Вопросы методологии и новых технологий разработки месторождений природного газа. Часть III (Сборник научных трудов), страница 96

Вопросы методологии и новых технологий разработки
_______________ месторождений природного газа____________

ВНИИГАЗ                                                                                   1998

3. С.Алиев, Ж.Г.Карагаев (ГАНГим. И.М.Губкина)  •

РАСЧЕТЫ ЗАБОЙНЫХ ДАВЛЕНИЙ ПРИ СТАЦИО­НАРНЫХ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Ниже приводится методика расчёта забойного давления на вер­тикальном, наклонном и горизонтальном участке скважины.

Определение забойного давления на верти­кальном и наклонном участке скважины

При движении газа в вертикальной скважине (рис.1) забойное давление приближенно определяется по формуле [ 1 ]

PL = P²_y^^2Sjr0_e.Q\                                              (1)

где                 S = 0,03415 • р • L/Z_cp ■ Т_ср   и

(2)

L - длина фонтанных (обсадных, если НКТ не спущены) труб; d_B - их внутренний диаметр; X - коэффициент гидравлического сопротивле­ния; Z_cp - коэффициент сверхсжимаемости, определяемый в зависи­мости от Р_ср и Т_ср:

Рср = (Р_у + Р,) / 2    и   Т_ср = (Т_у-гТ,)/2.

Рассмотрим особенности определения забойного давления в го­ризонтальных скважцнах. Для горизонтальных скважин первое сла­гаемое в правой части формулы (1) становится пренебрежительно ма­лым и принимает вид где       S_e = 0,03415 • р • R_c/Z_cp • Т_ср;     e^2Sf » 1.                                                                                  (4)

Кроме того, при расчетах с весьма высокой степенью точности значение Т_ср можно заменить на Т₃ и Z_cp как функции Р₃ и Т₃.

222

Вторая особенность определения Р_г в горизонтальных скважи­нах связана с характером перехода ствола от вертикального к гори­зонтальному. На рис.2а показана схема наклонной скважины, откло­няющейся от вертикали, начиная от устья; 26 - схема горизонтальной скважины, переходящей от вертикального положения к горизонталь­ному с некоторой глубины Н с большим радиусом кривизны; 2в -схема горизонтальной скважины, переходящей от вертикального по­ложения к горизонтальному с малым радиусом кривизны. Для пере­численных выше конструкций горизонтальных скважин определение /\_г должно производиться различными расчетными формулами, учитывающими их конструктивную особенность.

Определение /\_Л наклонной скважины

Для наклонных скважин при определении забойного давления с учётом угла кривизны следует использовать формулу [2]

Р²=[р²., -e^2Si +1,377-Л-Zf-T^j \e^2Si ~\)-Q² fdf -sinrf,].,                                                                    (5)

где P-_t- давление на i-й глубине; Р_,- давление на i-l глубине. При постоянном угле наклона формула (5) упрощается:

Р² =[p²_y-e^2S + l377-XZ²_p-T²_p-(e^2S -\)-Q² /d⁵ -sina];                                                                     (6)

Sj = 0,03415 p • Ц • sincx; / Z_rT_cpi; S = 0,03415 p Lsina / Z_cpT_tp;    (7)

Lj - длина i-ro участка; oCj - угол наклона i-го участка. Число участков зависит от изменения угла наклона.

T_cpi =(Т_И + Tj) / 2; Zj - коэффициент сверхсжимаемости газа на i-м участке и зависит от P_cpi — (Р_и + Р;) / 2 и T_cpi. При постоянном угле наклона ствола Т_ср = (Т_>; + Т,) / 2 и Р_ф = (Р^ + Р,) / 2; L - общая длина наклонной скважины с углом наклона а.

Определение Р_1К горизонтальной скважины с большим радиусом кривизны (рис.2б)

В этом случае забойное давление определяется как сумма давле­ний: вертикального участка глубиной Н_вг искривленного участка с ра­диусом кривизны R и горизонтального участка длиной L со спущен­ными фонтанными трубами длиной L_v

224

На глубине Н_в, т.е. на сечении АЛ, с которого начинается ис­кривление ствола, давление Р_н определяется формулой (1), с той лишь разницей, что вместо L в формуле (2) подставляется Н_в, т.е.