Öljykaivon virtausnopeuden määritys: kaava ja laskentamenetelmät. Kaasukaivon virtausnopeuden mittausmenetelmä Sivuradan teknologisen tehokkuuden laskenta

Kaasukaivoja käytetään virtaavasti, ts. säiliöenergian käytön kautta. Hissin laskenta rajoittuu suihkulähteen putkien halkaisijan määrittämiseen. Se voidaan määrittää pohjareiän kiinteiden ja nestemäisten hiukkasten poistamisen olosuhteista tai kaivonpään maksimipaineen varmistamiseksi (minimipainehäviö kaivon reiässä tietyllä virtausnopeudella).

Kiinteiden ja nestemäisten hiukkasten poistuminen riippuu kaasun nopeudesta. Kaasun noustessa putkissa nopeus kasvaa johtuen kaasun tilavuuden kasvusta paineen laskeessa. Laskelma suoritetaan suihkulähdeputkien kengän olosuhteille. Putkien laskeutumissyvyys kaivoon otetaan huomioon säiliön tuotantoominaisuudet ja kaivon teknologinen toimintatapa.

Putket on suositeltavaa laskea alempaan rei'itysreikiin. Jos putket lasketaan rei'itysten yläreikiin, niin rei'itettyä tuotantomuodostelmaa vastapäätä olevassa tuotantoketjussa alhaalta ylös kaasuvirtauksen nopeus kasvaa nollasta tiettyyn arvoon. Tämä tarkoittaa, että alaosassa ja kenkään asti kiinteiden ja nestemäisten hiukkasten poistaminen ei ole varmaa. Siksi säiliön alaosa katkaistaan hiekkasavitulpalla tai nesteellä, kun taas kaivon virtausnopeus laskee.

Käytämme Mendelejevin - Clapeyronin kaasutilan lakia

Tietyllä kaivon virtausnopeudella kaasun nopeus putken kengässä on:

missä Q 0 - kaivon virtausnopeus standardiolosuhteissa (paine P 0 = 0,1 MPa, lämpötila T 0 = 273 K), m 3 / vrk;

P Z, T Z - kaasun paine ja lämpötila pohjareiässä, Pa, K;

zo, zz - kaasun ylipuristuvuuden kerroin, vastaavasti, olosuhteissa To, P 0 ja T, P;

F - suihkulähdeputkien virtausala, m 2

d - suihkulähdeputkien halkaisija (sisäinen), m.

Kiinteiden ja nestemäisten hiukkasten kriittisen poistumisnopeuden laskentakaavojen ja kokeellisten tietojen perusteella kiinteiden ja nestemäisten hiukkasten pohjasta poistumisen miniminopeus vcr on 5 - 10 m/s. Sitten suurin putken halkaisija, jolla kivi- ja nestehiukkaset tuodaan pintaan:

Kaasuluhdekaivojen käytön aikana kaasusta vapautuu nestemäisiä hiilivetyjä (kaasukondensaattia), jotka muodostavat kaksivaiheisen virtauksen suihkulähteiden putkiin. Nesteen kerääntymisen estämiseksi pohjareikään ja tuotantonopeuden alenemisen estämiseksi kaasukondensaattikaivoa on käytettävä tuotantonopeudella, joka on vähintään pienin sallittu, mikä varmistaa kaasun kondensaatin poistumisen pintaan. Tämän virtausnopeuden arvo määritetään empiirisellä kaavalla:

missä M on kaasun molekyylipaino. Sitten putken halkaisija:

Virtausputkien halkaisijaa määritettäessä edellytyksistä, joilla varmistetaan minimipainehäviöt porausreiässä, on huolehdittava niiden pienentämisestä porausreiässä minimiin, jotta kaasu pääsee kaivon päähän mahdollisella korkealla paineella. Silloin kaasun kuljetuskustannukset laskevat. Kaasukaivon pohjareiän ja kaivon pään paineet yhdistetään toisiinsa G.A.Adamovin kaavalla.

jossa P 2 - paine kaivon päässä, MPa;

e on luonnollisten logaritmien kanta;

s on eksponentti, joka on yhtä suuri kuin s = 0,03415 g L / (T cf z cf);

c r on kaasun suhteellinen tiheys ilmassa;

L - suihkulähdeputkien pituus, m;

d - putken halkaisija, m;

T cf - keskimääräinen kaasun lämpötila kaivossa, K;

Qo - kaivon virtausnopeus normaaleissa olosuhteissa, tuhat m 3 /vrk;

l - hydraulisen vastuksen kerroin;

z cf - kaasun superpuristuvuuden kerroin at keskilämpötila T cf ja keskipaine P cf = (Pz + P 2) / 2.

Koska P З on tuntematon, niin z cf määritetään peräkkäisten approksimaatioiden menetelmällä. Sitten, jos kaivon virtausnopeus Qo ja vastaava pohjareiän paine P W tunnetaan kaasudynaamisten tutkimusten tuloksista, tietyllä paineella kaivonpäässä P 2, kaivon putkien halkaisija määritetään kaivon kaavasta. muoto:

Suihkulähdeputkien todellinen halkaisija valitaan vakiohalkaisijoiden perusteella. Huomaa, että kahteen ehtoon perustuvissa laskelmissa ratkaiseva tekijä on kivi- ja nestehiukkasten poistuminen pinnalle. Jos kaivon virtausnopeuksia rajoittavat muut tekijät, laskenta suoritetaan edellytyksellä, että painehäviöt pienennetään mahdollisimman pieneen mahdolliseen arvoon tekniseltä ja tekniseltä kannalta. Joskus tietyllä putken halkaisijalla määritetään kirjoitettujen kaavojen avulla kaivon virtausnopeus tai painehäviö porausreiässä.

Nostovoiman laskeminen rajoittuu letkun halkaisijan määrittämiseen (liitteen A taulukko 18 A). Lähtötiedot: kaivon virtausnopeus standardiolosuhteissa Q o = 38,4 tuhatta m 3 /vrk = 0,444 m 3 /s (paine P o = 0,1 MPa, lämpötila T o = 293 K); pohjareiän paine Pz = 10,1 MPa; kaivon syvyys H = 1320 m; kaasun kokoonpuristuvuuskerroin standardiolosuhteissa z o = 1; kriittinen nopeus kiinteiden ja nestemäisten hiukkasten poistumiseen pintaan x cr = 5 m/s.

1) Kaivon lämpötila T määritetään kaavalla:

T = H? G, (19)

missä H - kaivon syvyys, m

G - geoterminen gradientti.

2) Kaasun kokoonpuristuvuuskerroin z z määritetään Brownin käyrällä (kuva 6 B, liite B). Tätä varten löydämme alennetun paineen P pr ja lämpötilan T pr:

missä Р pl - säiliön paine, MPa

Р cr - kriittinen paine, MPa

Metaanille P cr = 4,48 MPa

missä T cr - kriittinen lämpötila, K

Metaanille T cr = -82,5? C = 190,5 K

Kaasun kokoonpuristuvuuskerroin pohjareiässä z z = 0,86 on määritetty kuvasta 6 B (Liite B).

1) Pumppauskompressorin halkaisija...

- kaasun päivittäinen tilavuus q, nm 3 / vrk,
- kaasuputken alku- ja loppupaine Р 1 ja Р 2, MPa;
- alku- ja loppulämpötila t 1 ja t 2 o C;
- tuoreen metanolin pitoisuus C1, paino-%.

Metanolin yksilöllisen kulutuksen laskeminen tekninen prosessi kunkin osan luonnon- ja öljykaasun valmistuksessa ja kuljetuksessa suoritetaan kaavan mukaan:

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

jossa H Ti - metanolin yksilöllinen kulutusaste i:nnessä osassa;

q w - nestefaasin kyllästämiseen tarvittava metanolin määrä;

q g - kaasufaasin kyllästämiseen tarvittava metanolin määrä;

q - metanolin määrä, joka tarvitaan kondensaatin kyllästämiseen.

