten til en ideell gass;
B er en koeffisient avhengig av sammensetningen av gassen.
For å bestemme konsentrasjonen av brukt metanol C2, bestemme først likevektstemperaturen T (° C) for hydratdannelse. For å gjøre dette, bruk likevektskurver for dannelse av gasshydrater med forskjellige tettheter (figur 7 B i vedlegg B) basert på gjennomsnittstrykket ved metanolforsyningsseksjonen:
hvor P 1 og P 2 er trykket i begynnelsen og slutten av seksjonen, MPa.
Etter å ha bestemt T, finn mengden av reduksjon i DT for likevektstemperaturen som er nødvendig for å forhindre hydratdannelse:
DT = T - T 2, (28)
der T 2 er temperaturen på slutten av seksjonen der hydrater dannes, ° C.
Etter å ha bestemt DT, i henhold til grafen i figur 8 B (vedlegg B), finner vi konsentrasjonen av behandlet metanol C 2 (%).
Mengde metanol (q g, kg/1000 m 3) nødvendig for metning gassformig medium, bestemmes av formelen:
q g = k m C 2, (29)
hvor km er forholdet mellom metanolinnholdet som kreves for å mette gassen og metanolkonsentrasjonen i væsken (metanolløselighet i gass).
Koeffisienten k m bestemmes for forholdene i enden av strekningen hvor hydratdannelse er mulig, i henhold til figur 9 B (vedlegg B) for trykk P 2 og temperatur T 2.
Mengden metanol som tilføres (tabell 20 A - 22 A i vedlegg A) som tar hensyn til strømningshastigheten, bestemmes av formelen.
BEREGNING AV PRODUKSJON AV GASSBRØNNER MED HORISONTAL ENDE Ushakova A.V.
Ushakova Anastasia Vadimovna - masterstudent, Institutt for utvikling og drift av olje- og gassfelt, Tyumen industriuniversitet, Tyumen
Sammendrag: for å rettferdiggjøre driftsmodusen til en brønn og forutsi utviklingsparametere, er det først og fremst nødvendig å beregne produktiviteten til brønnen - for å etablere forholdet mellom brønnstrømningshastigheten og depresjonen. Brønnstrømningshastigheten, så vel som dybden av formasjonen som boring planlegges i, påvirker brønndesignet i tillegg, når du velger en design, er det nødvendig å sikre en minimumsverdi av trykktap langs brønnhullet. Ved horisontal (flat) brønn opptrer trykktap også i den horisontale delen av brønnhullet. Denne artikkelen beskriver hovedtyper av hydraulisk motstand som oppstår når gass beveger seg til en horisontal brønn, og gir metoder for å beregne innstrømningsprofilen og strømningshastigheten til en horisontal brønn.
Stikkord: horisontal gassbrønn, innstrømningsprofil, trykktap.
Spørsmålet om gasstilstrømning til horisontale brønner ble behandlet av Z.S. Aliev, V.V. Sheremet, V.A. Chernykh, Sokhoshko S.K. , Telkov A.P. .
Hovedvanskene med analytiske løsninger på problemer med innstrømning til horisontale brønner er assosiert med det ikke-lineære forholdet mellom trykkgradienten og filtreringshastigheten, samt bestemmelsen av friksjonstap under bevegelsen av gass og gass-kondensatblanding i en horisontal brønn, spesielt med betydelige strømningshastigheter og lange brønnlengder.
Sokhoshko S.K. identifiserer 3 grupper av arbeider viet produktiviteten til horisontale gassbrønner:
1 Relativt nøyaktig beslutning om gassinnstrømning til en horisontal brønn med et lineært forhold mellom trykkgradient og filtreringshastighet;
2. En omtrentlig løsning på problemet med gassinnstrømning til en horisontal brønn med et ikke-lineært forhold mellom trykkgradienten og filtreringshastigheten;
3 Nøyaktig numerisk løsning på problemet med gassinnstrømning til en horisontal brønn under en ikke-lineær filtreringslov, fastsatt i arbeidet og den lineære loven;
Ulempen med disse arbeidene er at de antar et konstant bunnhullstrykk langs lengden av en horisontal brønnboring, og heller ikke tar hensyn til påvirkningen av brønnhodetrykk på produktiviteten til horisontale brønner. Som et resultat ble det oppnådd et direkte forhold mellom produktivitet og lengden på den horisontale seksjonen.
