Прогнозирование показателей разработки газонефтяного месторождения численным методом системой вертикальных скважин

Расчетным путем глубина установки первого клапана равна L₁ = 667,8 м. Для определения L₁ графически из точки Р_{у НКТ} =1 МПа проводят прямую 7, параллельно прямой распределения гидростатического давления 1, и на расстоянии Р_кл = 0,3 МПа прямую 5, параллельную кривой 5. Положение точки С, т.е. пересечение прямых 7 и 5 соответствуют глубине установки первого клапана. На примере рассматриваемого месторождения L₁ = 715 м. На этой глубине необходимо определить минимальное давление в НКТ Р_мин. Если провести горизонтальную линию от точки Н = L₁ = 715 м до пересечения с кривой 4, то получим Р_мин = 3,55 МПа (точка С₁). Давление в затрубном пространстве на этой глубине будет определяться  пересечением горизонтальной линии с линией 5 в точке С₂ и будет равно Р_г = 7,55 МПа. При этом температура газа в затрубном пространстве на глубине L₁ = 715 м и будет  Т₁ = 277 К (в точке пересечения с линией 6 ).

Расход газа через верхний клапан для Q_ж = 34,5 м³/м³,  R_г = 40 м³/м³ будет составлять 0,016 м³/с. Диаметр отверстия седла клапана, исходя из величин давления до и после клапана Р₂/ Р₁ = 3,65/7,65 = 0,477, = 0,605, Т₁ = 277 К, Р_ат = 0,1 МПа, Т₀ = 273 К,             u = 0,016 м³/с и С = 0,465 будет d_отв = 1,16×10^-3 м. По известному диаметру клапана выбирается типоразмер клапана КС с d = 5 мм и К_к = 0,067. Давление в сильфоне клапана на глубине его установки будет Р_к1 = 7,3 МПа. Тарировочные параметры с учетом температурной поправки будет Р_к1T = 7,724 МПа.

Глубина установки клапана 2 L_R определяется, исходя из известной величины на глубине H = L_C = 715 м в точке С давления Р = Р_мин1 = 3,55 МПа. Из этой точки проводят линию 8, параллельную кривой 1 и на расстоянии Р = Р_кл + Р₁ = 0,4 МПа, пересекающую кривую 5. Точка пересечения С₃ кривых 8 и 5 будет находиться на глубине установки клапана 2 с. Далее определяется давление в НКТ на уровне первого клапана. Для чего соединяют прямой линией 9 Р_у = 1 МПа, Н = 0 и Р = Р₂ – Р_кл – Р₁ = 7,9 – 0,3 – 0,1 = 7,5 МПа на глубине Н = L₂ = 1195 м. Координаты точки пересечения горизонтальной линии с линией 9 дают возможность найти Р_НКТmax1 = 5,2 МПа.. Зная Р_НКТmax1  и Р_min1, находят снижение давления газа в затрубном пространстве, обеспечивающее закрытие первого клапана = 0,111 МПа. Н глубине L₂  определяют минимальное давление в НКТ Р_min2 = 5,9 МПа; давление газа в затрубном пространстве Р_Г2 = 7,789 МПа; температуру газа Т₂ = 280,5 К. Диаметр отверстия седла второго клапана для Р₂/ Р₁ = Р_min2/ Р_Г = 0,462; u = 0,016 м³/с;   = 0,605 равен d_отв2 = 1,14 ×10^-3 м. Давление в сильфоне второго клапана будет 7,67 МПа, давление зарядки второго клапана — 8,016  МПа, а номинальное давление тарировки — 8,553 МПа.

Аналогичной последовательностью установлены параметры 3-го клапана. Для этого из точки Н = L₂ = 1195 м, Р = Р_min2 = 5,9 МПа проведена прямая, параллельная кривой 1, и на расстоянии DР = DР_к1+DР₁+DР₂ = 0,3 + 0,111 + 0,1 = 0,511 МПа  проведена прямая 5’’’, параллельная линии 5. Точка пересечения этих линий С₄ соответствует глубине установки 3-го клапана L₃ = 1375 м. Эта глубина близка глубине установки рабочего клапана L_рк = 1360. Поэтому расчет пусковых клапанов на третьем —прекращается. Максимальное давление на уровне второго клапана будет Р_max2 = 6,4 МПа, снижение давления газа в затрубном пространстве DР₂ = 0,0335 МПа, минимальное давление в НКТ на глубине 1360 м Р_min3 = 6,8 МПа, а давление в затрубном пространстве будет Р_Г3 = 7,854 МПа. Температура газа на этой глубине Т₃ = 282 К.

При расчетах использованы определенные величины устьевых давлений в НКТ и затрубном пространстве, дебита жидкости, удельных расходов газа, диаметры НКТ и обсадных колонн, плотности газа и т.д. Если дебиты скважин отдельных зон будет другие, конструкции скважин