Nestefaasin kyllästämiseen tarvittava metanolin määrä q w (kg / 1000 m 3) määritetään kaavalla:

missä DW on kaasusta otetun kosteuden määrä, kg/1000 m 3 ;

C1 - syötettävän metanolin painopitoisuus, %;

C 2 - metanolin painopitoisuus vedessä (käytetyn metanolin pitoisuus osan lopussa, jossa hydraatteja muodostuu), %;

Kaavasta 24 seuraa, että nestefaasin kyllästämiseen tarvittavan metanolin määrän määrittämiseksi on tarpeen tietää kaasun kosteus ja metanolipitoisuus kahdessa kohdassa: sen jakson alussa ja lopussa, jossa hydraatin muodostuminen on mahdollista. .

Hiilivetykaasujen kosteus, joiden suhteellinen tiheys (ilman kautta) on 0,60, typpitön ja makealla vedellä kyllästetty.

Kun kaasun kosteus on määritetty osan W 1 alussa ja osan W 2 lopussa, he löytävät jokaisesta 1000 m 3 kulkevasta kaasusta vapautuvan kosteuden DW:

DW \u003d L 2 - L 1 (25)

Määritämme kosteuden kaavalla:

jossa P - kaasun paine, MPa;

A on ideaalikaasun kosteutta kuvaava kerroin;

B on kaasun koostumuksesta riippuva kerroin.

Käytetyn metanolin C 2 pitoisuuden määrittämiseksi määritä ensin tasapainolämpötila T (°C) hydraatin muodostuminen. Käytä tätä varten tasapainokäyriä eri tiheyksien kaasuhydraattien muodostukselle (kuva 7 B, liite B) metanolin syöttöosan keskipaineen perusteella:

missä P 1 ja P 2 - paine osan alussa ja lopussa, MPa.

Määritettyään T, he löytävät tasapainolämpötilan DT:n laskun arvon, joka on tarpeen hydraatin muodostumisen estämiseksi:

DT \u003d T - T 2, (28)

jossa T 2 on lämpötila sen osan lopussa, jossa hydraatteja muodostuu, ° C.

Kun DT on määritetty, saadaan kuvan 8 B (Liite B) käyrän mukaan käsitellyn metanolin C 2 pitoisuus (%).

Kaasumaisen väliaineen kyllästämiseen tarvittava metanolin määrä (q g, kg / 1000 m3) määritetään kaavalla:

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

missä km on kaasun kyllästämiseen tarvittavan metanolipitoisuuden suhde nesteen metanolipitoisuuteen (metanolin liukoisuus kaasuun).

Kerroin k m määritetään niiden osien olosuhteille, joissa hydraattien muodostuminen on mahdollista, kuvan 9 B (Liite B) mukaisesti paineelle P 2 ja lämpötilalle T 2.

Metanolin syöttömäärä (liitteen A taulukot 20 A - 22 A) virtausnopeus huomioiden määräytyy kaavan mukaan.

Venäjän federaation opetus- ja tiedeministeriö

Venäjän valtion öljy- ja kaasuyliopisto on nimetty I.M. Gubkin

Öljy- ja kaasukenttien kehittämisen tiedekunta

Kaasun ja kaasun lauhdekenttien kehittämisen ja käytön laitos

TESTATA

kurssilla "Kaasun ja kaasun lauhdekenttien kehittäminen ja käyttö"

aiheesta: "Teknologisen toimintatavan laskenta - rajoittava vedettömän virtausnopeus Komsomolskoje-kaasukentän kaivon esimerkissä."

Teloitettu Kibishev A.A.

Tarkastettu: Timashev A.N.

Moskova, 2014

1. Esiintymän lyhyet geologiset ja kenttäominaisuudet
5. Laskentatulosten analysointi

1. Esiintymän lyhyet geologiset ja kenttäominaisuudet

Komsomolskoje-kaasukondensaattiöljykenttä sijaitsee Purovskin alueella Jamalo-Nenetsien autonomisessa piirikunnassa, 45 km Tarko-Salen kylän aluekeskuksesta etelään ja 40 km itään Purpen kylästä.

Lähimmät Neuvostoliiton valtionvarakomitean hyväksymät öljyvarastot ovat Ust-Kharampurskoje (10-15 km itään). Novo-Purpeiskoye (100 km länteen).

Kenttä löydettiin vuonna 1967, alun perin kaasukentänä (C "Enomanskaya vent). Öljykenttänä se löydettiin vuonna 1975. Vuonna 1980 se koottiin teknologiajärjestelmä kehitystyö, jonka toteuttaminen aloitettiin vuonna 1986.

Nykyinen kaasuputki Urengoy - Novopolotsk sijaitsee 30 km kentästä länteen. Surgut-Urengoy-rautatie kulkee 35-40 km länteen.

Alue on lievästi mäkinen (absoluuttiset korkeudet plus 33, plus 80 m), suoinen tasango, jossa on lukuisia järviä. Hydrografista verkkoa edustavat Pyakupur- ja Ayvasedapur-joet (Pur-joen sivujoet). Joet ovat purjehduskelpoisia vain kevättulvan (kesäkuun) aikana, joka kestää kuukauden.

Komsomolskoje-kenttä sijaitsee toisen luokan rakenteessa - Pyakupurovskin kupolin muotoisessa nousussa, joka on osa pohjoista megakuoppaa.

Pyakupurovskin kupolin muotoinen kohouma edustaa kohotettua vyöhykettä epäsäännöllinen muoto, joka on suunnattu lounaaseen-koilliseen, ja sitä vaikeuttavat useat III luokan paikalliset nousut.

Öljyn, kaasun ja veden fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien analyysi mahdollistaa optimaalisen porauslaitteiston, toimintatavan, varastointi- ja kuljetustekniikan, pohjareiän muodostumisvyöhykkeen käsittelyn tyypin, ruiskutetun nesteen määrän ja paljon enemmän.

Komsomolskin kentän öljyn ja liuenneen kaasun fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia tutkittiin pinta- ja syvänäytteiden tietojen perusteella.

Osa parametreista määritettiin suoraan kaivoista (mittauspaineet, lämpötilat jne.) Näytteet analysoitiin laboratorio-olosuhteissa TCL:ssä. LLC "Geohim", LLC "Reagenssi", Tyumen.

Pintanäytteet otettiin virtauslinjasta kaivojen toimiessa tietyssä tilassa. Kaikki öljyn ja kaasun pintanäytteiden tutkimukset suoritettiin valtion standardien edellyttämien menetelmien mukaisesti.

Tutkimusprosessissa tutkittiin öljykaasun komponenttikoostumusta, tulokset on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1 - Maaöljykaasun aineosien koostumus.

Varantojen laskennassa suositellaan parametreja, jotka määritetään standardiolosuhteissa ja menetelmällä, joka on lähellä öljyn kaasunpoiston olosuhteita kentällä, eli vaiheittaisella erottelulla. Tältä osin näytetutkimusten tuloksialmällä ei käytetty keskiarvojen laskennassa.

Myös öljyjen ominaisuudet muuttuvat leikkauksen mukaan. Öljynäytteiden laboratoriotutkimusten tulosten analyysi ei mahdollista tiukkojen kuvioiden tunnistamista, mutta öljyjen ominaisuuksien muutosten päätrendit on mahdollista jäljittää. Syvyyden myötä öljyn tiheydellä ja viskositeetilla on taipumus laskea, sama trendi jatkuu hartsipitoisuudessa.

Kaasujen liukoisuus veteen on paljon pienempi kuin öljyssä. Veden mineralisoitumisen lisääntyessä kaasujen liukoisuus veteen laskee.

Taulukko 2 - Kemiallinen koostumus muodostumisen vedet.

2. Kaivojen suunnittelu pelloille, joilla on paljaana muodostumisvettä

Kaasukaivoissa kaasusta voi tiivistyä vesihöyryä ja vesi voi virrata muodostumasta kaivon pohjalle. Kaasuluhdekaivoissa tähän nesteeseen lisätään hiilivetykondensaattia, joka tulee säiliöstä ja muodostuu porausreikään. Esiintymisen alkuvaiheessa kaivojen pohjalla oleva suuri kaasuvirtaus ja pieni määrä nestettä tuodaan lähes kokonaan pintaan. Kun kaasun virtausnopeus pohjareiässä pienenee ja kaivon pohjareikään tulevan nesteen virtausnopeus kasvaa läpäisevien välikerrosten kastelemisen ja huokoisen väliaineen tilavuuskondensaattikyllästymisen vuoksi, neste poistuu kokonaan kaivoa ei ole varmistettu, ja nestepatsas kerääntyy pohjareikään. Se lisää muodostukseen kohdistuvaa vastapainetta, johtaa tuotantonopeuden merkittävään laskuun, kaasun sisäänvirtauksen lakkaamiseen heikosti läpäisevistä välikerroksista ja jopa kaivon täydelliseen sulkemiseen.