Det hevder imidlertid mange forskere denne ordningen Ytelsesberegningen er grunnleggende feil. For horisontale brønner er kunnskap om fordelingen av bunnhullstrykk langs brønnhullet viktigere enn for vertikale brønner. Dette skyldes det faktum at arealet av dreneringssonen i en horisontal brønn er større sammenlignet med en vertikal.
En av løsningene, som tar hensyn til endringen i bunnhullstrykk ved beregning av produktivitet, ble oppnådd av Z.S. Aliyev og A.D. Sedykh. Også løsningen av innstrømningsprofilen for første gang tar hensyn til alle typer hydraulisk motstand, inkludert lokal motstand perforeringer, deres plassering og tetthet, samt å ta hensyn til helningsvinkelen for en horisontal gassbrønn, ble oppnådd av S.K. .
| 37 | Moderne innovasjoner nr. 2(30) 2018
Bibliografi
1. Aliev Z.S., Sheremet V.V. Bestemmelse av produktiviteten til horisontale brønner som penetrerte gass- og gassoljeformasjoner M.: Nedra, 1995.
1Metoder for å bestemme maksimale vannfrie strømningshastigheter for gassbrønner i nærvær av en skjerm og tolke resultatene av å studere slike brønner er ikke tilstrekkelig utviklet. Til dags dato er spørsmålet om muligheten for å øke de maksimale vannfrie strømningshastighetene til brønner som tapper gassførende formasjoner med bunnvann ved å lage en kunstig skjerm heller ikke fullt ut studert. Her presenterer vi en analytisk løsning på dette problemet og vurderer tilfellet når en ufullkommen brønn penetrerte en jevnt anisotrop sirkulær formasjon med bunnvann og drives i nærvær av en ugjennomtrengelig skjerm. En omtrentlig metode er utviklet for å beregne maksimal vannfri strømningshastighet for vertikale gassbrønner under en ikke-lineær filtreringslov, på grunn av tilstedeværelsen av en ugjennomtrengelig bunnhullsskjerm. Det er fastslått at verdien av den maksimale vannfrie strømningshastigheten ikke bare avhenger av silens størrelse, men også av dens vertikale posisjon i den gassmettede formasjonen; den optimale skjermposisjonen ble bestemt, og karakteriserte den høyeste maksimale strømningshastigheten. Praktiske beregninger ble gjort ved hjelp av spesifikke eksempler.
beregningsmetode
vannfri strømningshastighet
vertikal brønn
gassbrønn
1. Karpov V.P., Sherstnyakov V.F. Arten av fasepermeabiliteter i henhold til feltdata. NTS for oljeproduksjon. – M.: GTTI. – nr. 18. – S. 36-42.
2. Telkov A.P. Underjordisk væskedynamikk. – Ufa, 1974. – 224 s.
3. Telkov A.P., Grachev S.I. og andre trekk ved utviklingen av olje- og gassfelt (del II). – Tyumen: fra UNOPIKBS-T, 2001. – 482 s.
4. Telkov A.P., Stklyanin Yu.I. Dannelse av vannkjegler under olje- og gassproduksjon. – M.: Nedra, 1965.
5. Stklyanin Yu.I., Telkov A.P. Innstrømning til et horisontalt avløp og en ufullkommen brønn i et båndlignende anisotropt reservoar. Beregning av maksimal vannfri strømningshastighet. PMTF AS USSR. – nr. 1. – 1962.
Denne artikkelen gir en analytisk løsning på dette problemet og vurderer tilfellet når en ufullkommen brønn penetrerte en jevnt anisotrop sirkulær formasjon med bunnvann og drives i nærvær av en ugjennomtrengelig skjerm (figur 1). Vi tror at gassen er ekte, gassbevegelsen er jevn og adlyder den ikke-lineære filtreringsloven.
Figur 1. Tre-sone skjema for gassstrøm til en ufullkommen brønn med en skjerm
Basert på de aksepterte forholdene, vil ligningene for gasstilstrømning til brønnen i henholdsvis sonene I, II, III ha formen:
; 
; (2)
; 
; , (3)
hvor a og b er bestemt av formlene. De resterende symbolene er vist i diagrammet (se figur 1). Ligninger (2) og (3) in i dette tilfellet beskriv tilsiget til henholdsvis forstørrede brønner med radier rе og (rе+ho).
Stabilitetstilstanden ved gass-vann-grensesnittet (se linje CD) i henhold til Pascals lov vil bli skrevet av ligningen
der ρв er tettheten til vann, er kapillærtrykket som en funksjon av metning med vann ved gass-vann-grensesnittet.
