Naftakaevu voolukiiruse määramine: valem ja arvutusmeetodid. Gaasikaevu vooluhulga mõõtmise meetod Kõrvaltrassi tehnoloogilise efektiivsuse arvutamine

Gaasipuurkaevu käitatakse voolavalt, s.o. reservuaarienergia kasutamise kaudu. Tõstuki arvutamine taandub purskkaevu torude läbimõõdu määramisele. Seda saab määrata tahkete ja vedelate osakeste põhjaaugu eemaldamise tingimustest või maksimaalse kaevupea rõhu tagamiseks (minimaalne rõhukadu puuraugus antud voolukiirusel).

Tahkete ja vedelate osakeste eemaldamine sõltub gaasi kiirusest. Kui gaas tõuseb torudes, suureneb kiirus gaasi mahu suurenemise tõttu rõhu vähenemisega. Arvutus tehakse purskkaevu torude kinga tingimuste jaoks. Torude kaevu laskumise sügavust võetakse arvesse reservuaari produktiivseid omadusi ja kaevu tehnoloogilist töörežiimi.

Torud on soovitav langetada alumiste perforatsiooniavade juurde. Kui torud langetatakse perforatsioonide ülemiste avadeni, siis gaasivoolu kiirus perforeeritud produktiivse moodustise vastas olevas tootmisnööris alt üles tõuseb nullist teatud väärtuseni. See tähendab, et alumises osas ja kuni jalatsini ei ole tagatud tahkete ja vedelate osakeste eemaldamine. Seetõttu lõigatakse reservuaari alumine osa liivase savikorgi või vedelikuga ära, samal ajal kui kaevu voolukiirus väheneb.

Kasutame Mendelejevi gaasiseisundi seadust - Clapeyron

Antud kaevu voolukiiruse korral on gaasi kiirus torukinga juures:

kus Q 0 - kaevu voolukiirus standardtingimustes (rõhk P 0 = 0,1 MPa, temperatuur T 0 = 273 K), m 3 / päevas;

P Z, T Z - gaasi rõhk ja temperatuur põhjaaugus, Pa, K;

zo, zz - gaasi ülikokkusurutavuse koefitsient vastavalt tingimustel T 0 , P 0 ja T, P;

F - purskkaevu torude vooluala, m 2

d - purskkaevu torude läbimõõt (sisemine), m.

Tahkete ja vedelate osakeste eemaldamise kriitilise kiiruse arvutamise valemite alusel ja katseandmetel on tahkete ja vedelate osakeste põhjast eemaldamise minimaalne kiirus vcr 5 - 10 m/s. Seejärel toru maksimaalne läbimõõt, mille juures kivi- ja vedelikuosakesed pinnale tuuakse:

Gaasikondensaadi kaevude töö käigus eralduvad gaasist vedelad süsivesinikud (gaasikondensaat), mis tekitavad purskkaevu torudes kahefaasilise voolu. Et vältida vedeliku kogunemist põhjaauku ja tootmiskiiruse vähenemist, tuleb gaasikondensaadi kaevu käitada minimaalsest lubatavast tootmisvõimsusega, mis tagab gaasikondensaadi eemaldamise pinnale. Selle voolukiiruse väärtus määratakse empiirilise valemiga:

kus M on gaasi molekulmass. Siis toru läbimõõt:

Voolutorude läbimõõdu määramisel, alates minimaalsete rõhukadude tagamisest puuraugus, on vaja ette näha nende vähendamine puuraugus miinimumini, et gaas siseneks võimaliku kõrge rõhuga kaevupeasse. Siis väheneb gaasi transpordi maksumus. Gaasipuurkaevu põhjaaugu ja kaevupea rõhud on omavahel seotud G.A.Adamovi valemiga.

kus P 2 - rõhk kaevupeas, MPa;

e on naturaallogaritmide alus;

s on eksponent, mis võrdub s = 0,03415 g L / (T cf z cf);

c r on gaasi suhteline tihedus õhus;

L - purskkaevu torude pikkus, m;

d - toru läbimõõt, m;

T cf - keskmine gaasitemperatuur kaevus, K;

Qo - kaevu vooluhulk standardtingimustes, tuhat m 3 /ööpäevas;

l - hüdraulilise takistuse koefitsient;

z cf - gaasi ülikokkusurutavuse koefitsient juures keskmine temperatuur T cf ja keskmine rõhk P cf = (Pz + P 2) / 2.

Kuna P З on teadmata, siis z cf määratakse järjestikuste lähenduste meetodil. Seejärel, kui gaasi dünaamiliste uuringute tulemuste põhjal on teada kaevu voolukiirus Qo ja sellele vastav põhjaaugu rõhk P W, määratakse kaevupeas P 2 antud rõhu juures kaevu torude läbimõõt skeemis olevast valemist. vorm:

Purskkaevu torude tegelik läbimõõt valitakse standardsete läbimõõtude alusel. Pange tähele, et kahel tingimusel põhinevates arvutustes on määravaks teguriks kivi- ja vedelikuosakeste eemaldamine pinnale. Kui kaevu voolukiirusi piiravad muud tegurid, tehakse arvutus tingimusest, et rõhukadud vähendatakse tehnoloogilisest ja tehnilisest seisukohast minimaalse võimaliku väärtuseni. Mõnikord määratakse antud toru läbimõõdu juures kirjalike valemite abil kaevu voolukiirus või rõhukadu puuraugus.

Tõstearvu arvutamine taandub torude läbimõõdu määramisele (liite A tabel 18 A). Algandmed: kaevu vooluhulk standardtingimustel Q o = 38,4 tuh m 3 /ööpäevas = 0,444 m 3 /s (rõhk P o = 0,1 MPa, temperatuur T o = 293 K); põhjaava rõhk Pz = 10,1 MPa; kaevu sügavus H = 1320 m; gaasi kokkusurutavustegur standardtingimustes z o = 1; tahkete ja vedelate osakeste pinnale eemaldamise kriitiline kiirus x cr = 5 m / s.

1) Kaevu temperatuur T määratakse järgmise valemiga:

T = H? G, (19)

kus H - kaevu sügavus, m

G - geotermiline gradient.

2) Gaasi kokkusurutavuse koefitsient z z määratakse Browni kõveraga (joonis 6 B, lisa B). Selleks leiame alandatud rõhu P pr ja temperatuuri T pr:

kus Р pl - reservuaari rõhk, MPa

Р cr - kriitiline rõhk, MPa

Metaani puhul P cr = 4,48 MPa

kus T cr - kriitiline temperatuur, K

Metaani puhul T cr = -82,5? C = 190,5 K

Gaasi kokkusurutavuse koefitsient põhjaaugus z z = 0,86 määratakse joonise 6 B järgi (lisa B).

1) pumpava kompressori läbimõõt...

- gaasi päevane maht q, nm 3 / päevas,
- alg- ja lõpprõhk gaasijuhtmes Р 1 ja Р 2, MPa;
- alg- ja lõpptemperatuur t 1 ja t 2 o C;
- värske metanooli C kontsentratsioon 1 massiprotsenti.

Metanooli individuaalse tarbimismäära arvutamine tehnoloogiline protsess maa- ja naftagaasi ettevalmistamine ja transportimine iga sektsiooni jaoks toimub vastavalt valemile:

H Ti = q w + q g + q k, (23)

kus H Ti - metanooli individuaalne tarbimismäär i-ndas jaotises;

q w - vedela faasi küllastamiseks vajalik metanooli kogus;

q g - gaasilise faasi küllastamiseks vajalik metanooli kogus;

q kuni - metanooli kogus, mis on vajalik kondensaadi küllastamiseks.

Vedelfaasi küllastamiseks vajalik metanooli kogus q w (kg / 1000 m 3) määratakse järgmise valemiga:

kus DW - gaasist võetud niiskuse kogus, kg / 1000 m 3;

C 1 - sisendmetanooli massikontsentratsioon, %;

C 2 - metanooli massikontsentratsioon vees (kasutatud metanooli kontsentratsioon sektsiooni lõpus, kus tekivad hüdraadid), %;

Valemist 24 tuleneb, et vedela faasi küllastamiseks vajaliku metanooli koguse määramiseks on vaja teada gaasi niiskust ja metanooli kontsentratsiooni kahes punktis: selle lõigu alguses ja lõpus, kus on võimalik hüdraadi moodustumine. .

Süsivesinikgaaside õhuniiskus suhtelise tihedusega (õhu kaudu) 0,60, lämmastikuvabad ja mageveega küllastunud.