Nesteen virtaus kaivoon voidaan estää ylläpitämällä kaivon pohjalla kaasunpoistoolosuhteet, joissa pohjareiän muodostusvyöhykkeellä ei tapahdu veden ja nestemäisten hiilivetyjen kondensaatiota, mikä estää kaivon kartion läpimurron. pohjavesi tai reunavesikieli kaivoon. Lisäksi on mahdollista estää veden virtaus kaivoon eristämällä vieraita ja muodostusvesiä.

Nestettä pohjareiästä poistetaan jatkuvasti tai ajoittain. Nesteen jatkuva poisto kaivosta suoritetaan käyttämällä sitä nopeuksilla, jotka varmistavat nesteen poistumisen pohjasta pintaerottimiin, poistamalla nestettä kaivoon laskettujen sifonien tai virtausputkien kautta kaasunostimella, mäntänostimella tai pumppauksella ulos nesteen porausreikäpumppujen avulla.

Säännöllinen nesteen poisto voidaan suorittaa sulkemalla kaivo imemään nestettä muodostumisen kautta, puhaltamalla kaivo ilmakehään sifonin tai virtausputkien kautta ilman injektiota tai ruiskuttamalla pinta-aktiivisia aineita (vaahdotusaineita) kaivon pohjalle.

Menetelmän valinta nesteen poistamiseksi kaivojen pohjareiästä riippuu kaasulla kyllästetyn säiliön geologisista ja kenttäominaisuuksista, kaivon suunnittelusta, renkaan sementoinnin laadusta, säiliön kehitysajasta sekä nesteen virtauksen määränä ja syinä kaivoon. Minimaalinen nesteen vapautuminen pohjareiän muodostusvyöhykkeellä ja kaivon pohjalla voidaan varmistaa säätämällä pohjareiän painetta ja lämpötilaa. Kaasusta pohjareiässä vapautuvan veden ja lauhteen määrä pohjareiän paineessa ja lämpötilassa määritetään kaasun kosteuskapasiteetin ja kondensaatioisotermien käyristä.

Pohjaveden kartion tunkeutumisen estämiseksi kaasukaivoon sitä käytetään teoreettisesti tai erityistutkimuksilla määritetyillä vedettömän rajoittavilla virtausnopeuksilla.

Vieraat vedet ja muodostusvedet eristetään ruiskuttamalla sementtilaasti paineen alla. Näiden toimenpiteiden aikana pakkaajat eristävät kaasulla kyllästetyt muodostelmat tulvivista muodostelmista. Maanalaisissa kaasuvarastoissa on kehitetty menetelmä tulvineiden välikerrosten eristämiseksi ruiskuttamalla niihin pinta-aktiivisia aineita, mikä estää veden pääsyn kaivoon. Pilottikokeet ovat osoittaneet, että vakaan vaahdon saamiseksi "vaahtotiiviste" (vaikuttavan aineen osalta) on otettava 1,5-2 % ruiskutetun nesteen tilavuudesta ja vaahdon stabilointiaine - 0,5-1 %. . Pinta-aktiivisten aineiden ja ilman sekoittamiseksi pinnalle käytetään erityistä laitetta - ilmastin (kuten "rei'itetty putki putkessa"). Ilmaa pumpataan rei'itetyn haaraputken kautta kompressorilla annetun a:n mukaisesti, pinta-aktiivisen aineen vesiliuos pumpataan ulkoputkeen pumpulla virtausnopeudella 2-3 l/s.

Nesteenpoistomenetelmän tehokkuutta perustellaan erityisillä kaivotutkimuksilla ja teknisillä ja taloudellisilla laskelmilla. Kaivo pysäytetään 2-4 tunniksi nesteen imemiseksi säiliöstä Kaivojen virtausnopeudet käynnistyksen jälkeen kasvavat, mutta ne eivät aina kompensoi tyhjäkäynnistä johtuvia kaasutuotannon menetyksiä. Koska nestepatsas ei aina mene säiliöön ja kaasun sisäänvirtaus ei välttämättä jatku alhaisissa paineissa, tätä menetelmää käytetään harvoin. Kaivon liittäminen kaasunkeräysverkkoon alhainen paine voit käyttää tulvivia kaivoja, erottaa veden kaasusta, käyttää matalapainekaasua pitkään. Kaivoja puhalletaan ilmakehään 15-30 minuutissa. Samanaikaisesti kaasun nopeuden pohjareiässä tulisi olla 3-6 m/s. Menetelmä on yksinkertainen ja sitä käytetään, jos virtausnopeus palautuu pitkäksi aikaa (useita päiviä). Tällä menetelmällä on kuitenkin monia haittoja: nestettä ei poisteta kokonaan pohjareiästä, lisääntyvä vedenpoisto säiliössä johtaa uusien vesiosien intensiiviseen sisäänvirtaukseen, säiliön tuhoutumiseen, hiekkatulpan muodostumiseen, saastumiseen. ympäristöön, kaasuhäviö.

Kaivojen säännöllinen puhallus putkien, joiden halkaisija on 63-76 mm, tai erityisesti alaslaskettujen sifoniputkien läpi, joiden halkaisija on 25-37 mm, suoritetaan kolmella tavalla: manuaalisesti tai automaattisilla koneilla, jotka on asennettu putken pintaan tai pohjaan. hyvin. Tämä menetelmä eroaa ilmakehään puhaltamisesta siinä, että sitä käytetään vasta sen jälkeen, kun tietty nestepatsas on kertynyt pohjalle.

Kaivosta tuleva kaasu yhdessä nesteen kanssa menee matalapaineiseen kaasunkeräyssarjaan, erotetaan vedestä erottimissa ja menee puristettaviksi tai soihdutetaan. Kaivonpäähän asennettu kone avaa ajoittain työlinjan venttiilin. Kone saa tästä komennon, kun renkaan ja työlinjan välinen paine-ero kasvaa ennalta määrättyyn eroon. Tämän eron suuruus riippuu letkussa olevan nestepatsaan korkeudesta.

Pohjalle asennetut automaatit toimivat myös tietyllä nestepatsaan korkeudella. Asenna yksi venttiili letkun sisääntuloon tai useita käynnistyskaasun nostoventtiilejä letkun alaosaan.

Kaasu-nestevirtauksen porauserottelua voidaan käyttää nesteen keräämiseen pohjareikään. Tämä erotusmenetelmä, jota seurasi nesteen ruiskuttaminen alla olevaan horisonttiin, testattiin kaivossa tehtyjen alustavien laboratoriotutkimusten jälkeen. 408 ja 328 Korobkovsky-kenttä. Tällä menetelmällä porausreiän hydrauliset painehäviöt ja muodostusvesien keräys- ja hyödyntämiskustannukset pienenevät merkittävästi.

Säännöllinen nesteen poisto voidaan suorittaa myös levitettäessä pinta-aktiivista ainetta kaivon pohjalle. Kun vesi joutuu kosketuksiin vaahdotusaineen kanssa ja kaasua kuplitetaan nestepatsaan läpi, muodostuu vaahtoa. Koska vaahdon tiheys on merkittävästi pienempi kuin veden tiheys, jo suhteellisen pienet kaasunopeudet (0,2-0,5 m/s) varmistavat vaahtoisen massan poistumisen pintaan.

Kun veden mineralisaatio on alle 3--4 g/l, käytetään 3-5 % sulfonihapon vesiliuosta, jolla on korkea suolapitoisuus (jopa 15-20 g/l), sulfonihappojen natriumsuoloja. . Nestemäisiä pinta-aktiivisia aineita pumpataan ajoittain kaivoon, ja kiinteistä pinta-aktiivisista aineista (Don-, Ladoga-, Trialon-jauheet jne.) valmistetaan halkaisijaltaan 1,5-2 cm rakeita tai 60-80 cm pitkiä sauvoja, jotka sitten syötetään kaivon pohjalle. kaivot.