Ved å løse felles (1)-(3), etter en rekke transformasjoner, får vi innstrømningsligningen
Fra fellesløsningen av (2) og (4) får vi en kvadratisk ligning for den dimensjonsløse begrensende strømningshastigheten, hvor en av røttene, tatt i betraktning (7) og etter en rekke transformasjoner, er representert ved uttrykket:
Hvor 
(7)
(8)
Overgangen til dimensjonsgrensen for vannfri strømningshastighet utføres i henhold til formlene:
(9)
hvor er det veide gjennomsnittstrykket i gassreservoaret.
Tabell 1
Verdier for filtreringsmotstand på grunn av skjermen nederst
Ytterligere filtreringsmotstander 
Og 
, på grunn av skjermen, beregnes på en datamaskin ved hjelp av formler (6), tabellert (tabell 1) og presentert i grafer (figur 2). Funksjon (6) beregnes på en datamaskin og presenteres grafisk ved (Figur 3). Maksimal depresjon kan fastsettes ved å bruke innstrømningsligningen (4.4.4) ved Q=Qpr.
Fig.2. Filtreringsmotstander Og , forårsaket av skjermen ved et stabilt gass-vann-grensesnitt
Fig.3. Avhengighet av den dimensjonsløse begrensende strømningshastigheten qpr av den relative åpningen ved parameterne ρ=1/æ* og α
Figur 3 viser avhengigheten av den dimensjonsløse maksimale strømningshastigheten q av åpningsgraden for parameterne Re og α. Kurvene viser at med økende skjermstørrelse (<20) безводные дебиты увеличиваются. Максимум на кривых соответствует оптимальному вскрытию пласта, при котором можно получить наибольший предельный безводный дебит для заданного размера экрана. С увеличением параметра ρ=1/æ* (уменьшением анизотропии) предельный безводный дебит увеличивается, а уменьшение безводного дебита для малых вскрытий объясняется увеличением фильтрационных сопротивлений, обусловленных экраном на забое.
Eksempel. Gasshetten i kontakt med bunnvannet tappes. Det er nødvendig å bestemme: den maksimale strømningshastigheten til en gassbrønn, begrenser gjennombruddet til GWK til bunnen og den maksimale strømningshastigheten i nærvær av en ugjennomtrengelig skjerm.
Startdata: Rpl=26,7 MPa; K=35,1·10-3 µm2; Ro = 300 m; ho = 7,2 m; =0,3; =978 kg/m3; =210 kg/m3 (i reservoarforhold); æ*=6,88; =0,02265 MPa s (i reservoarforhold); Tm = 346 K; Tst=293 K; rotte=0,1013 MPa; rе=ho=7,2 m og rе=0,5ho=3,6 m.
Bestemme plasseringsparameteren
Fra grafene finner vi den dimensjonsløse maksimale vannfrie væskestrømningshastigheten q(ρо,)q(6.1;0.3)=0.15.
Ved hjelp av formel (9) beregner vi:
Qo=52.016 tusen m3/dag; tusen m3/døgn
Vi bestemmer dimensjonsløse parametere i nærvær av en skjerm:
Ved å bruke grafene (se figur 2) eller tabellen finner vi ytterligere filtreringsmotstander: C1= C1(0,15;0,3;1)=0,6; C2= C2(0,15;0,3;1)=3,0.
Ved å bruke formel (7) finner vi den dimensjonsløse parameteren α=394,75.
Ved å bruke formel (9) beregner vi strømningshastigheten, som utgjorde Qo47,9 tusen m3/dag.
Beregninger ved bruk av formlene (7) og (8) gir: X=51,489 og Y=5,773·10-2.
Den dimensjonsløse maksimale strømningshastigheten, beregnet ved bruk av formel (6), er lik q=1,465.
Vi bestemmer den dimensjonale grensestrømningshastigheten bestemt av skjermen fra forholdet Qpr=qQo=1.465·47.970.188 tusen m3/dag.
Den beregnede maksimale strømningshastigheten uten skjerm med lignende startparametre er 7,8 tusen m3/dag. Således, i det aktuelle tilfellet, øker tilstedeværelsen av en skjerm den maksimale strømningshastigheten med nesten 10 ganger.