Olles määranud gaasi niiskuse sektsiooni W 1 alguses ja lõigu W 2 lõpus, leiavad nad niiskuse koguse DW, mis vabaneb iga 1000 m 3 läbiva gaasi kohta:

DW \u003d W 2 - W 1 (25)

Niiskuse määrame järgmise valemiga:

kus P - gaasirõhk, MPa;

A on ideaalse gaasi niiskust iseloomustav koefitsient;

B on koefitsient, mis sõltub gaasi koostisest.

Kasutatud metanooli C 2 kontsentratsiooni määramiseks määrake esmalt hüdraadi moodustumise tasakaalutemperatuur T (°C). Selleks kasutage erineva tihedusega gaasihüdraatide moodustamise tasakaalukõveraid (joonis 7 B, lisa B), mis põhinevad metanooli etteande sektsiooni keskmisel rõhul:

kus P 1 ja P 2 - rõhk sektsiooni alguses ja lõpus, MPa.

Olles määranud T, leiavad nad tasakaalutemperatuuri DT languse väärtuse, mis on vajalik hüdraadi moodustumise vältimiseks:

DT \u003d T - T 2, (28)

kus T 2 on temperatuur sektsiooni lõpus, kus moodustuvad hüdraadid, ° C.

Pärast DT määramist leiame vastavalt graafikule joonisel 8 B (lisa B) töödeldud metanooli C 2 kontsentratsiooni (%).

Gaasilise keskkonna küllastamiseks vajalik metanooli kogus (q g, kg / 1000 m3) määratakse järgmise valemiga:

q g \u003d k m C 2, (29)

kus km on gaasi küllastamiseks vajaliku metanoolisisalduse ja vedeliku metanoolisisalduse suhe (metanooli lahustuvus gaasis).

Koefitsient k m määratakse selle lõigu lõpu tingimuste jaoks, millel on võimalik hüdraatide moodustumine, vastavalt joonisele 9 B (lisa B) rõhu P 2 ja temperatuuri T 2 jaoks.

Metanooli juurdevoolu kogus (lisa A tabelid 20 A - 22 A), võttes arvesse voolukiirust, määratakse valemiga.

Vene Föderatsiooni haridus- ja teadusministeerium

Venemaa Riiklik Nafta- ja Gaasiülikool sai nime I.M. Gubkin

Nafta- ja gaasiväljade arendamise teaduskond

Gaasi ja gaasi kondensaadiväljade arendamise ja käitamise osakond

TEST

kursusel "Gaasi- ja gaasikondensaadiväljade arendamine ja käitamine"

teemal: "Tehnoloogilise töörežiimi arvutamine - veevaba voolukiiruse piiramine Komsomolskoje gaasivälja kaevu näitel."

Hukatud Kibishev A.A.

Kontrollis: Timashev A.N.

Moskva, 2014

1. Maardla geoloogilised ja välitunnused
5. Arvutustulemuste analüüs

1. Maardla geoloogilised ja välitunnused

Komsomolskoje gaasikondensaadi naftamaardla asub Jamalo-Neenetsi autonoomse ringkonna Purovski rajooni territooriumil, Tarko-Sale küla piirkonnakeskusest 45 km lõuna pool ja Purpe külast 40 km ida pool.

Lähimad NSV Liidu Riikliku Reservide Komitee poolt heaks kiidetud naftavarudega leiud on Ust-Kharampurskoje (10-15 km ida pool). Novo-Purpeiskoye (100 km läände).

Väli avastati 1967. aastal, algselt gaasiväljana (C "Enomanskaja vent). Naftaväljana avastati see 1975. aastal. 1980. aastal koostati see tehnoloogia süsteem arendus, mille elluviimist alustati 1986. aastal.

Olemasolev gaasijuhe Urengoy - Novopolotsk asub väljast 30 km lääne pool. Surgut-Urengoy raudteeliin kulgeb 35-40 km läänes.

Territoorium on veidi künklik (absoluutkõrgused pluss 33, pluss 80 m), rohkete järvedega soine tasandik. Hüdrograafilist võrgustikku esindavad Pyakupuri ja Ayvasedapuri jõed (Puri jõe lisajõed). Jõed on laevatatavad ainult kevadise üleujutuse ajal (juuni), mis kestab ühe kuu.

Komsomolskoje väli asub teise järgu struktuuris - Pyakupurovski kuplikujuline tõus, mis on osa põhjapoolsest megaswellist.

Pyakupurovskoe kuplikujuline tõus tähistab ülestõstetud tsooni ebakorrapärane kuju, mis on orienteeritud edela-kirde suunal, mida komplitseerivad mitmed kohalikud III järgu tõusud.

Nafta, gaasi ja vee füüsikaliste ja keemiliste omaduste analüüs võimaldab valida optimaalseima puurauku varustuse, töörežiimi, ladustamis- ja transporditehnoloogia, põhjaaugu moodustumise tsooni töötlemise toimingu tüübi, süstitava vedeliku mahu ja palju rohkem.

Komsomolski leiukoha nafta ja lahustunud gaasi füüsikalisi ja keemilisi omadusi uuriti pinna- ja süvaproovide andmetel.

Osa parameetreid määrati otse kaevudel (rõhud, temperatuurid jne) Proove analüüsiti laboritingimustes TCL-is. LLC "Geohim", LLC "Reagent", Tjumen.

Pinnaproovid võeti vooluliinist, kui kaevud töötasid teatud režiimis. Kõik nafta ja gaasi pinnaproovide uuringud viidi läbi vastavalt riiklikes standardites sätestatud meetoditele.

Uurimistöö käigus uuriti naftagaasi komponentide koostist, tulemused on toodud tabelis 1.

Tabel 1 – naftagaasi komponentide koostis.

Varude arvutamiseks soovitatakse parameetreid, mis määratakse standardtingimustes ja põllul nafta degaseerimise tingimustele lähedase meetodiga, st etapiviisilise eraldamisega. Sellega seoses ei kasutatud keskmiste väärtuste arvutamisel proovide uuringute tulemusi diferentsiaaldegaseerimise õlimeetodil.

Samuti muutuvad õlide omadused piki lõiku. Õliproovide laboratoorsete uuringute tulemuste analüüs ei võimalda tuvastada rangeid mustreid, küll aga on võimalik jälgida peamisi suundumusi õlide omaduste muutumises. Sügavuse kasvades kipuvad õli tihedus ja viskoossus vähenema, sama trend püsib ka vaikude sisalduse osas.

Gaaside lahustuvus vees on palju madalam kui õlis. Vee mineraliseerumise suurenemisega väheneb gaaside lahustuvus vees.

Tabel 2 - Keemiline koostis tekkeveed.

2. Kaevude projekteerimine põldudele, millel on paljandunud kihistu vesi

Gaasipuurkaevudes võib gaasist kondenseeruda aurne vesi ja kihist võib vesi voolata kaevu põhja. Gaasikondensaadi kaevudes lisatakse sellele vedelikule süsivesinike kondensaat, mis tuleb reservuaarist ja tekib puurkaevu. Maardlate tekke algperioodil, suurte gaasivoolukiiruste korral kaevude põhjas ja väikese koguse vedeliku korral, tuuakse see peaaegu täielikult pinnale. Kuna gaasi voolukiirus põhjaaugus väheneb ja kaevu põhjaauku siseneva vedeliku voolukiirus läbilaskvate vahekihtide kastmise ja poorse keskkonna mahulise kondensaadi küllastumise suurenemise tõttu suureneb, toimub vedeliku täielik eemaldamine kaevu põhjaaugust. kaev ei ole tagatud ja vedelikusammas koguneb põhjaavasse. See suurendab kihistu vasturõhku, toob kaasa tootmiskiiruse olulise vähenemise, gaasi sissevoolu lakkamise madala läbilaskvusega vahekihtidest ja isegi kaevu täieliku väljalülitamise.

Vedeliku voolamist kaevu on võimalik takistada, säilitades kaevu põhjas gaasi väljatõmbamise tingimused, mille korral ei toimu põhjaaugu moodustumise tsoonis vee ja vedelate süsivesinike kondenseerumist, mis takistab kaevu koonuse läbimurdmist. põhjavett või serva veekeelt kaevu. Lisaks on võimalik välis- ja kihistuvete isoleerimisega takistada vee voolamist kaevu.