Kaivoissa, joiden veden virtaus on enintään 200 l/vrk, suositellaan syötettäväksi enintään 4 g aktiivista pinta-aktiivista ainetta 1 litraa vettä kohden; kaivoissa, joiden sisäänvirtaus on enintään 10 t/vrk, tätä määrää vähennetään.

Jopa 300-400 litran sulfonoliliuosten tai Novost-jauheen lisääminen Maykop-kentän yksittäisiin kaivoihin johti virtausnopeuksien nousuun 1,5-2,5-kertaiseksi alkuperäisiin verrattuna, vaikutuksen kesto oli 10-15 päivää. . Kondensaatin läsnäolo nesteessä vähentää pinta-aktiivisten aineiden aktiivisuutta 10-30%, ja jos kondensaattia on enemmän kuin vettä, vaahtoa ei muodostu. Näissä olosuhteissa käytetään erityisiä pinta-aktiivisia aineita.

Jatkuvaa nesteen poistumista pohjasta tapahtuu tietyillä kaasunopeuksilla, mikä varmistaa kaksivaiheisen pisaravirran muodostumisen. Tiedetään, että nämä olosuhteet saadaan aikaan yli 5 m/s kaasunopeuksilla halkaisijaltaan 63–76 mm:n putkisarjoissa kaivon syvyyksissä 2500 m asti.

Jatkuvaa nesteenpoistoa käytetään tilanteissa, joissa muodostusvettä virtaa jatkuvasti kaivon pohjalle. Putkinauhan halkaisija valitaan siten, että saadaan virtausnopeudet, jotka varmistavat nesteen poistumisen pohjasta. Kun vaihdetaan pienempään putken halkaisijaan, hydraulinen vastus kasvaa. Siksi siirtyminen pienempään halkaisijaan on tehokasta, jos kitkasta johtuva painehäviö on pienempi kuin vastapaine nestepatsaan muodostumiseen, jota ei poisteta pohjareiästä.

Kaasunostojärjestelmiä, joissa on pohjareikäventtiili, käytetään menestyksekkäästi nesteen poistamiseen pohjareiästä. Kaasusta otetaan näyte renkaan kautta ja neste poistetaan letkun kautta, johon on asennettu käynnistyskaasunnostin ja -reikäventtiilit. Venttiiliin vaikuttavat jousen puristusvoima ja letkussa ja renkaassa olevien nestepylväiden synnyttämä paine-ero (alas) sekä renkaassa olevan paineen aiheuttama voima (ylös). Lasketulla nestetasolla renkaassa vaikuttavien voimien suhde muodostuu sellaiseksi, että venttiili aukeaa ja neste pääsee putkeen ja edelleen ilmakehään tai erottimeen. Kun nestetaso renkaassa laskee esiasetettuun arvoon, tuloventtiili sulkeutuu. Nestettä kertyy letkun sisään, kunnes käynnistyskaasun nostoventtiilit toimivat. Kun jälkimmäiset avataan, renkaasta tuleva kaasu tulee putkiin ja tuo nesteen pintaan. Kun nestetaso putkessa on laskettu, käynnistysventtiilit suljetaan ja nestettä kertyy jälleen putkien sisään sen ohituksen johdosta renkaasta.

Kaasu- ja kaasukondensaattikaivoissa käytetään "lentoventtiili"-tyyppistä mäntänosturia. Putkilangan alaosaan on asennettu putkirajoitin ja joulupuuhun ylempi iskunvaimennin. Toimii "mäntä".

Käyttökäytäntö on määrittänyt männän optimaaliset nousu- (1-3 m/s) ja laskunopeudet (2-5 m/s). Kaasun nopeuksilla kengässä yli 2 m/s käytetään jatkuvaa männän nostoa.

Pienillä muodostuspaineilla jopa 2500 m syvyydessä kaivoissa käytetään kaivopumppuja. Tässä tapauksessa nesteen poisto ei riipu kaasun nopeudesta* ja se voidaan suorittaa kerrostuman kehityksen loppuun asti, jolloin kaivon pään paine laskee 0,2-0,4 MPa:iin. Näin ollen porausreiän pumppuyksiköitä käytetään olosuhteissa, joissa muita nesteenpoistomenetelmiä ei voida soveltaa ollenkaan tai niiden tehokkuus laskee jyrkästi.

Putkiin asennetaan kaivopumput ja kaasu johdetaan renkaan läpi. Kaasun pääsyn estämiseksi pumpun imuaukkoon se sijoitetaan rei'itysvyöhykkeen alle nestepuskurin tason alle tai pohjaventtiilin yläpuolelle, jolloin letkuun pääsee vain nestettä.

kenttäkaivovirtausnopeuden anisotropia

3. Kaivojen teknologiset toimintatavat, virtausnopeuksien rajoittamisen syyt

Projektikaivojen tekninen toimintatapa on yksi suunnittelijan tärkeimmistä päätöksistä. Tekninen toimintatapa sekä kaivon tyyppi (pysty tai vaaka) määrää ennalta niiden lukumäärän, siis maaputket ja viime kädessä pääomasijoitukset kentän kehittämiseen tietyllä esiintymän valinnalla. On vaikea löytää suunnitteluongelmaa, jolla olisi teknisen järjestelmän tapaan monimuuttuja ja puhtaasti subjektiivinen ratkaisu.

Tekninen järjestelmä - nämä ovat erityisiä olosuhteita kaasun liikkumiselle säiliössä, pohjareikävyöhykkeessä ja kaivossa, joille on ominaista virtausnopeuden ja pohjareiän paineen arvo (painegradientti) ja jotka määritetään joidenkin luonnollisten rajoitusten perusteella.

Tähän mennessä on tunnistettu 6 kriteeriä, joiden noudattaminen mahdollistaa kaivon vakaan toiminnan hallinnan. Nämä kriteerit ovat matemaattinen ilmaisu erilaisten tekijäryhmien vaikutuksen huomioon ottamiseen toimintatapaan. Seuraavilla on suurin vaikutus kaivon toimintaan:

Huokoisen väliaineen muodonmuutos, kun muodostumiseen syntyy merkittäviä vetoa, mikä johtaa pohjareikävyöhykkeen läpäisevyyden heikkenemiseen, erityisesti murtuneiden huokoisten muodostelmien yhteydessä;

Pohjareikävyöhykkeen tuhoutuminen epävakaiden, heikosti vakaiden ja heikosti sementoitujen säiliöiden avaamisen yhteydessä;

Hiekka-nestetulppien muodostuminen kaivon käytön aikana ja niiden vaikutus valittuun käyttötapaan;

Hydraattien muodostuminen pohjareikävyöhykkeelle ja porausreikään;

Kaivojen kastelu pohjavedellä;

Porareiän laitteiden korroosio käytön aikana;

Kaivojen yhdistäminen yhteisön keräilijöihin;

Monikerroksisen kerrostuman kerroksen avaaminen ottaen huomioon hydrodynaamisen yhteyden olemassaolon välikerrosten välillä jne.

Kaikki nämä ja muut tekijät ilmaistaan seuraavilla kriteereillä, joilla on muoto:

dP/dR = Const -- vakio gradientti, jolla kaivoja tulisi käyttää;

DP=Ppl(t) - Pz(t) = Vakio - vakio nosto;

Pz(t) = Const -- vakio pohjareiän paine;

Q(t) = Const - vakiovirtausnopeus;

Py(t) = Const -- vakio kaivon pään paine;

x(t) = Vakio -- vakio virtausnopeus.

Minkä tahansa alan osalta teknistä toimintatapaa perusteltaessa tulee valita yksi (erittäin harvoin kaksi) näistä kriteereistä.