Hvis vi tar rе=3,6 m; de. halvparten av størrelsen enn den gassmettede tykkelsen, da får vi følgende designparametere:
2; Cl=1,30; C2=5,20; X=52,45; Y=1,703-10-2; q=0,445 og Qpr=21,3 tusen m3/dag. I dette tilfellet øker den maksimale strømningshastigheten med bare 2,73 ganger.
Det skal bemerkes at den maksimale strømningshastigheten ikke bare avhenger av størrelsen på skjermen, men også av dens vertikale posisjon av den gassmettede formasjonen, dvs. fra relativ åpning av formasjonen, hvis skjermen er plassert rett foran bunnen. Studiet av løsning (6) viste at det er en optimal skjermposisjon, avhengig av parametrene ρ, α, Re, som tilsvarer den høyeste maksimale strømningshastigheten. I den betraktede oppgaven er den optimale åpningen =0,6.
Vi aksepterer ρ=0,145 og =1. Ved å bruke den beskrevne metoden får vi de beregnede parameterne: C1 = 0,1; C2=0,5; X=24,672; Y=0,478.
Vi bestemmer den dimensjonsløse strømningshastigheten:
q=24,672(-1) 5,323.
Den dimensjonale grensestrømningshastigheten er funnet ved formel (9)
Qpr=qQo=5,323·103=254,94 tusen m3/dag.
Dermed økte strømningshastigheten sammenlignet med den relative åpningen =0,3 med 3,6 ganger.
Metoden som presenteres her for å bestemme den maksimale vannfrie strømningshastigheten er omtrentlig, siden den tar hensyn til stabiliteten til kjeglen, hvis topp allerede har nådd skjermradiusen rе.
Med løsningene ovenfor får vi formler for å bestemme q() for en ufullkommen gassbrønn under betingelsene for en ikke-lineær filtreringslov, tatt i betraktning ytterligere filtreringsmotstander. Disse formlene vil også være omtrentlige, og en overestimert verdi av maksimal vannfri strømningshastighet beregnes ut fra dem.
For å konstruere en to-term ligning for gassinnstrømning under forhold med en ekstremt stabil kjegle av bunnvann, er det nødvendig å kjenne filtreringsmotstanden under disse forholdene. De kan bestemmes basert på Masket-Charny-teorien om stabil kjegle. Ligningen av strømlinjen som begrenser området for romlig bevegelse til en ufullkommen brønn i en homogen anisotropisk formasjon, når toppen av kjeglen allerede har brutt gjennom til bunnen av brønnen, i samsvar med teorien om fristrømsbevegelse , vil vi skrive i skjemaet
(10)
hvor q= er den dimensjonsløse maksimale vannfrie strømningshastigheten, bestemt ved bruk av de gitte (kjente) omtrentlige formlene og grafene; - dimensjonsløs parameter.
Ved å uttrykke filtreringshastigheten i form av strømningshastighet, erstatte grensesnittligningen (10) i differensialligningen (1), ta hensyn til loven for gasstilstanden og integrere overtrykk P og radius r innenfor passende grenser, får vi en innstrømning likning av formen (12) og formel (13), der bør aksepteres:
; , (11)
(12)
der Li(x) er integrallogaritmen, som er relatert til integralfunksjonen ved avhengigheten .
(13)
For x>1 divergerer integral (13) ved punktet t=1. I dette tilfellet må Li(x) forstås som verdien av det upassende integralet. Siden metodene for å bestemme dimensjonsløse begrensende vannfrie strømningshastigheter er velkjente, er det åpenbart ikke behov for å tabulere funksjoner (11) og (12).
1. En omtrentlig metode er utviklet for å beregne maksimale vannfrie strømningshastigheter for vertikale gassbrønner under en ikke-lineær filtreringslov, på grunn av tilstedeværelsen av en ugjennomtrengelig bunnhullsskjerm. Dimensjonsløse maksimale strømningshastigheter og tilsvarende ekstra filtreringsmotstander ble beregnet på en datamaskin, resultatene ble tabellert og de tilsvarende grafiske avhengighetene ble presentert.
2. Det er fastslått at verdien av den maksimale vannfrie strømningshastigheten ikke bare avhenger av størrelsen på skjermen, men også av dens vertikale posisjon av den gassmettede formasjonen; den optimale skjermposisjonen ble bestemt, og karakteriserte den høyeste maksimale strømningshastigheten.