Vedelik alumisest avast eemaldatakse pidevalt või perioodiliselt. Vedeliku pidev eemaldamine kaevust toimub töötamisel kiirustel, mis tagavad vedeliku eemaldamise põhjast pinnaseparaatoritesse, vedeliku väljatõmbamisega kaevu langetatud sifooni või voolutorude kaudu gaasitõstuki, kolbtõstuki või pumpamise abil. vedelik välja süvenduspumpade abil.

Perioodilist vedeliku eemaldamist saab läbi viia kaevu sulgemise teel, et vedelik absorbeerida moodustisega, puhuda kaevu atmosfääri sifooni või voolutorude kaudu ilma sissepritseta või pindaktiivsete ainete (vahu tekitavate ainete) süstimisega kaevu põhja.

Kaevude põhjaaugust vedeliku eemaldamise meetodi valik sõltub gaasiga küllastunud reservuaari geoloogilistest ja väliomadustest, kaevu konstruktsioonist, rõnga tsementeerimise kvaliteedist, reservuaari arendusperioodist jne. kui vedeliku kaevu voolamise kogus ja põhjused. Minimaalse vedeliku vabanemise põhjaaugu moodustumise tsoonis ja kaevu põhjas saab tagada põhjaaugu rõhu ja temperatuuri reguleerimisega. Gaasi niiskusmahtuvuse ja kondensatsiooni isotermide kõverate põhjal määratakse põhjaaugus gaasist eralduva vee ja kondensaadi kogus põhjaaugu rõhul ja temperatuuril.

Et vältida põhjavee koonuse läbimurdmist gaasikaevu, kasutatakse seda teoreetiliselt või eriuuringutega määratud veevaba voolu piiravatel kiirustel.

Võõr- ja moodustumisveed eraldatakse süstimise teel tsemendimört surve all. Nende toimingute käigus isoleeritakse gaasiga küllastunud moodustised üleujutatud moodustistest pakkijate abil. Maa-alustes gaasihoidlates on välja töötatud meetod üleujutatud vahekihtide isoleerimiseks, süstides neisse pindaktiivseid aineid, vältides vee sisenemist kaevu. Pilootkatsed on näidanud, et stabiilse vahu saamiseks tuleb "vahukontsentraati" (toimeaine osas) võtta 1,5-2% süstitava vedeliku mahust ja vahu stabilisaatorit - 0,5-1%. . Pindaktiivsete ainete ja õhu segamiseks pinnal kasutatakse spetsiaalset seadet - aeraatorit (näiteks "perforeeritud toru torus"). Õhk pumbatakse läbi perforeeritud harutoru kompressoriga vastavalt etteantud a-le, välistorusse pumbatakse pumba abil pindaktiivse aine vesilahus voolukiirusel 2-3 l/s.

Vedeliku eemaldamise meetodi efektiivsust tõendavad spetsiaalsed kaevuuuringud ning tehnilised ja majanduslikud arvutused. Kaev peatatakse 2-4 tunniks, et reservuaari poolt vedelikku absorbeerida.Kaevude vooluhulgad peale käivitamist suurenevad, kuid need ei kompenseeri alati tühikäigukaevudest tingitud gaasitootmise kadusid. Kuna vedelikusammas ei lähe alati reservuaari ja gaasi sissevool ei pruugi madalal rõhul taastuda, kasutatakse seda meetodit harva. Kaevu ühendamine gaasikogumisvõrguga madal rõhk võimaldab käitada üleujutatud kaevu, eraldada vett gaasist, kasutada pikka aega madalsurvegaasi. Kaevud puhutakse atmosfääri 15-30 minuti jooksul. Samal ajal peaks gaasi kiirus põhjaaugus ulatuma 3-6 m/s. Meetod on lihtne ja seda kasutatakse juhul, kui voolukiirus taastub pikema aja jooksul (mitu päeva). Sellel meetodil on aga palju puudusi: vedelikku ei eemaldata põhjaaugust täielikult, reservuaari suurenev veekogus toob kaasa uute veekoguste intensiivse sissevoolu, reservuaari hävimise, liivakorgi moodustumise, reostuse. keskkond, gaasi kadu.

Kaevude perioodiline puhumine läbi 63-76 mm läbimõõduga torude või spetsiaalselt langetatud 25-37 mm läbimõõduga sifoontorude kaudu toimub kolmel viisil: käsitsi või automaatsete masinatega, mis on paigaldatud toru pinnale või põhja. hästi. See meetod erineb atmosfääri puhumisest selle poolest, et seda rakendatakse alles pärast teatud vedelikusamba kogunemist põhja.

Kaevust gaas koos vedelikuga siseneb madalrõhuga gaasi kogumiskollektorisse, eraldatakse separaatorites veest ja siseneb kokkusurumiseks või põletatakse. Kaevupeale paigaldatud masin avab perioodiliselt tööliini klapi. Masin saab selleks käsu, kui rõhuvahe rõnga ja tööliini vahel suureneb etteantud erinevuseni. Selle erinevuse suurus sõltub vedelikusamba kõrgusest torustikus.

Põhja paigaldatud automaatsed masinad töötavad ka vedelikusamba teatud kõrgusel. Paigaldage üks ventiil toru sisselaskeavasse või mitu käivitusgaasi tõsteventiili toru alumisse ossa.

Gaasi-vedeliku voolu eraldamist auku saab kasutada vedeliku kogumiseks põhjaavasse. Seda eraldamismeetodit, millele järgnes vedeliku süstimine alushorisonti, testiti pärast süvendil tehtud esialgseid laboriuuringuid. 408 ja 328 Korobkovski väli. Selle meetodi abil vähenevad oluliselt hüdraulilised rõhukadud puurkaevus ning moodustise vee kogumise ja kasutamise kulud.

Vedeliku perioodilist eemaldamist võib läbi viia ka pindaktiivse aine kandmisel kaevu põhja. Kui vesi puutub kokku puhumisainega ja gaas juhitakse läbi vedelikusamba, tekib vaht. Kuna vahu tihedus on oluliselt väiksem kui vee tihedus, siis ka suhteliselt väikesed gaasikiirused (0,2-0,5 m/s) tagavad vahutava massi eemaldamise pinnale.

Kui vee mineraliseerumine on alla 3--4 g/l, kasutatakse 3-5% sulfoonhappe vesilahust, kõrge soolsusega (kuni 15-20 g/l) kasutatakse sulfoonhapete naatriumisoolasid. . Vedelad pindaktiivsed ained pumbatakse perioodiliselt kaevu ning tahketest pindaktiivsetest ainetest (Don, Ladoga, Trialon pulbrid jne) valmistatakse 1,5-2 cm läbimõõduga graanulid või 60-80 cm pikkused vardad, mis seejärel juhitakse kaevu põhja. kaevud.

Kaevudesse, mille vee juurdevool on kuni 200 l/ööpäevas, soovitatakse 1 liitri vee kohta sisestada kuni 4 g aktiivset pindaktiivset ainet, kuni 10 t/ööpäevas juurdevooluga kaevudes seda kogust vähendatakse.

Kuni 300–400 liitri sulfonoolilahuste või Novosti pulbri sisseviimine Maykopi põllu üksikutesse kaevudesse tõi kaasa voolukiiruste tõusu 1,5–2,5 korda võrreldes esialgsetega, toime kestus ulatus 10–15 päevani. . Kondensaadi olemasolu vedelikus vähendab pindaktiivsete ainete aktiivsust 10-30% ja kui kondensaati on rohkem kui vett, siis vahtu ei teki. Nendel tingimustel kasutatakse spetsiaalseid pindaktiivseid aineid.

Vedeliku pidev eemaldamine põhjast toimub teatud gaasikiirustel, mis tagavad kahefaasilise tilgavoolu tekke. Teadaolevalt on need tingimused tagatud gaasi kiirustel üle 5 m/s 63–76 mm läbimõõduga torujuhtmetes kuni 2500 m sügavusel.

Vedeliku pidevat eemaldamist kasutatakse juhtudel, kui kihistu vesi voolab pidevalt kaevu põhja. Torujuhtme läbimõõt valitakse nii, et saadakse voolukiirused, mis tagavad vedeliku eemaldamise põhjast. Väiksema toru läbimõõduga üleminekul suureneb hüdrauliline takistus. Seetõttu on üleminek väiksemale läbimõõdule efektiivne, kui hõõrdumisest tingitud rõhukadu on väiksem kui vasturõhk vedelikusamba moodustumisel, mida ei eemaldata põhjaaugust.