Valittaessa kaivojen teknisiä toimintatapoja, ennustettua kenttää, riippumatta siitä, mitkä kriteerit hyväksytään tärkeimmiksi toimintatavan määrittäviksi, on noudatettava seuraavia periaatteita:

Esiintymän geologisten ominaisuuksien ja huokoisen väliaineen kyllästävien nesteiden ominaisuuksien huomioon ottaminen;

Ympäristön ja hiilivetyjen, kaasun, lauhteen ja öljyn luonnonvarojen suojelua koskevan lain vaatimusten noudattaminen;

Täysi takuu järjestelmän luotettavuudesta "säiliö - kaasuputken alku" talletuksen kehittämisprosessissa;

Ottaen huomioon mahdollisimman suuret mahdollisuudet poistaa kaikki kaivojen tuottavuutta rajoittavat tekijät;

Aikaisemmin vakiintuneiden järjestelmien muuttaminen ajoissa, jotka eivät sovellu tässä kentän kehitysvaiheessa;

Kaasun, lauhteen ja öljyn tuotannon suunniteltu määrä varmistetaan minimaalisilla pääomainvestoinneilla ja käyttökustannuksilla sekä koko "säiliö-kaasuputki" -järjestelmän vakaa toiminta.

Kaivojen teknisen toimintatavan kriteerien valitsemiseksi on ensin määritettävä määräävä tekijä tai tekijäryhmä, joka perustelee projektikaivojen toimintatavan. Samalla suunnittelijan tulee kiinnittää erityistä huomiota pohjaveden läsnäoloon, monikerroksisuuteen ja kerrosten välisen hydrodynaamisen kommunikoinnin olemassaoloon, anisotropiaparametriin, litologisten seulojen esiintymiseen esiintymäalueen päällä, ääriviivavesien läheisyyteen. , ohuiden, erittäin läpäisevien välikerrosten (supersäiliöt), stabiilisuusvälikerrosten varannot ja läpäisevyys niiden rajoittavien gradienttien suuruudesta, joista säiliön tuhoutuminen alkaa, paineesta ja lämpötiloista "reservoir-UKPG" -järjestelmässä, kaasun ja nesteen ominaisuuksien muutos paineesta, putkistoissa ja kaasun kuivausolosuhteissa jne.

4. Vedettömän kaivon tuotantonopeuden laskeminen, tuotantonopeuden riippuvuus säiliön avautumisasteesta, anisotropiaparametri

Useimmissa kaasua kantavissa kokoonpanoissa pysty- ja vaakaläpäisevyys eroavat toisistaan, ja yleensä pystysuora läpäisevyys k on paljon pienempi kuin vaakasuora k g. Kuitenkin alhaisella pystysuoralla läpäisevyydellä kaasun virtaus alhaalta kaivon avautumisasteen epätäydellisyyden vaikutusalueelle on myös vaikeaa. Tarkkaa matemaattista suhdetta anisotropiaparametrin ja sallitun laskun arvon välillä, kun kaivo tunkeutuu anisotrooppiseen pohjaveden sisältävään säiliöön, ei ole osoitettu. Isotrooppisille säiliöille kehitettyjen menetelmien käyttö Qpr:n määrittämiseksi johtaa merkittäviin virheisiin.

Ratkaisualgoritmi:

1. Määritä kaasun kriittiset parametrit:

2. Määritä superpuristuvuuskerroin säiliöolosuhteissa:

3. Määritämme kaasun tiheyden normaaleissa olosuhteissa ja sitten säiliöolosuhteissa:

4. Etsi muodostuvan vesipatsaan korkeus, joka tarvitaan 0,1 MPa:n paineen luomiseen:

5. Määritä kertoimet a* ja b*:

6. Määritä keskimääräinen säde:

7. Etsi kerroin D:

8. Määritämme kertoimet K o , Q* ja vedettömän maksimivirtausnopeuden Q pr.bezv. riippuen säiliön tunkeutumisasteesta h ja kahdelle erilaisia arvoja anisotropiaparametri:

Alkutiedot:

Taulukko 1 - Alkutiedot vedettömän järjestelmän laskemiseksi.

Taulukko 4 - Vedettömän järjestelmän laskenta.

5. Laskentatulosten analysointi

Vedettömän järjestelmän laskemisen tuloksena säiliön eri tunkeutumisasteille ja anisotropiaparametrin arvoilla 0,03 ja 0,003, sain seuraavat riippuvuudet:

Kuva 1 - Vedettömän rajoittavan virtausnopeuden riippuvuus tunkeutumisasteesta kahdelle anisotropiaparametrin arvolle: 0,03 ja 0,003.

Voidaan päätellä, että optimaalinen avautumisarvo on 0,72 molemmissa tapauksissa. Tässä tapauksessa suurempi virtausnopeus on korkeammalla anisotropia-arvolla, eli suuremmalla pystysuoran ja vaakasuuntaisen läpäisevyyden suhteella.

Bibliografia

1. "Ohje kaasun ja kaasun lauhdekaivojen kattavaan tutkimukseen." M: Nedra, 1980. Toimittanut Zotov G.A. Aliyev Z.S.

2. Ermilov O.M., Remizov V.V., Shirkovsky A.I., Chugunov L.S. "Säiliön fysiikka, tuotanto ja maanalainen kaasuvarasto". M. Science, 1996

3. Aliev Z.S., Bondarenko V.V. Ohjeet kaasu- ja kaasuöljykenttien kehittämisen suunnitteluun. Pechora.: Pechora aika, 2002 - 896 s.

Samanlaisia asiakirjoja

Esiintymän maantieteellinen sijainti, geologinen rakenne, kaasupitoisuus. Kaivon varaston suorituskykyindikaattoreiden analyysi. Laskeminen lämpötilajärjestelmä tunnistaa virtausnopeus, jolla hydraatteja ei muodostu pohjalle ja porausreiän varrelle.

opinnäytetyö, lisätty 13.4.2015

Kaavio tuotanto hyvin. Sen kehittämisen aikana tehty työ. Säiliön energialähteet ja kaasusäiliöiden tyhjennysjärjestelmät. Keskimääräiset virtausnopeudet kaivon käyttömenetelmien mukaan. Uppo- ja pintalaitteet. Öljyn hyödykeolosuhteet.

valvontatyö, lisätty 6.5.2013

Kohteen geologiset ja fyysiset ominaisuudet. Kehitysprojekti Sutorminskoje-kentän muodostuman osuudelle Giprovostok-neft-menetelmällä. Kaivon etäisyyskaaviot, hetkelliset kaivon virtausnopeudet. Öljyn osuuden riippuvuuden laskenta kaivontuotannossa.

lukukausityö, lisätty 13.1.2011

Kaasuvarantojen luotettavuuden analyysi; kaivokanta, vuotuiset poistot kentältä, kastelutila. Kentän kehityksen indikaattoreiden laskeminen tyhjentymiselle kaivojen teknologisessa toimintatavassa jatkuvalla tyhjennyksellä säiliössä.

lukukausityö, lisätty 27.11.2013

Kaasukentän tarvittavan kaivojen määrän määrittäminen. Lähteiden ja nielujen menetelmä. Analyysi kaasukaivon virtausnopeuden riippuvuudesta sen koordinaateista sektorin sisällä. Paineen jakautuminen sektorin yläosan, kaivon keskikohdan läpi kulkevaa palkkia pitkin.

lukukausityö, lisätty 12.3.2015

Kuvaus esiintymän geologisesta rakenteesta. Vapaan kaasun fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ja koostumus. Hydraatin muodostumisen estäjän määrän laskeminen sen valmistusprosessia varten. Kaivon teknologinen toimintatapa. Muodostuman kaasuesiintymän reservien laskeminen.

opinnäytetyö, lisätty 29.9.2014

Menetelmät kaivon toiminnan vedettömän ajanjakson laskemiseksi ottaen huomioon kaasun todelliset ominaisuudet ja säiliön heterogeenisyyden. Saostumien kaasukondensaatin talteenotto pohjavedellä. Kumulatiivisen kaasuntuotannon dynamiikka ja veden tunkeutuminen Srednebotuobinskoye-kentän säiliöön.

lukukausityö, lisätty 17.6.2014

Samotlorin öljykentän geologiset ja kenttäominaisuudet. Leikkauksen tektoniikka ja stratigrafia. Tuotantokerrosten kivien koostumus ja ominaisuudet. Kentän kehittämisen vaiheet, toimintatavat ja kaivon mittaus. Öljyn kenttäkäsittely.

harjoitusraportti, lisätty 12.8.2015

Laitteiden valinta ja keskipakoyksikön pumppuyksiköiden valinta pellolla kaivon käyttöä varten. Uppolaitteiden halkaisijamitan, muuntajan ja ohjausaseman parametrien tarkastus. Kuvaus sähkömoottorin rakenteesta.

lukukausityö, lisätty 24.6.2011

Paineen jakautuminen kaasuosassa. Bernoullin yhtälö viskoosin nesteen virtaukselle. Kaaviot kaivon virtausnopeuden ja rengaspaineen riippuvuudesta sisemmän rengasmaisen vyöhykkeen läpäisevyydestä. Dupuis-kaava tasaiseen virtaukseen homogeenisessa säiliössä.