3. Praktiske beregninger ble gjort ved å bruke et spesifikt eksempel.
Anmeldere:
Grachev S.I., doktor i tekniske vitenskaper, professor, leder for avdelingen "Utvikling og drift av olje- og gassfelt", Institutt for geologi og olje- og gassproduksjon, Federal State Budgetary Education Institute Tyumen State Oil and Gas University, Tyumen;
Sokhoshko S.K., doktor i tekniske vitenskaper, professor, professor ved avdelingen for utvikling og drift av olje- og gassfelt, Institutt for geologi og olje- og gassproduksjon, Federal State Budgetary Education Institution Tyumen State Oil and Gas University, Tyumen.
Bibliografisk lenke
Kashirina K.O., Zaboeva M.I., Telkov A.P. METODE FOR BEREGNING AV BEGRENSNING AV ANH-VANNHASTIGHET FOR VERTIKALE GASSBRØNNER UNDER EN IKKE-LINEÆR FILTRERINGSLOV OG TILSTEDEVÆRELSEN AV EN SKJERM // Samtidens problemstillinger vitenskap og utdanning. – 2015. – nr. 2-2.;URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=22002 (tilgangsdato: 02/01/2020). Vi gjør deg oppmerksom på magasiner utgitt av forlaget "Academy of Natural Sciences"
Formelen for å beregne strømningshastigheten til en oljebrønn er en nødvendig ting i moderne verden. Alle virksomheter som utvinner petroleumsprodukter må beregne strømningshastigheten for sine avkom. Mange bruker formelen til Dupuis, en fransk ingeniør som viet mange år til studiet av bevegelse. grunnvann. Formelen vil hjelpe deg med å forstå om ytelsen til en bestemt kilde er verdt pengene for brønnutstyr.
Hva er strømningshastigheten til en oljebrønn?
Strømningshastighet er volumet av væske som tilføres gjennom en brønn i en viss tidsenhet. Mange neglisjerer beregningene ved installasjon pumpeutstyr, men dette kan være dødelig for hele strukturen. Integralverdien som bestemmer mengden olje beregnes ved hjelp av flere formler, som vil bli gitt nedenfor.
Strømningshastighet blir ofte referert til som pumpeytelse. Men denne egenskapen passer ikke litt med definisjonen, siden alle egenskapene til pumpen har sine egne feil. Og et visst volum av væsker og gasser er noen ganger radikalt forskjellig fra det som ble deklarert.
Til å begynne med må denne indikatoren beregnes for å velge pumpeutstyr. Når du kjenner produktiviteten til området, kan du umiddelbart ekskludere flere uegnede enheter fra den valgte utstyrslisten.
Det er nødvendig å beregne strømningshastigheten i oljeindustrien, siden lavproduktivitetsområder vil være ulønnsomme for enhver bedrift. Og den feile pumpeenhet på grunn av tapte beregninger, kan det føre til tap for selskapet i stedet for forventet fortjeneste fra brønnen.
Det kreves at det beregnes ved alle typer oljeproduksjonsbedrifter - selv strømningshastighetene til nærliggende brønner kan avvike for mye fra den nye. Oftest ligger den store forskjellen i verdiene som er erstattet med beregningsformlene. For eksempel kan permeabiliteten til en formasjon variere betydelig en kilometer under jorden. Med dårlig permeabilitet vil indikatoren være lavere, noe som betyr at lønnsomheten til brønnen vil avta eksponentielt.
Strømningshastigheten til en oljebrønn vil fortelle deg ikke bare hvordan du velger riktig utstyr, men også hvor du skal installere det. Å installere en ny oljerigg er en risikabel virksomhet, siden selv de smarteste geologene ikke kan løse jordens mysterier.
Ja, tusenvis av modeller av profesjonelt utstyr er laget som bestemmer alle nødvendige parametere for å bore en ny brønn, men bare resultatet sett etter denne prosessen kan vise de riktige dataene. Basert på dem er det verdt å beregne lønnsomheten til et bestemt nettsted.
Metoder for beregning av brønnstrømningshastigheter.
Det er bare noen få metoder for å beregne strømningshastigheten til et oljefelt - standard og Dupuis. Formelen til en person som har brukt nesten hele livet på å studere dette materialet og trekke ut formelen viser resultatet mye mer nøyaktig, fordi den inneholder mye mer data for beregning.
Formel for beregning av brønnproduksjon
For beregninger som bruker standardformelen - D = H x V/(Hd – Hst), trenger du bare følgende informasjon:
- Høyden på vannsøylen;
- Pumpe ytelse;
- Statisk og dynamisk nivå.