Vedeliku eemaldamiseks põhjaavast kasutatakse edukalt gaas-lift-süsteeme, millel on auk klapiga. Gaasiproovid võetakse läbi rõnga ja vedelik eemaldatakse läbi torustiku, millele on paigaldatud käivitusgaasi tõste- ja laskuklapid. Ventiilile mõjub vedru survejõud ja rõhuerinevus, mille tekitavad vedelikusambad torustikus ja rõngasringis (alla), samuti rõngasruumis olevast rõhust tulenev jõud (üles). Arvutatud vedeliku taseme juures rõngas muutub mõjuvate jõudude suhe selliseks, et klapp avaneb ja vedelik siseneb torudesse ja sealt edasi atmosfääri või separaatorisse. Kui vedeliku tase rõngasruumis langeb eelseadistatud väärtuseni, sulgub sisselaskeklapp. Vedelik koguneb torudesse, kuni käivitusgaasi tõsteventiilid töötavad. Viimaste avamisel siseneb rõngast gaas torusse ja toob vedeliku pinnale. Pärast vedeliku taseme langetamist torustikus suletakse käivitusventiilid ja vedelik koguneb uuesti torudesse tänu selle möödaviigule rõngast.

Gaasi- ja gaasikondensaadikaevudes kasutatakse "lendava ventiili" tüüpi kolbtõstukit. Torustiku alumisse ossa on paigaldatud torupiiraja ja jõulupuule ülemine amortisaator. toimib kui "kolb".

Tööpraktika on loonud kolvi optimaalsed tõusu- (1-3 m/s) ja langemiskiirused (2-5 m/s). Gaasi kiirusel üle 2 m/s kinga juures kasutatakse pidevat kolvi tõstmist.

Madala moodustumisrõhu korral kuni 2500 m sügavustes kaevudes kasutatakse aukudega pumpamisseadmeid. Sel juhul ei sõltu vedeliku eemaldamine gaasi kiirusest* ja seda saab teostada kuni maardla tekke lõpuni, kui kaevupea rõhk langeb 0,2-0,4 MPa-ni. Seega kasutatakse aukudega pumpamisseadmeid tingimustes, kus muid vedeliku eemaldamise meetodeid ei saa üldse rakendada või nende efektiivsus langeb järsult.

Torudele paigaldatakse süvispumbad ja gaas juhitakse läbi rõnga. Gaasi sisenemise vältimiseks pumba sisselaskeavasse asetatakse see vedelikupuhvri taseme alla perforatsioonitsooni alla või süvisklapi kohale, mis võimaldab torusse pääseda ainult vedelikul.

väljakaevu voolukiiruse anisotroopia

3. Kaevude tehnoloogilised töörežiimid, vooluhulkade piiramise põhjused

Projektikaevude tehnoloogiline töörežiim on projekteerija üks olulisemaid otsuseid. Tehnoloogiline töörežiim koos kaevu tüübiga (vertikaalne või horisontaalne) määrab nende arvu, seega ka maapealse torustiku ja lõpuks ka kapitaliinvesteeringud väljade arendamiseks teatud valikuga maardlast. Raske on leida disainiprobleemi, millel oleks sarnaselt tehnoloogilise režiimiga mitme muutujaga ja puhtalt subjektiivne lahendus.

Tehnoloogiline režiim - need on spetsiifilised tingimused gaasi liikumiseks reservuaaris, põhjaaugu tsoonis ja kaevus, mida iseloomustab voolukiiruse ja põhjasurve väärtus (rõhugradient) ja mis on määratud teatud looduslike piirangutega.

Tänaseks on tuvastatud 6 kriteeriumi, mille järgimine võimaldab kontrollida kaevu stabiilset tööd, need kriteeriumid on matemaatiline avaldis erinevate tegurite rühmade mõju arvestamiseks töörežiimile. Kõige enam mõjutavad kaevu tööd:

Poorse keskkonna deformeerumine, kui kihistule tekib märkimisväärne vähenemine, mis põhjustab põhjaaugu tsooni läbilaskvuse vähenemist, eriti purunenud-poorsete moodustiste korral;

Põhjaaugu tsooni hävitamine ebastabiilsete, nõrgalt stabiilsete ja nõrgalt tsementeeritud reservuaaride avamisel;

Liiv-vedelik korkide moodustumine kaevu töötamise ajal ja nende mõju valitud töörežiimile;

Hüdraatide moodustumine põhjaaugu tsoonis ja puuraugus;

Põhjaveega kaevude kastmine;

Puuraugu seadmete korrosioon töö ajal;

Kaevude ühendamine kogukonna kogujatega;

Mitmekihiliste ladestiste kihi avamine, võttes arvesse vahekihtide vahelise hüdrodünaamilise ühenduse olemasolu jne.

Kõik need ja muud tegurid on väljendatud järgmiste kriteeriumidega, mille vorm on:

dP/dR = Const – konstantne gradient, millega kaeve tuleks kasutada;

DP=Ppl(t) - Pz(t) = Const -- konstantne tõmme;

Pz(t) = Const -- konstantne põhjarõhk;

Q(t) = Const -- konstantne voolukiirus;

Py(t) = Const -- konstantne kaevupea rõhk;

x(t) = Const -- püsiv voolukiirus.

Iga valdkonna puhul tuleks tehnoloogilise töörežiimi põhjendamisel valida neist kriteeriumidest üks (väga harva kaks).

Kaevude tehnoloogiliste töörežiimide, kavandatava välja valimisel tuleb järgida järgmisi põhimõtteid, olenemata sellest, millised kriteeriumid on peamised töörežiimi määravad kriteeriumid:

Maardla geoloogiliste omaduste, poorset keskkonda küllastavate vedelike omaduste arvessevõtmise täielikkus;

Süsivesinike, gaasi, kondensaadi ja õli keskkonna ja loodusvarade kaitse seaduse nõuete täitmine;

Süsteemi "reservuaar - gaasijuhtme algus" töökindluse täielik garantii hoiuse väljatöötamise protsessis;

Maksimaalselt arvestatakse kõigi kaevude tootlikkust piiravate tegurite kõrvaldamise võimalusega;

Varem kehtestatud režiimide õigeaegne muutmine, mis selles valdkonna arendamise etapis ei sobi;

Planeeritud gaasi, kondensaadi ja õli tootmise mahu tagamine minimaalsete kapitaliinvesteeringute ja tegevuskuludega ning kogu "reservuaar-gaasitorustiku" süsteemi stabiilne töö.

Kaevude tehnoloogilise töörežiimi kriteeriumide valimiseks on esmalt vaja kehtestada määrav tegur või tegurite rühm, mis õigustab projektkaevude töörežiimi. Samal ajal peaks projekteerija pöörama erilist tähelepanu põhjavee olemasolule, mitmekihilisusele ja kihtidevahelise hüdrodünaamilise side olemasolule, anisotroopia parameetrile, litoloogiliste ekraanide olemasolule ladestusala kohal, kontuurvete lähedusele. , õhukeste, hästi läbilaskvate vahekihtide (superreservuaarid), stabiilsuse vahekihtide varud ja läbilaskvus, piiravate gradientide suurusest, millest alates reservuaari hävimine algab, rõhu ja temperatuuride kohta "reservuaari-UKPG" süsteemis, gaasi ja vedeliku omaduste muutumine rõhust, torustikul ja gaasi kuivatamise tingimustes jne.

4. Veevaba kaevu tootmiskiiruse arvutamine, tootmiskiiruse sõltuvus reservuaari avanemise astmest, anisotroopia parameeter

Enamikus gaasi kandvates koosseisudes erinevad vertikaalsed ja horisontaalsed läbilaskvused ning reeglina on vertikaalne läbilaskvus k palju väiksem kui horisontaalne k g. Kuid madala vertikaalse läbilaskvusega on ka gaasi vool altpoolt kaevu avanemisastme ebatäiuslikkuse mõjupiirkonda raskendatud. Täpset matemaatilist seost anisotroopia parameetri ja kaevu põhjaveega anisotroopsesse reservuaari tungimise korral lubatava allavoolu väärtuse vahel ei ole kindlaks tehtud. Isotroopsete reservuaaride jaoks välja töötatud meetodite kasutamine Q pr määramiseks põhjustab olulisi vigu.