Yksi tärkeimmistä tehtävistä kaivon porauksen päätyttyä on laskea sen virtausnopeus. Jotkut ihmiset eivät täysin ymmärrä mitä kaivon virtausnopeus on. Artikkelissamme näemme, mikä se on ja miten se lasketaan. Tämä on välttämätöntä, jotta voidaan ymmärtää, voiko se tarjota veden tarpeen. Kaivon virtausnopeus lasketaan ennen kuin porausorganisaatio myöntää sinulle laitospassin, koska heidän laskemansa ja todelliset tiedot eivät aina välttämättä täsmää.

Kuinka määrittää

Kaikki tietävät, että kaivon päätarkoitus on tarjota omistajille vettä. Korkealaatuinen riittävässä määrin. Tämä on tehtävä ennen porauksen valmistumista. Sitten näitä tietoja on verrattava geologisen tutkimuksen aikana saatuihin tietoihin. Geologinen tutkimus antaa tietoa siitä, onko tietyssä paikassa pohjavettä ja kuinka voimakas se on.

Mutta kaukana kaikki ei riipu sivustolla olevan veden määrästä, koska paljon määrää itse kaivon oikean järjestelyn, kuinka se on suunniteltu, missä syvyydessä, kuinka laadukas laite on.

Perustiedot veloituksen määritystä varten

Kaivon tuottavuuden ja veden tarpeiden mukaisuuden määrittämiseksi kaivon virtausnopeuden oikea määrittäminen auttaa. Toisin sanoen, riittääkö tästä kaivosta vettä kotitalouksien tarpeisiin.

Dynaaminen ja staattinen taso

Ennen kuin saat selville kaivon veden virtausnopeuden, sinun on hankittava lisätietoja. Tässä tapauksessa puhumme dynaamisista ja staattisista indikaattoreista. Mitä ne ovat ja miten ne lasketaan, kerromme nyt.

On tärkeää, että veloituksen arvo ei ole vakio. Se riippuu täysin vuodenaikojen vaihtelut ja eräät muut olosuhteet. Siksi sen indikaattoreita on mahdotonta määrittää tarkasti. Tämä tarkoittaa, että sinun on käytettävä likimääräisiä lukuja. Tämä työ on tarpeen sen selvittämiseksi, riittääkö tietty vesihuolto normaaleihin elinolosuhteisiin.

Staattinen taso näyttää kuinka paljon vettä kaivossa on ilman näytteenottoa. Tällaista indikaattoria pidetään mittaamalla maan pinnasta pohjaveden tasoon. On määritettävä, milloin vesi lakkaa nousemasta seuraavasta aidalta.

Kenttätuotantonopeudet

Jotta tiedot olisivat objektiivisia, sinun on odotettava siihen hetkeen, jolloin vesi on kerätty edelliselle tasolle. Vasta sen jälkeen voit jatkaa tutkimusta. Jotta tieto olisi objektiivista, kaikki on tehtävä johdonmukaisesti.

Virtausnopeuden määrittämiseksi meidän on asetettava dynaamiset ja staattiset indikaattorit. Ottaen huomioon, että tarkkuuden vuoksi dynaaminen indikaattori on laskettava useita kertoja. Laskennan aikana on tarpeen suorittaa pumppaus eri intensiteetillä. Tässä tapauksessa virhe on minimaalinen.

Miten veloitus lasketaan?

Jotta ei mietittäisi kuinka nostaa kaivon virtausnopeutta sen käyttöönoton jälkeen, laskelmat on suoritettava mahdollisimman tarkasti. Muuten sinulla ei ehkä ole tarpeeksi vettä tulevaisuudessa. Ja jos kaivo alkaa ajan myötä liettyä ja veden saanto laskee edelleen, ongelma vain pahenee.

Jos kaivon syvyys on noin 80 metriä ja vyöhyke, josta vesi alkaa, sijaitsee 75 metrin päässä pinnasta, staattinen osoitin (Hst) on 40 metrin syvyydessä. Tällaiset tiedot auttavat meitä laskemaan, mikä on vesipatsaan korkeus (Hw): 80 - 40 \u003d 40 m.

On olemassa hyvin yksinkertainen tapa, mutta sen tiedot eivät aina pidä paikkaansa, tapa määrittää veloitus (D). Sen asentamiseksi on pumpattava vettä tunnin ajan ja mitattava sitten dynaaminen taso (Hd). On täysin mahdollista tehdä tämä itse käyttämällä seuraavaa kaavaa: D \u003d V * Hw / Hd - Hst. Pumppauksen intensiteetti m 3 / tunti on merkitty V:llä.

Tässä tapauksessa esimerkiksi pumppasit tunnissa 3 m 3 vettä, taso laski 12 m, sitten dynaaminen taso oli 40 + 12 = 52 m. Nyt voimme siirtää tietomme kaavaan ja saada veloitus, joka on 10 m 3 / tunti.

Lähes aina tätä menetelmää käytetään passin laskemiseen ja syöttämiseen. Mutta se ei ole kovin tarkka, koska ne eivät ota huomioon intensiteetin ja dynaamisen indeksin välistä suhdetta. Tämä tarkoittaa, että he eivät ota huomioon tärkeää indikaattoria - tehoa. pumppauslaitteet. Jos käytät enemmän tai vähemmän tehokasta pumppua, tämä indikaattori eroaa merkittävästi.

Luomalla varustetulla köydellä voit määrittää vedenpinnan

Kuten olemme jo sanoneet, luotettavampien laskelmien saamiseksi on tarpeen mitata dynaaminen taso useita kertoja pumppujen avulla. eri teho. Vain tällä tavalla tulos on lähimpänä totuutta.

Laskelmien suorittamiseksi tällä menetelmällä ensimmäisen mittauksen jälkeen sinun on odotettava, kunnes veden taso palautuu edelliselle tasolle. Pumppaa sitten vettä tunnin ajan eritehoisella pumpulla ja mittaa sitten dynaaminen indikaattori.

Esimerkiksi se oli 64 m ja pumpattavan veden tilavuus oli 5 m 3. Kahden näytteenoton aikana saamamme tiedot antavat meille mahdollisuuden saada tietoa seuraavan kaavan avulla: Du = V2 - V1 / h2 - h1. V - millä intensiteetillä pumppaus tehtiin, h - kuinka paljon taso laski verrattuna staattisiin indikaattoreihin. Meille ne olivat 24 ja 12 m. Näin ollen saimme virtausnopeudeksi 0,17 m 3 / tunti.

Tietty kaivon virtausnopeus näyttää kuinka todellinen virtausnopeus muuttuu, jos dynaaminen taso nousee.

Tosiveloituksen laskemiseksi käytämme seuraavaa kaavaa: D = (Hf - Hst) * Du. Hf näyttää yläkohdan, josta vedenotto alkaa (suodatin). Otimme tälle indikaattorille 75 m. Korvaamalla arvot kaavaan, saadaan indikaattori, joka on 5,95 m 3 / tunti. Siten tämä indikaattori on lähes kaksi kertaa pienempi kuin kaivopassiin merkitty. Se on luotettavampi, joten sinun on keskityttävä siihen, kun päätät, onko sinulla tarpeeksi vettä vai tarvitsetko lisäystä.

Näillä tiedoilla voit asettaa kaivon keskimääräisen virtausnopeuden. Se näyttää, mikä on kaivon päivittäinen tuottavuus.