Det statiske nivået i dette tilfellet er avstanden fra begynnelsen grunnvann til de første jordlagene, og det dynamiske nivået er absolutt verdi, oppnådd ved å måle vannstanden etter pumping.
Det finnes også et konsept som en optimal indikator på strømningshastigheten til et oljefelt. Det bestemmes både for den generelle bestemmelsen av nivået av depresjon av en individuell brønn og av hele formasjonen som helhet. Formelen for å beregne gjennomsnittlig depresjonsnivå for et felt bestemmes som P zab = 0. Strømningshastigheten til én brønn, som ble oppnådd ved optimal depresjon, vil være den optimale strømningshastigheten til oljebrønnen.
Denne formelen og selve indikatoren for optimal strømningshastighet brukes imidlertid ikke i alle felt. På grunn av mekanisk og fysisk press på formasjonen kan det forekomme kollaps av deler av de indre veggene til oljebrønner. Av disse grunner er det ofte nødvendig å redusere den potensielle strømningshastigheten mekanisk for å opprettholde kontinuiteten i oljeproduksjonsprosessen og opprettholde styrken til veggene.
Dette er den enkleste beregningsformelen, som ikke kan oppnås nøyaktig riktig resultat– Det blir en stor feil. For å unngå feil beregninger og lede deg selv for å oppnå et mer nøyaktig resultat, bruk Dupuis-formelen, der det er nødvendig å ta mye mer data enn i den som er presentert ovenfor.
Men Dupuis var ikke bare smart person, men også en utmerket teoretiker, så han utviklet to formler. Den første er for den potensielle produktiviteten og hydrauliske ledningsevnen som pumpen og oljefeltet produserer. Den andre er for et ikke-ideelt felt og pumpe, med deres faktiske produktivitet.
Tenk på den første formelen:
NO = kh/ub * 2Pi/ln(Rk/rc).
Denne formelen for potensiell ytelse inkluderer:
N0 – potensiell produktivitet;
Kh/u - koeffisient som bestemmer den hydrauliske konduktivitetsegenskapen til et oljereservoar;
B - ekspansjonskoeffisient etter volum;
Pi – Tall P = 3,14...;
Rk – kretseffektradius;
Rc – bitradius av brønnen langs avstanden til den eksponerte formasjonen.
Den andre formelen ser slik ut:
N = kh/ub * 2Pi/(ln(Rk/rc)+S).
Denne formelen for den faktiske produktiviteten til et felt brukes nå av absolutt alle selskaper som borer oljebrønner. Bare to variabler endres i den:
N – faktisk produktivitet;
S-hudfaktor (parameter for filtreringsmotstand mot strømning).
I noen metoder for å øke produksjonshastigheten til oljefelt, brukes teknologien for hydraulisk frakturering av formasjoner som inneholder mineraler. Det involverer mekanisk dannelse av sprekker i produktiv bergart.
Den naturlige prosessen med å redusere strømningshastigheten til oljefelt skjer med en hastighet på 1-20 prosent per år, basert på de første dataene til denne indikatoren når du starter en brønn. Teknologiene som er brukt og beskrevet ovenfor kan intensivere oljeproduksjonen fra en brønn.
Mekanisk justering av strømningshastigheten til oljebrønner kan utføres med jevne mellomrom. Det er preget av en økning i bunnhullstrykket, noe som fører til en reduksjon i produksjonsnivåer og en høy indikator på kapasiteten til et enkelt felt.
For å øke ytelsen og strømningshastigheten kan den termiske syrebehandlingsmetoden også brukes. Ved å bruke flere typer løsninger, for eksempel sur væske, blir elementene i avleiringen renset for tjæreavleiringer, salt og annet kjemiske komponenter, som forstyrrer høykvalitets og effektiv passasje av bergarten.
Den sure væsken trenger først inn i brønnen og fyller området foran formasjonen. Deretter stenges ventilen og under trykk trenger syreløsningen inn i den dype formasjonen. De resterende delene av denne væsken vaskes med olje eller vann etter at produksjonen fortsetter.
Strømningsberegninger bør utføres med jevne mellomrom for å formulere en strategi for vektorutviklingen til en oljeproduserende virksomhet.
Beregning av brønnproduktivitet
Vladimir Khomutko
Lesetid: 4 minutter
A A
Metoder for å beregne oljestrømningshastighet
Når du bestemmer produktivitet, bestemmes strømningshastigheten, noe som er en veldig viktig indikator når du beregner planlagt produktivitet.