Lahenduse algoritm:

1. Määrake gaasi kriitilised parameetrid:

2. Määrake ülikokkusurutavuse koefitsient reservuaari tingimustes:

3. Määrame gaasi tiheduse standardtingimustes ja seejärel reservuaari tingimustes:

4. Leidke kihistu veesamba kõrgus, mis on vajalik 0,1 MPa rõhu tekitamiseks:

5. Määrake koefitsiendid a* ja b*:

6. Määrake keskmine raadius:

7. Leidke koefitsient D:

8. Määrame koefitsiendid K o , Q* ja maksimaalse veevaba voolukiiruse Q pr.bezv. olenevalt reservuaari läbitungimisastmest h ja kahele erinevad väärtused anisotroopia parameeter:

Algandmed:

Tabel 1 – veevaba režiimi arvutamise algandmed.

Tabel 4 – Veevaba režiimi arvutamine.

5. Arvutustulemuste analüüs

Veevaba režiimi arvutamise tulemusena erinevate reservuaari läbitungimisastmete jaoks ja anisotroopia parameetri väärtustega 0,03 ja 0,003, sain järgmised sõltuvused:

Joonis 1 – veevaba voolu piirava kiiruse sõltuvus läbitungimisastmest kahe anisotroopiaparameetri väärtuse puhul: 0,03 ja 0,003.

Võib järeldada, et optimaalne avanemisväärtus on mõlemal juhul 0,72. Sel juhul on suurem voolukiirus suurema anisotroopia väärtuse korral, st vertikaalse ja horisontaalse läbilaskvuse suurema suhte korral.

Bibliograafia

1. "Juhend gaasi- ja gaasikondensaatkaevude põhjalikuks uurimiseks." M: Nedra, 1980. Toimetanud Zotov G.A. Aliyev Z.S.

2. Ermilov O.M., Remizov V.V., Širkovski A.I., Tšugunov L.S. "Reservuaari füüsika, tootmine ja maa-alune gaasihoidla". M. Teadus, 1996

3. Aliev Z.S., Bondarenko V.V. Gaasi- ja gaasiõliväljade arendamise projekteerimise juhised. Petserimaa.: Petseri aeg, 2002 - 896 lk.

Sarnased dokumendid

Maardla geograafiline asukoht, geoloogiline ehitus, gaasisisaldus. Kaevude varude toimimisnäitajate analüüs. Arvutus temperatuuri režiim et teha kindlaks voolukiirus, mille juures hüdraate ei teki põhjas ja piki puuraugu.

lõputöö, lisatud 13.04.2015

Skeem tootmiskaev. Selle arendamise käigus tehtud tööd. Veehoidla energiaallikad ja gaasireservuaari äravoolurežiimid. Keskmised voolukiirused kaevu töömeetodite järgi. Sukel- ja pinnapealsed seadmed. Nafta kaubatingimused.

kontrolltööd, lisatud 05.06.2013

Objekti geoloogilised ja füüsikalised omadused. Sutorminskoje välja moodustumise lõigu arendusprojekt Giprovostok-neft meetodil. Puurkaevude vaheskeemid, kaevu hetkevoolukiirused. Nafta osakaalu sõltuvuse arvutamine puuraugu tootmises.

kursusetöö, lisatud 13.01.2011

Gaasivarude maardlate usaldusväärsuse analüüs; kaevuvarud, iga-aastased väljatõmbed põllult, kastmise seis. Välja arendamise näitajate arvutamine ammendumiseks kaevude tehnoloogilises töörežiimis pideva reservuaari tühjenemisega.

kursusetöö, lisatud 27.11.2013

Gaasivälja jaoks vajaliku kaevude arvu määramine. Allikate ja valamute meetod. Gaasipuurkaevu voolukiiruse sõltuvuse analüüs selle sektori sisestest koordinaatidest. Rõhujaotused piki sektori ülaosa, kaevu keskpunkti läbivat tala.

kursusetöö, lisatud 12.03.2015

Maardla geoloogilise ehituse kirjeldus. Vaba gaasi füüsikalised ja keemilised omadused ning koostis. Hüdraadi moodustumise inhibiitori koguse arvutamine selle tootmisprotsessi jaoks. Kaevu tehnoloogiline töörežiim. Kihistu gaasimaardla varude arvutamine.

lõputöö, lisatud 29.09.2014

Kaevu töötamise veevaba perioodi arvutamise meetodid, võttes arvesse gaasi tegelikke omadusi ja reservuaari heterogeensust. Sademete gaasikondensaadi taaskasutamine põhjaveega. Gaasi kumulatiivse tootmise dünaamika ja vee tungimine Srednebotuobinskoje välja reservuaari.

kursusetöö, lisatud 17.06.2014

Samotlori naftavälja geoloogilised ja väliomadused. Läbilõike tektoonika ja stratigraafia. Tootlike kihtide kivimite koostis ja omadused. Põllu arendamise etapid, töömeetodid ja kaevude mõõtmine. Õli väli ettevalmistamine.

praktikaaruanne, lisatud 08.12.2015

Seadmete valik ja tsentrifugaalseadme pumbaagregaatide valik kaevu tööks põllul. Sukelaparatuuri diametraalmõõtme, trafo ja juhtimisjaama parameetrite kontrollimine. Elektrimootori konstruktsiooni kirjeldus.

kursusetöö, lisatud 24.06.2011

Rõhu jaotus gaasisektsioonis. Bernoulli võrrand viskoosse vedeliku voolu kohta. Kaevu voolukiiruse ja rõngakujulise rõhu sõltuvuse graafikud sisemise rõngakujulise tsooni läbilaskvusest. Dupuisi valem ühtlase voolu jaoks homogeenses reservuaaris.

Üks peamisi ülesandeid pärast kaevu puurimise lõpetamist on selle voolukiiruse arvutamine. Mõned inimesed ei saa päris hästi aru, mis on kaevu voolukiirus. Meie artiklis näeme, mis see on ja kuidas seda arvutatakse. See on vajalik selleks, et mõista, kas see suudab tagada veevajaduse. Kaevu voolukiiruse arvutamine määratakse kindlaks enne, kui puurimisorganisatsioon teile rajatise passi väljastab, kuna nende arvutatud ja tegelikud andmed ei pruugi alati ühtida.

Kuidas määrata

Kõik teavad, et kaevu peamine eesmärk on varustada omanikke veega. Kõrge kvaliteet piisavas koguses. Seda tuleb teha enne puurimise lõpetamist. Seejärel tuleb neid andmeid võrrelda geoloogilise uurimise käigus saadud andmetega. Geoloogiline uuring annab teavet selle kohta, kas antud kohas on põhjaveekiht ja kui võimas see on.

Kuid kaugeltki kõik ei sõltu objektil lebavast vee hulgast, sest palju määrab kaevu enda õige paigutus, kuidas see on projekteeritud, millisel sügavusel, kui kvaliteetsed on seadmed.

Põhiandmed deebeti määramiseks

Kaevu tootlikkuse ja veevajadustele vastavuse määramiseks aitab kaevu voolukiiruse õige määramine. Teisisõnu, kas teil on sellest kaevust piisavalt vett koduste vajaduste jaoks.

Dünaamiline ja staatiline tase

Enne kui saate teada, milline on kaevu veevoolu kiirus, peate hankima rohkem andmeid. Sel juhul räägime dünaamilistest ja staatilistest näitajatest. Mis need on ja kuidas neid arvutatakse, räägime nüüd.

Oluline on, et deebet on mittekonstantne väärtus. See sõltub täielikult hooajalised muutused ja mõned muud asjaolud. Seetõttu on selle näitajaid võimatu täpselt kindlaks määrata. See tähendab, et peate kasutama ligikaudseid arve. See töö on vajalik selleks, et teha kindlaks, kas teatud veevarustusest piisab normaalseteks elutingimusteks.

Staatiline tase näitab, kui palju vett on kaevus ilma proovivõtuta. Sellist indikaatorit peetakse mõõtmisel maapinnast kuni põhjavee tasemeni. Tuleb kindlaks teha, millal vesi lõpetab järgmisest tarast tõusmise.

Põllu tootmismäärad

Selleks, et teave oleks objektiivne, peate ootama hetkeni, mil vesi kogutakse eelmisele tasemele. Alles siis saate oma uurimistööd jätkata. Selleks, et info oleks objektiivne, tuleb kõike teha järjepidevalt.

Voolukiiruse määramiseks peame määrama dünaamilised ja staatilised indikaatorid. Arvestades, et täpsuse huvides on vaja dünaamilist indikaatorit mitu korda arvutada. Arvutamise ajal on vaja läbi viia erineva intensiivsusega pumpamine. Sel juhul on viga minimaalne.

Kuidas deebet arvutatakse?