Joissakin tapauksissa kaivon rakentaminen tehdään ennen talon rakentamista, joten aina ei ole mahdollista laskea, tuleeko vettä tarpeeksi vai ei.

Jotta et ratkaise kysymystä veloituksen lisäämisestä, sinun on vaadittava, että oikeat laskelmat tehdään välittömästi. Tarkat tiedot on syötettävä passiin. Tämä on välttämätöntä, jotta jos ongelmia ilmenee tulevaisuudessa, oli mahdollista palauttaa aiempi vedenottotaso.

JooEi

Menetelmiä kaasukaivojen rajoittavien vedettömien virtausnopeuksien määrittämiseksi seulan läsnä ollessa ja tällaisten kaivojen tutkimustulosten tulkintaa ei ole kehitetty tarpeeksi. Tähän mennessä ei myöskään ole täysin tutkittu kysymystä mahdollisuudesta lisätä kaivojen maksimivedettömiä virtausnopeuksia, jotka avaavat kaasua sisältäviä muodostumia pohjaveden kanssa luomalla keinotekoisen suojan. Tässä esitetään tämän ongelman analyyttinen ratkaisu ja tarkastellaan tapausta, jossa epätäydellinen kaivo tunkeutui tasaisesti anisotrooppiseen pyöreään pohjaveden sisältävään säiliöön ja sitä käytetään läpäisemättömän seulan läsnä ollessa. On kehitetty likimääräinen menetelmä pystysuorien kaasukaivojen rajoittavien vedettömän virtausnopeuksien laskemiseksi epälineaarisella suodatussääntöllä läpäisemättömän pohjareikäseulan vuoksi. On todettu, että vedettömän rajoittavan virtausnopeuden arvo ei riipu ainoastaan seulan koosta, vaan myös sen sijainnista kaasulla kyllästetyn säiliön pystysuorassa suunnassa; määritetään ruudun optimaalinen asento, joka luonnehtii suurinta rajavirtausnopeutta. Käytännön laskelmat tehdään erityisten esimerkkien perusteella.

laskentamenetelmä

vedetön virtausnopeus

pystysuora kaivo

kaasukaivo

1. Karpov V.P., Sherstnyakov V.F. Vaiheen läpäisevyyden luonne kenttätietojen mukaan. NTS öljyntuotantoon. – M.: GTTI. - Nro 18. - S. 36-42.

2. Telkov A.P. Maanalainen hydrodynamiikka. - Ufa, 1974. - 224 s.

3. Telkov A.P., Grachev S.I. ja muut öljy- ja kaasukenttien kehittämisen piirteet (osa II). - Tjumen: OOONIPIKBS-T, 2001. - 482 s.

4. Telkov A.P., Stklyanin Yu.I. Vesikartioiden muodostuminen öljyn ja kaasun tuotannon aikana. – M.: Nedra, 1965.

5. Stklyanin Yu.I., Telkov A.P. Sisäänvirtaus vaakasuoraan viemäriin ja epätäydelliseen kaivoon nauhamaisessa anisotrooppisessa säiliössä. Vedettömän rajoittavien virtausnopeuksien laskeminen. Neuvostoliiton PMTF:n tiedeakatemia. - Nro 1. - 1962.

Tämä artikkeli tarjoaa analyyttisen ratkaisun tähän ongelmaan ja tarkastelee tapausta, jossa epätäydellinen kaivo tunkeutui tasaisesti anisotrooppiseen pyöreään pohjavettä sisältävään säiliöön ja sitä käytetään läpäisemättömän seulan läsnä ollessa (kuva 1). Katsomme, että kaasu on todellinen, kaasun liike on tasaista ja noudattaa epälineaarista suodatuslakia.

Kuva 1. Kolmen vyöhykkeen järjestelmä kaasun virtaamiseksi epätäydelliseen kaivoon, jossa on seula

Hyväksyttyjen olosuhteiden perusteella kaasun sisäänvirtauksen yhtälöt kaivoon vyöhykkeillä I, II, III, vastaavasti, ovat muotoa:

; ; (2)

; ; , (3)

jossa a ja b määritetään kaavoilla. Muut nimitykset näkyvät kaaviossa (katso kuva 1). Yhtälöt (2) ja (3) kuvaavat tässä tapauksessa sisäänvirtausta laajennettuihin kaivoihin, vastaavasti säteillä rе ja (re+ho).

Kaasun ja veden rajapinnan stabiilisuusehto (katso rivi CD) Pascalin lain mukaan kirjoitetaan yhtälöllä

missä ρw on veden tiheys, on kapillaaripaine veden kyllästymisen funktiona kaasun ja veden rajapinnassa.

Ratkaisemalla yhdessä (1)-(3) muunnossarjan jälkeen saadaan sisäänvirtausyhtälö

Kohtien (2) ja (4) yhteisestä ratkaisusta saadaan neliöyhtälö dimensiottomalle rajoittavalle virtausnopeudelle , jonka yksi juurista (7) huomioiden ja muunnossarjan jälkeen esitetään lausekkeella:

Missä (7)

(8)

Siirtyminen mittoja rajoittavaan vedettömään virtausnopeuteen suoritetaan kaavojen mukaisesti:

(9)

missä on painotettu keskipaine kaasuesiintymässä.

pöytä 1

Suodatusvastusarvot alareunassa olevan näytön ansiosta

Lisäsuodatusvastus Ja näytöstä aiheutuvat, lasketaan tietokoneella kaavojen (6) mukaisesti, taulukoituna (taulukko 1) ja esitetään kaavioina (kuva 2). Funktio (6) lasketaan tietokoneella ja esitetään graafisesti osoitteessa (Kuva 3). Suurin nosto voidaan asettaa sisäänvirtausyhtälön (4.4.4) mukaisesti Q=Qpr.

Kuva 2. Suodatusvastus Ja , koska näyttö on vakaa kaasu-vesi-rajapinnassa

Kuva 3. Mittattoman rajoittavan virtausnopeuden qpr riippuvuus suhteellisesta aukosta parametreilla ρ=1/æ* ja α

Kuvassa 3 on esitetty dimensittömän rajoittavan virtausnopeuden q riippuvuudet avautumisasteesta parametreilla Re ja α. Käyrät osoittavat, että näytön koon kasvaessa (<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.

Esimerkki. Kaasukorkki tyhjennetään kosketuksissa plantaariveteen. On määritettävä: kaasukaivon suurin virtausnopeus, joka rajoittaa GWC:n läpimurtoa pohjaan, ja suurin virtausnopeus läpäisemättömän seulan läsnä ollessa.

Alkutiedot: Рpl=26,7 MPa; K = 35,1 10-3 um2; Ro = 300 m; ho = 7,2 m; =0,3; = 978 kg/m3; =210 kg/m3 (säiliöolosuhteissa); æ* = 6,88; =0,02265 MPa s (säiliöolosuhteissa); Tm = 346 K; Tst = 293 K; Rath = 0,1013 MPa; re=ho=7,2 m ja re=0,5ho=3,6 m.

Sijoitusparametrin määrittäminen

Kaavioista saadaan vedettömän nesteen dimensioton rajoittava virtausnopeus q(ρо,)q(6.1;0.3)=0.15.

Kaavan (9) mukaan laskemme:

Qo = 52,016 tuhatta m3/vrk; tuhat m3/vrk

Määritämme dimensiottomat parametrit näytön läsnä ollessa:

Kaavioiden (katso kuva 2) tai taulukon mukaan löydämme lisäsuodatusvastuksia: С1= С1(0.15;0.3;1)=0.6; C2=C2(0,15;0,3;1)=3,0.

Kaavalla (7) saadaan dimensioton parametri α=394,75.

Kaavan (9) mukaan lasketaan virtaus, joka oli Qo47,9 tuhatta m3/vrk.

Laskelmat kaavoilla (7) ja (8) antavat: Х=51,489 ja Y=5,773·10-2.

Kaavan (6) mukaan laskettu dimensioton rajoittava virtausnopeus on q=1,465.

Määritämme näytöstä johtuvan mittojen rajoittavan virtausnopeuden suhteesta Qpr \u003d qQo \u003d 1,465 47,970,188 tuhatta m3 / vrk.