Betydningen av denne indikatoren kan neppe overvurderes, siden den brukes til å bestemme om råvarene som er hentet fra et bestemt sted vil tjene tilbake kostnadene ved utviklingen eller ikke.
Det er flere formler og metoder for å beregne denne indikatoren. Mange bedrifter bruker formelen til den franske ingeniøren Dupuis, som viet mange år til å studere prinsippene for grunnvannsbevegelse. Ved å bruke beregninger ved hjelp av denne metoden er det ganske enkelt å finne ut om det er tilrådelig å utvikle en bestemt del av feltet fra et økonomisk synspunkt.
I dette tilfellet er strømningshastigheten volumet av væske som brønnen tilfører over en viss tidsperiode.
Det er verdt å si at gruvearbeidere ofte unnlater å beregne denne indikatoren når de installerer gruveutstyr, men dette kan føre til svært alvorlige konsekvenser. Den beregnede verdien, som bestemmer mengden olje som produseres, har flere bestemmelsesmetoder, som vi vil diskutere senere.
Denne indikatoren kalles ofte "pumpeytelse" på en annen måte, men denne definisjonen karakteriserer ikke den resulterende verdien nøyaktig, siden egenskapene til pumpen har sine egne feil. I denne forbindelse avviker volumet av væsker og gasser bestemt ved beregning i noen tilfeller sterkt fra det deklarerte volumet.
Generelt beregnes verdien av denne indikatoren for å velge pumpeutstyr. Etter å ha bestemt produktiviteten til et bestemt område på forhånd ved hjelp av beregninger, er det mulig å eliminere pumper som ikke er egnet for parametrene deres allerede på utviklingsplanleggingsstadiet.
Beregning av denne verdien er nødvendig for enhver gruvevirksomhet, siden oljebærende områder med lav produktivitet ganske enkelt kan vise seg å være ulønnsomme, og utviklingen deres vil være ulønnsom. I tillegg kan feil valgt pumpeutstyr på grunn av beregninger som ikke er gjort i tide, føre til at virksomheten får betydelige tap i stedet for det planlagte overskuddet.
En til viktig faktor, som indikerer at en slik beregning er obligatorisk for hver spesifikke brønn, er det faktum at selv strømningshastighetene til nærliggende allerede opererende brønner kan avvike betydelig fra strømningshastigheten til en ny.
Oftest er en så betydelig forskjell forklart av de spesifikke verdiene for mengdene som er erstattet i formlene. For eksempel kan permeabiliteten til formasjonen ha betydelige forskjeller avhengig av dybden av det produktive laget, og jo lavere formasjonens permeabilitet er, jo lavere er produktiviteten til stedet og selvfølgelig lavere lønnsomhet.
Beregning av strømningshastighet hjelper ikke bare når du velger pumpeutstyr, men lar deg bestemme optimal plass bore en brønn.
Å installere en ny gruverigg er en risikabel virksomhet, siden selv de mest kvalifiserte spesialistene innen geologi ikke fullt ut forstår alle jordens hemmeligheter.
For tiden er det mange typer profesjonelt utstyr for oljeproduksjon, men for å gjøre det riktig valg, må du først bestemme alle nødvendige boreparametre. Riktig beregning av slike parametere vil tillate deg å velge det optimale arbeidssettet som vil være mest effektivt for et nettsted med en spesifikk produktivitet.
Metoder for å beregne denne indikatoren
Som vi sa tidligere, er det flere metoder for å beregne denne indikatoren.
Oftest brukes to metoder - den standard, og ved å bruke Dupuis-formelen nevnt ovenfor.
Det er verdt å si med en gang at den andre metoden, selv om den er mer komplisert, gir et mer nøyaktig resultat, siden den franske ingeniøren viet hele livet til å studere dette området, som et resultat av at formelen hans bruker mange flere parametere enn standardmetoden. Vi vil imidlertid vurdere begge metodene.
Standard utregning
Denne teknikken er basert på følgende formel:
D = H x V / (Hd – Hst), hvor
D er brønnstrømningshastigheten;
H er høyden på vannsøylen;
V – pumpeytelse;
Нд – dynamisk nivå;
Nst – statisk nivå.
I dette tilfellet tas avstanden fra det opprinnelige nivået av grunnvann til de første jordlagene som en indikator på det statiske nivået, og den absolutte verdien brukes som det dynamiske nivået, som bestemmes ved å måle vannstanden etter å ha pumpet det ut ved hjelp av måleinstrumenter.
