Оценка возможности образования гидратов в стволе наклонных скважин. Снятие ограничения дебита скважин при возможности образования гидратов

P_х =                                                         (119.10)

где                               s_н = 0,03415,                                                    (120.10)

Н_вх — вертикальная глубина сечения х от устья скважины; z_ср — средний коэффициент сверхсжимаемости на участке от устья до глубины х по вертикали.

Второе слагаемое в уравнение (119.10) в отличие от первого слагаемого, связанного давлением столба газа и зависящего только от вертикальной глубины, отражает давления, связанное движением газа и поэтому зависит от длины пути движения. Поэтому в параметр входит не глубина х  по вертикали от устья, а длина L от устья до глубины х:

= 1,377,                                                      (121.10)

где                   s_L = 0,03415,                                                                    (122.10)

L —    длина наклонного ствола от устья до глубины х по вертикали.

Если скважина наклонная, начиная от устья, то формулы (119.10)¸(122.10) справедливы для любого сечения ствола, а если ствол скважины сначала вертикальный, а затем искривляется и получает постоянный угол наклона, то величину L следует определить по формуле:

L_об = L_в+ L_иск + L_н,                                                                (123.10)

где L_в,L_иск, L_н — соответственно длины участков вертикальной, искривленной и строго наклонной частей ствола. При расчетах распределения давления на вертикальном участке ствола длина L_в будет равна глубине х;   на искривленном участке L_об=L_в+DL_иск (в нижней границе искривленного участка L_об=L_в+L_иск) и наклонном участке длина L_об будет:

L_об = L_в+ L_иск + DL_н.                                                              (124.10)

При расчетах распределения температуры газа по наклонному стволу формула для определения Т_х в  случае отсутствия мерзлоты в разрезе будет иметь вид:

T_х = Т_пл – Г (L_об - L_x) + ,                                                                                                                         (125.10)

где L_об — общая длина ствола; L_х — длина ствола от забоя до сечения глубиной х по вертикали. Остальные обозначения по сущности такие же, как и расчеты распределения температуры по вертикальной скважине.

При наличии в разрезе многолетней мерзлоты распределение давления по стволу будет таким же, как и в случае отсутствия мерзлоты и рассчитывается по формуле (119.10). Распределение температуры газа по стволу рассчитывается ниже зоны многолетней мерзлоты по формуле:

T_нм = Т_пл – Г (L_об – L_нм) + ,                                                                                                                          (126.10)

где L_нм —   расстояние от забоя (от середины интервала перфорации) до любого сечения ниже нижней границы мерзлоты. В пределах мерзлоты температура газа по стволу будет определяться равенством:

T_нм = Т_пл – Г (+ х) + ,    (127.10)

где — расстояние от забоя до нижней границы мерзлоты при отсчете от забоя, т.е. когда начало координат находится на сечении соответствующей середине интервала перфорации. Х — расстояние от нижней границы многолетней мерзлоты до произвольного сечения. В предельном случае х = L_об -  вместо Т_х получим Т_у.

Для наклонных скважин, также как и для вертикальных, условие образования гидратов по стволу будет определяться из графика зависимости Р_х = f(х) и Т_х = f(х), а также Т_р=, который показан на рис.25.10 для вертикальных скважин.

В заключении следует отметить, что условие образования гидратов в горизонтальном стволе практически можно не рассматривать в проекте разработки, если температура газа в пласте превышает 20⁰С. Такое благоприятное условие с точки зрения безгидратного режима в горизонтальных стволах связано с тем, что в горизонтальных стволах снижение температуры происходит только за счет потерь давления при движении газа от торца до переходной зоны, где ствол из горизонтального положения переходит в вертикальное. Поэтому при изучении возможности образования гидратов в горизонтальных скважинах следует условие гидратообразования искать не в горизонтальной части ствола, а в вертикальной, используя при этом формулы, приведенные выше для наклонных и вертикальных скважин. При этом в качестве отправной точки по величине давления и температуры следует использовать их значения в начале горизонтальной части ствола.

            10.7.3. Снятие ограничения дебита скважин при возможности

образования гидратов                               

Выше было показано, что температурный режим работы газовых и газоконденсатных скважин определяется в основном исходя из возможности образования гидратов в призабойной зоне и в стволе скважин, а также, в некоторых случаях, из условия отделения влаги в газе на промысловых установках. Возможность образования гидратов при больших или меньших дебитах, устанавливаемых по другим факторам, влияющим на производительность скважин, но создающим условия для образования гидратов, может быть исключена путем применения ингибиторов гидратообразования; изменения конструкции скважин, позволяющей снизить теплообмен между стволом скважины и окружающей ее средой, т.е. путем создания теплоизолированных конструкций; спуска в скважину нагревательного оборудования и т.д. Известно, что одним из основных факторов, обуславливающих возможность