Et mitte mõistatada, kuidas pärast kaevu kasutuselevõttu voolukiirust suurendada, tuleb arvutused teha võimalikult täpselt. Vastasel juhul ei pruugi teil tulevikus piisavalt vett olla. Ja kui aja jooksul hakkab kaev settima ja veekogus veelgi väheneb, siis probleem ainult süveneb.

Kui teie kaev on umbes 80 meetrit sügav ja vee alguse tsoon asub pinnast 75 meetri kaugusel, on staatiline indikaator (Hst) 40 meetri sügavusel. Sellised andmed aitavad meil arvutada, milline on veesamba kõrgus (Hw): 80–40 \u003d 40 m.

On väga lihtne viis, kuid selle andmed ei vasta alati tõele, viis deebeti (D) määramiseks. Selle paigaldamiseks on vaja tund aega vett välja pumbata ja seejärel mõõta dünaamilist taset (Hd). Seda on täiesti võimalik teha iseseisvalt, kasutades järgmist valemit: D \u003d V * Hw / Hd - Hst. Pumpamise intensiivsust m 3 / tunnis tähistab V.

Sel juhul pumpasite näiteks tunnis välja 3 m 3 vett, tase langes 12 m võrra, siis oli dünaamiline tase 40 + 12 = 52 m. Nüüd saame oma andmed valemisse üle kanda ja saada deebet, mis on 10 m 3 / tund.

Peaaegu alati kasutatakse seda meetodit passi arvutamiseks ja sisestamiseks. Kuid see pole väga täpne, kuna nad ei võta arvesse intensiivsuse ja dünaamilise indeksi vahelist seost. See tähendab, et nad ei võta arvesse olulist näitajat - võimsust. pumpamisseadmed. Kui kasutate rohkem või vähem võimsat pumpa, erineb see indikaator oluliselt.

Loodnööriga köie abil saate määrata veetaseme

Nagu me juba ütlesime, on usaldusväärsemate arvutuste saamiseks vaja dünaamilist taset mõõta mitu korda pumpade abil. erinev võimsus. Ainult nii on tulemus tõele kõige lähemal.

Selle meetodi abil arvutuste tegemiseks peate pärast esimest mõõtmist ootama, kuni veetase taastatakse endisele tasemele. Seejärel pumbake vett tund aega erineva võimsusega pumbaga välja ja seejärel mõõtke dünaamiline indikaator.

Näiteks oli see 64 m ja pumbatava vee maht oli 5 m 3. Kahe proovivõtu käigus saadud andmed võimaldavad meil saada teavet järgmise valemi abil: Du = V2 - V1 / h2 - h1. V - millise intensiivsusega pumpamist tehti, h - kui palju tase langes võrreldes staatiliste näitajatega. Meie jaoks olid need 24 ja 12 m. Seega saime vooluhulgaks 0,17 m 3 / tunnis.

Konkreetne kaevu voolukiirus näitab, kuidas tegelik voolukiirus muutub, kui dünaamiline tase suureneb.

Reaalse deebeti arvutamiseks kasutame järgmist valemit: D = (Hf - Hst) * Du. Hf näitab ülemist punkti, kust algab veevõtt (filter). Selle indikaatori jaoks võtsime 75 m. Asendades väärtused valemis, saame näitaja, mis võrdub 5,95 m 3 / tunnis. Seega on see näitaja peaaegu kaks korda väiksem kui kaevu passis registreeritud näitaja. See on usaldusväärsem, nii et peate sellele keskenduma, kui otsustate, kas teil on piisavalt vett või vajate lisamist.

Selle teabe abil saate määrata kaevu keskmise voolukiiruse. See näitab, milline on kaevu igapäevane tootlikkus.

Mõnel juhul tehakse kaevu ehitamine enne maja ehitamist, mistõttu pole alati võimalik arvutada, kas vett jätkub või mitte.

Selleks, et mitte lahendada küsimust, kuidas deebetit suurendada, peate nõudma õigete arvutuste viivitamatut tegemist. Passi tuleb sisestada täpsed andmed. See on vajalik selleks, et kui tulevikus tekivad probleemid, oleks võimalik taastada eelmine veehaarde tase.

JahEi

Gaasipuurkaevude piiravate veevabade vooluhulkade määramise meetodid ekraani olemasolul ja selliste puurkaevude uuringu tulemuste tõlgendamine pole piisavalt välja töötatud. Siiani ei ole täielikult uuritud ka võimalust suurendada põhjaveega gaasi kandvaid moodustisi avavate kaevude maksimaalseid veevabasid voolukiirusi tehisekraani loomisega. Siin esitatakse selle probleemi analüütiline lahendus ja vaadeldakse juhtumit, kui ebatäiuslik kaev tungis ühtlaselt anisotroopsesse ringikujulisse põhjaveega reservuaari ja seda kasutatakse läbitungimatu ekraani juuresolekul. Välja on töötatud ligikaudne meetod mittelineaarse filtreerimisseadusega vertikaalsete gaasipuurkaevude piiravate veevabade voolukiiruste arvutamiseks, mis on tingitud läbilaskmatu põhjaava ekraani olemasolust. On kindlaks tehtud, et piirava veevaba voolukiiruse väärtus ei sõltu mitte ainult ekraani suurusest, vaid ka selle asukohast piki gaasiga küllastunud reservuaari vertikaali; määratakse ekraani optimaalne asend, mis iseloomustab suurimat piirvoolukiirust. Praktilised arvutused tehakse konkreetsete näidete põhjal.

arvutusmeetod

veevaba voolukiirus

vertikaalne kaev

gaasikaev

1. Karpov V.P., Šerstnjakov V.F. Faasi läbilaskvuse iseloom vastavalt väljaandmetele. NTS õli tootmiseks. – M.: GTTI. - nr 18. - S. 36-42.

2. Telkov A.P. Maa-alune hüdrodünaamika. - Ufa, 1974. - 224 lk.

3. Telkov A.P., Grachev S.I. ja muud nafta- ja gaasiväljade arendamise tunnused (II osa). - Tjumen: alates OOONIPIKBS-T, 2001. - 482 lk.

4. Telkov A.P., Stklyanin Yu.I. Nafta ja gaasi tootmisel veekoonuste teke. – M.: Nedra, 1965.

5. Stklyanin Yu.I., Telkov A.P. Sissevool horisontaalsesse äravoolu ja ebatäiuslikku kaevu ribastatud anisotroopsesse reservuaari. Piiravate veevabade voolukiiruste arvutamine. PMTF NSVL Teaduste Akadeemia. - nr 1. - 1962.

See artikkel pakub sellele probleemile analüütilist lahendust ja käsitleb juhtumit, kui ebatäiuslik kaev tungis põhjaveega ühtlaselt anisotroopsesse ringikujulisse reservuaari ja seda kasutatakse mitteläbilaskva ekraani juuresolekul (joonis 1). Leiame, et gaas on tõeline, gaasi liikumine on ühtlane ja järgib mittelineaarset filtreerimise seadust.

Joonis 1. Gaasi sissevoolu kolmetsooniline skeem ekraaniga ebatäiuslikku kaevu

Tuginedes aktsepteeritud tingimustele, on vastavalt I, II, III tsoonides kaevu sissevoolu võrrandid järgmiselt:

; ; (2)

; ; , (3)

kus a ja b on määratud valemitega. Ülejäänud tähistused on näidatud diagrammil (vt joonis 1). Võrrandid (2) ja (3) kirjeldavad antud juhul sissevoolu suurendatud kaevudesse vastavalt raadiustega rе ja (re+ho).

Stabiilsustingimus gaasi-vee liidesel (vt rida CD) vastavalt Pascali seadusele on kirjutatud võrrandiga

kus ρw on vee tihedus, on kapillaarrõhk vee küllastumise funktsioonina gaasi ja vee piirpinnal.

Lahendades ühiselt (1)-(3), saame peale teisenduste seeriat sissevoolu võrrandi

(2) ja (4) ühislahendusest saame ruutvõrrandi mõõtmeteta piirava vooluhulga jaoks, mille üks juur, võttes arvesse (7) ja pärast teisenduste seeriat, on esitatud avaldisega:

Kus (7)

(8)

Üleminek mõõtmete piiravale veevaba voolukiirusele toimub vastavalt valemitele:

(9)

kus on kaalutud keskmine rõhk gaasimaardlas.

