Прогнозный расчёт изменения дебита эксплуатационных скважин после снижения линейных давлений, при внедрении многофазных насосов
Оценка влияния изменения линейного давления на дебит фонтанного и механизированного фонда скважин строилась на основе прогнозных расчётов и промысловых экспериментов которые проводились специалистами БелНИПИнефть.
В основу расчётов по скважинам оборудованным УЭЦН положена зависимость: подача как функция напора (Q – F(H) ). Используя стандартные рабочие характеристики определённых типоразмеров насосов, после некоторых апроксимационных построений и расчётов графическим путём определяется ожидаемый прирост дебита жидкости.
Полученные таким образом значения прироста дебита носят оценочный характер, так как фактическая рабочая характеристика насоса строится с определёнными допущениями.
Расчётная схема имеет следующий вид:
1. Рассчитывается фактическая напорная характеристика спущенного в скважину насоса по формуле
H= Hдин + ( Ру/gж ) 100м
2. Точка наносится на график стандартной рабочей характеристики, данного типоразмера насоса и путём аппроксимации строится график фактической рабочей характеристики насоса.
3. Рассчитывается предполагаемая напорная характеристика насоса при снижении Ру на заданную величину.
4. По графику фактической рабочей характеристики насоса определяется расчётная подача насоса.
С целью подтверждения прогнозной оценки изменения дебита УЭЦН при изменении линейного двления был проведён промысловый экперимент на скважинах 108, 120 Березинского месторождения.
По результатам промысловых исследований можно сделать следующие выводы:
При снижении линейных давлений с 2,8Мпа до 0,17Мпа суммарный дебит скважин 108 и 120 ( в поверхностных условиях) увеличился с 159,5м3/сут до 179,9м3/сут т.е на 20,4м3/сут (13%). Обводнённость по скважине №108 увеличился с 0% до 46%, а по скважине №120 с 65% до85%.
По фонтанным скважинам расчёт изменения дебита при снижении линейного давления строится на решении двух задач:
1. Установить, как меняется буферное давление при изменении линейного
2. Определить зависимость между буферным давлением и забойным.
Известно, если отношение линейного давления к буферному достигает определённой величины, то дальнейшее увеличение перепада давлений ( при неизменном диаметре штуцера ) не приводит к изменению дебита. Такое соотношение давлений называется критическим.
Согласно исследованиям, проведённым различными авторами, величину критического давления можно принять равной 0,546. Фактические значения критического давленния могут отличатся от принятого, в связи с наличием свободного газа в продукции. При увеличении доли свободного газа критическое давление может увеличится до 0,7 и тогда среднее критическое соотношение будет равно 0,623.
Таким образом, при перепаде давлений большим критического, можно предположить, что буферное давление будет меняться на такую же величину, что и линейное, и достигнув критической величины далее изменятся не будет. Однако данное предположение необходимо подтвердить результатами промысловых исследований.
Зависимость между буферным и забойным давлением ( при изменении дебита ) можно определить по данным исследования скважин на установившихся режимах.
Имея эту зависимость можно определить для каждой скважины величину изменения забойного давления при заданном изменении устьевого. Изменение дебита по конкретной скважине определяется по формуле притока с учётом нового значения забойного давления:
Q1=Kпрод*(Рпл-Рзаб1)
Q2=Кпрод*(Рпл-Рзаб2)
dQ=Q2-Q1
Градиент изменения забойного давления от буферного определяется угловым коэффициентом уравнения.
Градиент=-0,0037*Кпрод+1,9112
Таким образом, схема расчёта изменения дебита скважины при снижении линеёного давления ( при допущении, что буферное давление изменяется на такую же величину что и линейное давление ) следующая:
1. Используя информацию по исследованию фонтанных скважин на установившихся режимах ( Рбуф, Рзаб, Кпрод ) рассчитываем градиенты изменения забойного давления от буферного. Рассчитываем средний градиент, определяем уравнение зависимости градиента от коэффициента продуктивности.
2. Зная коэффициент продуктивности по скважине, уточняем градиент.
3. Умножаем уточнённый градиент на величину изменения линейного давления, рассчитываем изменение забойного давления.
4. По формуле притока определяем изменение дебита скважины.
5. По месторождениям, где нет данных по исследованию скважин, принимаем параметры по аналогии с другими месторождениями.
- Дебит жидкости ( в поверхностых условиях ) 33,1м3/сут
- Обводнённость – 5%
- Буферное давление – 3,13Мпа
- Линейное давление – 1,56Мпа
- Соотношение линейного и буферного давления – 0,5
- Пластовое давление – 23,92Мпа
- Забойное давление – 21,0Мпа
- Расчётный Кпрод – 11,3м3/сут*Мпа
- Линейное давление после снижения – 0,2Мпа
- Снижение линейного давления – 1,36МПа
- Сотношение линейного и буферного давления близко к критическому равному, в среднем, 0,546
При допущении, что буферное давление будет снижаться пропорционально снижению линейного давления его величина составить 1,77Мпа.
Рассчитаем величину забойного давления при снижении буферного, согласно вышеприведённому принципу. Забойное давление после снижения линейного составит 19,75Мпа и тогда дебит жидкости будет равен 47,12м3/сут.
Таким образом прогнозный дебит при снижении линейного давления на 1,36Мпа составит 47м3/сут., т.е. увеличится на 14м3/сут (42%).
По скважинам оборудованным УШГН уменьшение устьевого давления приводит к увеличению дебита в следствии двух факторов:
1. Снижение величины утечек.
2. Уменьшения потери длины хода плунжера.
Второй фактор возникает из-за снижения давления на выходе насоса и, соответственно, уменьшения динамических нагрузок. Однако им можно пренебречь, ввиду его незначительного влияния и невозможности точной оценки расчётными методами.
Утечки определяются по двум формулам для ламинарного и турбулентного течения. Ламинарный режим характерен для новых насосов с незначительными утечками. Однако, режим течения в реальных условиях близок к турбулентному, т.к. в процессе эксплуатации происходит изнашивание плунжерной пары и, соответственно, рост утечек. И сходя из этого, будем применять второй вариант расчёта. Зазор в плунжерной паре эксплуатируемых насосов примем соответствующим второй группе утечек.
Схема расчёта следующая:
По формуле для турбулентного движения жидкости рассчитываем величину утечек при существующем режиме работы и устьевом давлении. Затем проводим расчёт утечек при изменении устьевого давления на заданную величину. Разница в утечках даст величину дополнительной добычи нефти.
Для расчётов изменения дебитов при снижении линейного давления по скважинам конкретного месторождения следует использовать результаты промысловых исследований.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
