Характеристика геологічних умов та флюїду. Розробка покладів. Теоретичні основи експлуатації свердловин. Збирання, транспорт і підготовка продукції свердловин, страница 25

mпл і mв – в'язкість газу в умовах вибою свердловини й контура живлення відповідно. За високих швидкостей руху, що мають, як правило, місце в реальних умовах, розрахунки, пов'язані з припливом газу до свердловин, ґрунтуються на двочленному законі фільтрації

,                                 (3.9)

де r – густина газу;

b – коефіцієнт, що враховує структуру порового простору і визначається експериментально.

Двочленний закон фільтрації, на відміну від закону Дарсі, враховує не тільки втрати енергії на тертя, але й на подолання сил інерції, що виникають під час руху газу (чи рідини) з великою швидкістю в поровому просторі зі складною структурою.

 Режими експлуатації газових свердловин

Під технологічним режимом експлуатації газових свердловин розуміють умови, за яких забезпечуються найбільші дебіти газу і конденсату з урахуванням факторів, що обмежують їх, вимоги охорони навколишнього середовища та техніки безпеки.

Як геолого-промислові й технологічні фактори, що обмежують дебіт свердловин, можуть виступати:

а) руйнування привибійної зони пласта внаслідок високої депресії на пласт під час експлуатації свердловини;

б) підтягування конуса підошовної води чи передчасний прорив крайової води у свердловину, що веде до зниження дебіту чи до повного її зупинення;

в) утворення на вибої свердловини, у піднімальних трубах і поверхневих комунікаціях кристалогідратів природних газів, які ускладнюють експлуатацію свердловини;

г) обмежена пропускна здатність свердловини, газозбиральних мереж та споруджень із підготовки газу до транспортування;

д)    випадання конденсату в привибійній зоні пласта й стовбурі свердловини та інші фактори.

На практиці використовують такі режими експлуатації свердловин:

1)  режим постійної депресії на пласт;

2)  режим постійного градієнта тиску в привибійній зоні пласта;

3)  режим постійного дебіту;

4)  режим постійного вибійного тиску;

5)  режим постійного гирлового тиску.

Режими експлуатації свердловин, що передбачають підтримку постійної депресії чи постійного градієнта тиску в привибійній зоні, встановлюють для запобігання руйнуванню скелета пласта. У міцних стійких колекторах, як правило, треба дотримуватися умови постійного дебіту, що забезпечує виконання планових завдань з видобутку газу. Постійний, гранично безводний дебіт установлюють і для запобігання підтягування конуса підошовної води. У газоконденсатних свердловинах підтримують режим постійного вибійного тиску, який повинен перевищувати тиск, початку конденсації. Тим самим попереджується передчасне відокремлення газу від рідкої фази, що може ускладнити роботу свердловини. Умову сталого тиску на гирлі свердловини використовують за необхідності подавання в газозбиральну мережу газу визначеного тиску. Технологічні режими експлуатації свердловин можуть змінюватися на різних етапах розробки родовища, оскільки змінюються фактори, які обмежують дебіт газових свердловин.

Після обґрунтування режиму експлуатації свердловин наступна задача зводиться до визначення, зміни в часі дебіту чи вибійного тиску, виходячи із заданих обмежуючих умов. Попередньо в результаті проектування розробки родовища повинна бути задана динаміка зміни в часі пластового тиску Рпл( t ).

Якщо свердловина експлуатується в режимі постійної депресії на пласт −

, зміну дебіту свердловини в часі визначають з рівняння                                                                              

                                 ,                               (3.10)

для зручності

          ;             .                  (3.11)

Тоді зміна дебіту в часі визначається за формулою

                    .                          (3.12)

Діаметр фонтанних труб знаходять, виходячи з необхідності винесення з вибою на поверхню твердих і рідких домішок у газі (частинок породи, крапель конденсату й води) або мінімальних утрат тиску в стовбурі свердловини за заданого дебіту. Спеціальні дослідження показали, що мінімальна швидкість газу, при якій відбувається винесення твердих частинок з вибою свердловини, становить 5 − 10 м/с. Тоді максимальний діаметр піднімальних труб, який забезпечує таку швидкість газу і відповідно винесення частинок з вибою свердловини, визначають за формулою