Tabel 1

Filtreerimistakistuse väärtused allosas oleva ekraani tõttu

Täiendav filtreerimistakistus Ja , mis on põhjustatud ekraanist, arvutatakse arvutis valemite (6) järgi, tabelina (tabel 1) ja esitatakse graafikutena (joonis 2). Funktsioon (6) arvutatakse arvutis ja esitatakse graafiliselt aadressil (joonis 3). Maksimaalset mahavõtmist saab määrata vastavalt sissevoolu võrrandile (4.4.4) Q=Qpr.

Joonis 2. Filtreerimiskindlus Ja , tänu ekraanile stabiilsel gaasi-vee liidesel

Joonis 3. Mõõtmeteta piirava voolukiiruse qpr sõltuvus suhtelisest avausest parameetrite , ρ=1/æ* ja α juures

Joonisel 3 on näidatud mõõtmeteta piirava vooluhulga q sõltuvused avanemisastmest parameetrite Re ja α juures. Kõverad näitavad, et kui ekraani suurus suureneb (<20) безводные дебиты увеличиваются. Максимум на кривых соответствует оптимальному вскрытию пласта, при котором можно получить наибольший предельный безводный дебит для заданного размера экрана. С увеличением параметра ρ=1/æ* (уменьшением анизотропии) предельный безводный дебит увеличивается, а уменьшение безводного дебита для малых вскрытий объясняется увеличением фильтрационных сопротивлений, обусловленных экраном на забое.

Näide. Gaasikork tühjendatakse kokkupuutel tallaveega. On vaja kindlaks määrata: gaasikaevu maksimaalne voolukiirus, mis piirab GWC läbimurret põhja, ja maksimaalne voolukiirus mitteläbilaskva ekraani olemasolul.

Algandmed: Рpl=26,7 MPa; K = 35,1 10-3 µm2; Ro=300 m; ho = 7,2 m; =0,3; =978 kg/m3; =210 kg/m3 (reservuaari tingimustes); æ*=6,88; =0,02265 MPa s (reservuaari tingimustes); Tm = 346 K; Tst = 293 K; Rath = 0,1013 MPa; re=ho=7,2 m ja re=0,5ho=3,6 m.

Paigutuse parameetri määratlemine

Graafikutelt leiame mõõtmeteta veevaba vedeliku piirvoolukiiruse q(ρо,)q(6,1;0,3)=0,15.

Valemi (9) järgi arvutame:

Qo=52,016 tuh m3/ööpäevas; tuhat m3/päevas

Määrame mõõtmeteta parameetrid ekraani juuresolekul:

Vastavalt graafikutele (vt joonis 2) või tabelile leiame täiendavad filtreerimistakistused: С1= С1(0,15;0,3;1)=0,6; C2=C2(0,15;0,3;1)=3,0.

Valemiga (7) leiame mõõtmeteta parameetri α=394,75.

Valemi (9) järgi arvutame vooluhulga, mis moodustas Qo47,9 tuh m3/ööpäevas.

Arvutused valemitega (7) ja (8) annavad: Х=51,489 ja Y=5,773·10-2.

Valemiga (6) arvutatud mõõtmeteta piirav voolukiirus on võrdne q=1,465.

Määrame ekraanist tuleneva mõõtmete piirava voolukiiruse suhte Qpr \u003d qQo \u003d 1,465 47 970,188 tuhat m3 / päevas.

Hinnanguline maksimaalne vooluhulk ilma sarnaste algparameetritega sõelata on 7,8 tuh m3/ööpäevas. Seega suurendab ekraani olemasolu vaadeldaval juhul piirvoolukiirust peaaegu 10 korda.

Kui aktsepteerime re = 3,6 m; need. kaks korda väiksem kui gaasiga küllastunud paksus, siis saame järgmised konstruktsiooniparameetrid:

2; C1 = 1,30; C2 = 5,20; X = 52,45; Y = 1,703 10-2; q=0,445 ja Qpr=21,3 tuh m3/ööp. Sel juhul suureneb piirvoolukiirus ainult 2,73 korda.

Tuleb märkida, et piirvoolukiiruse väärtus ei sõltu ainult ekraani suurusest, vaid ka selle asukohast piki gaasiga küllastunud reservuaari vertikaali, st. reservuaari suhtelisest avast, kui ekraan asub otse põhjaava ees. Lahenduse (6) uurimine näitas, et on olemas ekraani optimaalne asend, olenevalt parameetritest ρ, α, Re, mis vastab suurimale piirvoolukiirusele. Vaadeldavas ülesandes on optimaalne ava =0,6.

Aktsepteerime ρ=0,145 ja =1. Ülaltoodud meetodi järgi saame arvutatud parameetrid: С1=0,1; C2 = 0,5; X = 24,672; Y = 0,478.

Määrame mõõtmeteta deebeti:

q = 24,672 (-1) 5,323.

Mõõtmete piirav voolukiirus leitakse valemiga (9)

Qpr \u003d qQo \u003d 5,323 103 \u003d 254,94 tuhat m3 / päevas.

Seega suurenes voolukiirus 3,6 korda võrreldes suhtelise avanemisega = 0,3.

Siin kirjeldatud meetod veevaba piirava voolukiiruse määramiseks on ligikaudne, kuna see arvestab koonuse stabiilsust, mille ülaosa on juba jõudnud ekraani re raadiuseni.

Kui ülaltoodud lahendustest saame valemid q() määramiseks ebatäiusliku gaasikaevu jaoks mittelineaarse filtreerimise seaduse tingimustes, võttes arvesse täiendavaid filtreerimistakistusi. Need valemid on samuti ligikaudsed ja nende põhjal arvutatakse veevaba piirava voolukiiruse ülehinnatud väärtus.

Kaheliikmelise gaasi sissevoolu võrrandi koostamiseks äärmiselt stabiilse põhjaveekoonuse tingimustes on vaja teada filtreerimistakistusi nendes tingimustes. Neid saab määrata Musket-Charny stabiilse koonuse moodustumise teooria põhjal. Voolujoone võrrand, mis piirab ruumilise liikumise ala ebatäiusliku kaevuga homogeenselt anisotroopses reservuaaris, kui koonuse tipp on juba läbi murdnud kaevu põhja, vastavalt rõhuvaba liikumise teooriale, kirjutame vormi

(10)

kus q= - mõõtmeteta veevaba veevaba voolukiirus, mis on määratud antud (tuntud) ligikaudsete valemite ja graafikutega; on mõõtmeteta parameeter.

Väljendades filtreerimiskiirust läbi voolukiiruse, asendades liidese võrrandi (10) diferentsiaalvõrrandiga (1), võttes arvesse gaasi oleku seadust ja integreerides ülerõhu P ja raadiuse r sobivates piirides, saame sissevoolu. vormi (12) ja valemi (13) võrrand, milles tuleks aktsepteerida:

; , (11)

(12)

kus Li(x) on integraallogaritm, mis on seotud integraalfunktsiooniga sõltuvusega .

(13)

Kui x>1 integraal (13) lahkneb punktis t=1. Sel juhul tuleks Li(x) mõista kui vale integraali väärtust. Kuna dimensioonideta piiravate veevabade voolukiiruste määramise meetodid on hästi teada, ei ole ilmselgelt vaja funktsioone (11) ja (12) tabelina esitada.

1. Välja on töötatud ligikaudne meetod mittelineaarse filtreerimisseadusega vertikaalsete gaasipuurkaevude piiravate veevabade voolukiiruste arvutamiseks, mis on tingitud läbilaskmatu põhjaava ekraani olemasolust. Mõõtmeteta piiravad vooluhulgad ja vastavad täiendavad filtreerimistakistused arvutatakse arvutis, tulemused on tabelina ja näidatakse vastavad graafilised sõltuvused.

2. On kindlaks tehtud, et piirava veevaba voolukiiruse väärtus ei sõltu ainult ekraani suurusest, vaid ka selle asendist piki gaasiga küllastunud reservuaari vertikaali; määratakse ekraani optimaalne asend, mis iseloomustab suurimat piirvoolukiirust.

3. Praktilised arvutused tehti konkreetse näite peal.

Arvustajad:

Grachev S.I., tehnikateaduste doktor, professor, Nafta- ja gaasiväljade arendamise ja käitamise osakonna juhataja, Geoloogia ja nafta- ja gaasitootmise instituut, FGBOU Tsogu, Tjumen;

Sokhoshko S.K., tehnikateaduste doktor, professor, Nafta- ja gaasiväljade arendamise ja käitamise osakonna professor, Geoloogia ja nafta- ja gaasitootmise instituut, FGBOU Tsogu, Tjumen.