Det er et konsept optimal indikator strømningshastigheten til den oljeførende delen av feltet. Det er bestemt både for å bestemme det generelle nivået av depresjon for en bestemt brønn, og for hele den produktive formasjonen som helhet.
Formelen for å beregne gjennomsnittsnivået av depresjon innebærer verdien av bunnhullstrykket Pzab = 0. Strømningshastigheten til en bestemt brønn, som ble beregnet for den optimale depresjonsindikatoren, er den optimale verdien av denne indikatoren.
Mekanisk og fysisk press på formasjonen kan føre til kollaps av enkelte deler av brønnhullets indre vegger. Som et resultat må den potensielle strømningshastigheten ofte reduseres mekanisk for ikke å forstyrre den uavbrutt produksjonen og opprettholde styrken og integriteten til sjaktveggene.
Som du kan se, er standardformelen den enkleste, som et resultat av at den gir resultatet med en ganske betydelig feil. For å oppnå et mer nøyaktig og objektivt resultat, er det tilrådelig å bruke Dupuis-formelen, om enn mer kompleks, men mye mer nøyaktig, under hensyntagen til et større antall viktige parametere for et bestemt område.
Beregning ifølge Dupuis
Det er verdt å si at Dupuis ikke bare var en kvalifisert ingeniør, men også en utmerket teoretiker.
Han utledet ikke én, men to formler, hvorav den første brukes til å bestemme den potensielle hydrauliske ledningsevnen og produktiviteten for pumpeutstyr og en oljebærende formasjon, den andre tillater beregninger for ikke-ideelle pumper og felt, basert på deres faktiske produktivitet.
Så la oss se på Dupuys første formel:
N0 = kh / ub * 2µ / ln(Rk/rc), hvor
N0 er en indikator på potensiell produktivitet;
Kh/u - koeffisient for hydraulisk ledningsevne til den oljebærende formasjonen;
b - koeffisient som tar hensyn til volumutvidelse;
¸ er tallet Pi = 3,14;
Rk er verdien av sløyfeeffektradiusen;
Rc er verdien av bitradiusen målt over hele avstanden til den åpnede produktive formasjonen.
Dupuys andre formel:
N = kh/ub * 2µ / (ln(Rk/rc)+S, hvor
N er en indikator på faktisk produktivitet;
S er den såkalte hudfaktoren, som bestemmer filtreringsmotstanden mot strømning.
De resterende parametrene dechiffreres på samme måte som i den første formelen.
Den andre Dupuis-formelen for å bestemme den faktiske produktiviteten til et bestemt oljebærende område brukes for tiden av nesten alle produserende selskaper.
Det er verdt å si at for å øke produktiviteten til et felt, bruker de i noen tilfeller teknologien for hydraulisk frakturering av den produktive formasjonen, hvis essens er den mekaniske dannelsen av sprekker i den.
Fra tid til annen er det mulig å utføre den såkalte mekaniske justeringen av oljestrømningshastigheten i brønnen. Det utføres ved å øke bunnhullstrykket, noe som fører til en reduksjon i produksjonsnivåer og viser de faktiske egenskapene til hver oljebærende del av feltet.
I tillegg, for å øke strømningshastigheten, brukes også termisk syrebehandling.
Ved å bruke ulike løsninger som inneholder sure væsker, renses bergarten fra avleiringer av harpiks, salter og andre kjemikalier dannet under boring og drift som forstyrrer den høykvalitets og effektive utviklingen av den produktive formasjonen.
Først helles sur væske inn i borehullet til det fyller området foran formasjonen som utvikles. Deretter lukkes ventilen, og under trykk passerer denne løsningen dypere. Restene av denne løsningen vaskes bort med enten olje eller vann etter at hydrokarbonproduksjonen er gjenopptatt.
Det er verdt å si at den naturlige nedgangen i produktiviteten til oljefelt er på et nivå på 10 til 20 prosent per år, hvis vi teller fra startverdiene til denne indikatoren oppnådd på tidspunktet for produksjonsstart. Teknologiene beskrevet ovenfor gjør det mulig å øke intensiteten i oljeproduksjonen på feltet.
Strømningshastigheten må beregnes etter visse tidsperioder. Dette bidrar til å danne utviklingsstrategien til ethvert moderne oljeproduserende selskap som leverer råvarer til bedrifter som produserer ulike petroleumsprodukter.