Bibliograafiline link

Kashirina K.O., Zaboeva M.I., Telkov A.P. MEETOD VERTIKALLISTE GAASIKAEVIDE PIIRATUD VEEVABADE MÄÄRUSTE ARVUTAMISEKS MITTELINEAARSE FILTRATSIOONISEADUSE JA SRAANI OLEMASOLU ALUSEL // Kaasaegsed küsimused teadus ja haridus. - 2015. - nr 2-2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=22002 (juurdepääsu kuupäev: 01.02.2020). Juhime teie tähelepanu kirjastuse "Looduslooakadeemia" väljaantavatele ajakirjadele

Naftakaevu voolukiiruse arvutamise valem on vajalik asi kaasaegne maailm. Kõik naftasaadusi kaevandavad ettevõtted peavad arvestama deebet oma vaimusilmade eest. Paljud inimesed kasutavad Dupuisi valemit, prantsuse inseneri, kes pühendas palju aastaid liikumise uurimisele. põhjavesi. Tema valem aitab teil hõlpsasti mõista, kas konkreetse rahaallika tulemuslikkus kaevu seadmete jaoks.

Milline on naftakaevu voolukiirus?

Deebet - teatud ajaühiku jooksul läbi kaevu tarnitud vedeliku maht. Paljud jätavad pumpamisseadmete paigaldamisel tema arvutused tähelepanuta, kuid see võib kogu konstruktsioonile saatuslikuks saada. Õlikoguse määrav integraalväärtus arvutatakse mitme valemi abil, mis on toodud allpool.

Voolukiirust nimetatakse sageli pumba jõudluseks. Kuid see omadus on definitsioonist veidi väljas, kuna kõigil pumba omadustel on oma vead. Ja teatud kogus vedelikke ja gaase erineb mõnikord deklareeritud mahust põhimõtteliselt.

Esialgu tuleks see indikaator arvutada pumpamisseadmete valimiseks. Kui teate, milline on saidi tootlikkus, on võimalik mitu sobimatut üksust koheselt valitud seadmete loendist välja jätta.

Naftatööstuses on voolukiiruse arvutamine hädavajalik, kuna madala tootlikkusega piirkonnad on iga ettevõtte jaoks kahjumlikud. Ja valesti valitud pumpamisseade võib tegemata arvutuste tõttu tuua ettevõttele kahju, mitte aga kaevust oodatavat kasumit.

See on kohustuslik arvutamiseks igat tüüpi naftat tootvates ettevõtetes - isegi lähedal asuvate kaevude vooluhulgad võivad uuest liiga palju erineda. Kõige sagedamini seisneb tohutu erinevus arvutusvalemites asendatud väärtustes. Näiteks võib veehoidla läbilaskvus maa all kilomeetri kohta oluliselt erineda. Halva läbilaskvuse korral on näitaja väiksem, mis tähendab, et kaevu kasumlikkus väheneb eksponentsiaalselt.

Naftakaevu voolukiirus ütleb teile mitte ainult õige varustuse valimise, vaid ka selle paigaldamise koha. Uue naftapuurplatvormi paigaldamine on riskantne ettevõtmine, sest isegi kõige targemad geoloogid ei suuda maakera saladusi lahti harutada.

Jah, on loodud tuhandeid professionaalsete seadmete mudeleid, mis määravad kindlaks kõik vajalikud parameetrid uue kaevu puurimiseks, kuid õigeid andmeid saab näidata ainult pärast seda protsessi nähtav tulemus. Nende põhjal tasub välja arvutada konkreetse saidi kasumlikkus.

Kaevude voolukiiruste arvutamise meetodid.

Naftavälja voolukiiruse arvutamiseks on ainult mõned meetodid - standard ja Dupuis. Peaaegu kogu elu seda materjali uurinud ja valemit tuletanud inimese valem näitab tulemust palju täpsemalt, sest see sisaldab palju rohkem andmeid arvutamiseks.

Valem kaevu vooluhulkade arvutamiseks

Arvutuste tegemiseks vastavalt standardvalemile - D \u003d H x V / (Hd - Hst) vajate ainult järgmist teavet:

Veesamba kõrgus;
pumba jõudlus;
Staatiline ja dünaamiline tase.

Staatiline tase on sel juhul kaugus põhjavee algusest pinnase esimeste kihtideni ja dünaamiline tase on absoluutväärtus, mis saadakse veetaseme mõõtmisel pärast pumpamist.

Samuti on olemas kontseptsioon naftavälja tootmiskiiruse optimaalseks indikaatoriks. See määratakse kindlaks nii üksiku kaevu kui ka kogu veehoidla kui terviku tõmbetaseme üldiseks kindlaksmääramiseks. Välja keskmise depressioonitaseme arvutamise valem on defineeritud kui P zab=0. Ühe kaevu voolukiirus, mis saadi optimaalsel tühjenemisel, on naftakaevu optimaalne voolukiirus.

Sellist valemit ja optimaalse vooluhulga näitajat ennast ei kasutata aga igas valdkonnas. Kihistusele avaldatava mehaanilise ja füüsilise surve tõttu võib osa naftapuurkaevude siseseintest kokku kukkuda. Nendel põhjustel on sageli vaja potentsiaalset vooluhulka mehaaniliselt vähendada, et säilitada õlitootmisprotsessi järjepidevus ja säilitada seinte tugevus.

See on kõige lihtsam arvutusvalem, mis ei suuda täpselt saada õiget tulemust - tekib suur viga. Valede arvutuste vältimiseks ja täpsema tulemuse saamiseks kasutage Dupuisi valemit, milles peate võtma palju rohkem andmeid kui ülaltoodud.

Kuid Dupuis polnud lihtsalt tark inimene, vaid ka suurepärane teoreetik, mistõttu töötas ta välja kaks valemit. Esimene on pumba ja õlivälja tekitatud potentsiaalse tootlikkuse ja hüdrojuhtivuse jaoks. Teine on mitteideaalse põllu ja pumba jaoks, nende tegelik tootlikkus.

Mõelge esimesele valemile:

N0 = kh/ub * 2Pi/ln(Rk/rc).

See potentsiaalse jõudluse valem sisaldab järgmist:

N0 – potentsiaalne tootlikkus;

Kh/u on koefitsient, mis määrab õlimahuti hüdrojuhtivuse omaduse;

B on mahu laienemistegur;

Pi - arv P \u003d 3,14 ...;

Rk on ahela toite raadius;

Rc on kaevu bitiraadius, mis on väljendatud kaugusena läbistatud formatsioonist.

Teine valem näeb välja selline:

N = kh/ub * 2Pi/(ln(Rk/rc)+S).

Seda põllu tegeliku tootlikkuse valemit kasutavad nüüd absoluutselt kõik naftapuuraukude puurimisega tegelevad ettevõtted. See muudab ainult kahte muutujat:

N - tegelik tootlikkus;

S-skin tegur (filtratsiooni voolutakistuse parameeter).

Mõne meetodi puhul kasutatakse naftaväljade tootmiskiiruse suurendamiseks mineraalidega hüdraulilise purustamise tehnoloogiat. Selle põhjuseks on mehaaniliste pragude teke produktiivses kivimis.

Naftaväljade tootmiskiiruse vähenemise loomulik protsess toimub näitajaga 1-20 protsenti aastas, tuginedes selle näitaja algandmetele kaevu alguses. Kasutatud ja ülalkirjeldatud tehnoloogiad võivad intensiivistada kaevust nafta tootmist.

Perioodiliselt saab naftapuurkaevude voolukiirust mehaaniliselt reguleerida. Seda iseloomustab põhjaaugu rõhu tõus, mis toob kaasa tootmistaseme languse ja ühe põllu võimaluste kõrge näitaja.

Termohappetöötlusmeetodit saab kasutada ka jõudluse ja tootmiskiiruse suurendamiseks. Mitut tüüpi lahuste, näiteks happevedeliku abil puhastatakse maardla elemendid tõrva ladestustest, soolast ja muudest keemilistest komponentidest, mis segavad kaevandatud kivimi kvaliteeti ja tõhusat läbimist.

Happeline vedelik tungib esialgu kaevu ja täidab moodustise ees oleva ala. Järgmisena viiakse läbi klapi sulgemise protsess ja rõhu all tungib happelahus sügavasse moodustisse. Selle vedeliku ülejäänud osad pestakse pärast tootmisprotsessi jätkamist õli või veega.

Nafta tootva ettevõtte vektori arendamise strateegia koostamiseks tuleks voolukiirust arvutada perioodiliselt.