Arvioitu maksimivirtaama ilman samanlaisilla alkuparametreilla varustettua seulaa on 7,8 tuhatta m3/vrk. Siten esillä olevassa tapauksessa seulan läsnäolo lisää rajavirtausnopeutta lähes 10 kertaa.

Jos hyväksymme re = 3,6 m; nuo. kaksi kertaa pienempi kuin kaasukyllästetty paksuus, niin saadaan seuraavat suunnitteluparametrit:

2; C1 = 1,30; C2 = 5,20; X = 52,45; Y = 1,703 10-2; q=0,445 ja Qpr=21,3 tuhatta m3/vrk. Tässä tapauksessa rajavirtausnopeus kasvaa vain 2,73 kertaa.

On huomattava, että rajavirtausnopeuden arvo ei riipu pelkästään seulan koosta, vaan myös sen sijainnista kaasukyllästyn säiliön pystysuorassa, ts. säiliön suhteellisesta aukosta, jos seula sijaitsee suoraan pohjareiän edessä. Ratkaisun (6) tutkiminen osoitti, että ruudulla on optimaalinen sijainti parametreista ρ, α, Re riippuen, mikä vastaa suurinta rajavirtausnopeutta. Tarkastelun ongelman optimaalinen aukko on =0,6.

Hyväksymme arvot ρ=0,145 ja =1. Yllä olevan menetelmän mukaan saadaan lasketut parametrit: С1=0,1; C2 = 0,5; X = 24,672; Y = 0,478.

Määritämme dimensiottoman veloituksen:

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

Mittarajoittava virtausnopeus saadaan kaavasta (9)

Qpr \u003d qQo \u003d 5,323 103 \u003d 254,94 tuhatta m3 / vrk.

Näin ollen virtausnopeus kasvoi 3,6 kertaa verrattuna suhteelliseen aukkoon = 0,3.

Tässä kuvattu menetelmä vedettömän rajoittavan virtausnopeuden määrittämiseksi on likimääräinen, koska se ottaa huomioon kartion stabiilisuuden, jonka kärki on jo saavuttanut seulan säteen re.

Kun yllä olevista ratkaisuista saadaan kaavat q():n määrittämiseksi epätäydelliselle kaasukaivolle epälineaarisen suodatuslain olosuhteissa, ottaen huomioon lisäsuodatusvastukset. Nämä kaavat ovat myös likimääräisiä, ja niistä lasketaan vedettömän rajoittavan virtausnopeuden yliarvioitu arvo.

Kahden termisen kaasun sisäänvirtausyhtälön muodostamiseksi erittäin vakaan pohjavesikartion olosuhteissa on tarpeen tietää suodatusvastukset näissä olosuhteissa. Ne voidaan määrittää Musket-Charnyn vakaan kartiomuodostuksen teorian perusteella. Virtaviivan yhtälö, joka rajoittaa avaruudellisen liikkeen alueen epätäydelliseen kaivoon homogeenisesti anisotrooppisessa säiliössä, kun kartiohuippu on jo murtautunut kaivon pohjalle paineettoman liikkeen teorian mukaisesti, kirjoitamme lomakkeeseen

(10)

jossa q= - mitoimaton vedettömän rajoittava virtausnopeus, joka on määritetty annetuilla (tunnetuilla) likimääräisillä kaavoilla ja kaavioilla; on ulottumaton parametri.

Ilmaisemalla suodatusnopeuden virtausnopeudella, korvaamalla rajapintayhtälön (10) differentiaaliyhtälöön (1), ottamalla huomioon kaasun tilan laki ja integroimalla ylipaine P ja säde r asianmukaisiin rajoihin, saadaan sisäänvirtaus. muodon (12) ja kaavan (13) yhtälö, jossa tulee hyväksyä:

; , (11)

(12)

missä Li(x) on integraalilogaritmi, joka liittyy integraalifunktioon riippuvuudella .

(13)

Kun x>1 integraali (13) hajoaa pisteessä t=1. Tässä tapauksessa Li(x) tulee ymmärtää virheellisen integraalin arvona. Koska menetelmät mittaamattomien rajoittavien vedettömien virtausnopeuksien määrittämiseksi tunnetaan hyvin, funktioita (11) ja (12) ei ilmeisesti tarvitse taulukoida.

1. On kehitetty likimääräinen menetelmä pystysuorien kaasukaivojen rajoittavien vedettömien virtausnopeuksien laskemiseen epälineaarisella suodatuslailla läpäisemättömän pohjareikäseulan vuoksi. Mitattomat rajoittavat virtausnopeudet ja vastaavat lisäsuodatusvastukset lasketaan tietokoneella, tulokset taulukoidaan ja vastaavat graafiset riippuvuudet esitetään.

2. On osoitettu, että vedettömän rajoittavan virtausnopeuden arvo ei riipu pelkästään seulan koosta, vaan myös sen sijainnista kaasulla kyllästetyn säiliön pystysuorassa suunnassa; määritetään ruudun optimaalinen asento, joka luonnehtii suurinta rajavirtausnopeutta.

3. Käytännön laskelmia tehtiin tietyn esimerkin perusteella.

Arvostelijat:

Grachev S.I., teknisten tieteiden tohtori, professori, osaston "Öljy- ja kaasukenttien kehittäminen ja käyttö" päällikkö, Geologian ja öljyn ja kaasun tuotannon instituutti, FGBOU Tsogu, Tyumen;

Sokhoshko S.K., teknisten tieteiden tohtori, professori, laitoksen "Öljy- ja kaasukenttien kehittäminen ja käyttö" professori, Geologian ja öljyn ja kaasun tuotannon instituutti, FGBOU Tsogu, Tyumen.

Bibliografinen linkki

Kashirina K.O., Zaboeva M.I., Telkov A.P. MENETELMÄ PYSTYJEN KAASUKAIvojen RAJOITETTUJEN VESITTÖMIEN NOPEUSTEN LASKEMISTA EI-LINEAARISEN SUODATUSLAIN JA SÄILIÖN MUKAISESTI // Ajankohtaisiin kysymyksiin tiede ja koulutus. - 2015. - Nro 2-2;
URL-osoite: http://science-education.ru/ru/article/view?id=22002 (käyttöpäivä: 01.02.2020). Tuomme huomionne "Academy of Natural History" -kustantamon julkaisemat lehdet

Kaava öljykaivon virtausnopeuden laskemiseksi on välttämätön asia moderni maailma. Kaikkien öljytuotteita louhivien yritysten on laskettava veloitus aivolapselleen. Monet ihmiset käyttävät kaavaa Dupuis'n, ranskalaisen insinöörin, joka omisti monta vuotta liikkeen tutkimiseen. pohjavettä. Hänen kaava auttaa sinua helposti ymmärtämään, onko suorituskyky tietyn rahalähteen hyvin laitteita.

Mikä on öljykaivon virtausnopeus?

Debit - kaivon läpi syötetty nestemäärä tietyn aikayksikön ajan. Monet laiminlyövät hänen laskelmiaan pumppauslaitteita asentaessaan, mutta tämä voi olla kohtalokasta koko rakenteelle. Integraaliarvo, joka määrittää öljyn määrän, lasketaan useilla kaavoilla, jotka annetaan alla.

Virtausnopeutta kutsutaan usein pumpun suorituskyvyksi. Mutta tämä ominaisuus on hieman määritelmän ulkopuolella, koska kaikissa pumpun ominaisuuksissa on omat virheensä. Ja tietty määrä nesteitä ja kaasuja on joskus pohjimmiltaan erilainen kuin ilmoitettu.

Aluksi tämä indikaattori tulisi laskea pumppauslaitteiden valitsemiseksi. Kun tiedät, mikä työmaan tuottavuus on, voit heti sulkea useita sopimattomia yksiköitä pois valittavasta laiteluettelosta.

Öljyteollisuuden virtausnopeus on välttämätöntä laskea, koska alhaisen tuottavuuden alueet ovat kannattamattomia mille tahansa yritykselle. Ja väärin valittu pumppausyksikkö virheellisten laskelmien vuoksi voi tuoda yritykselle tappioita, ei kaivosta odotettua voittoa.

Se on pakollinen laskennassa kaikentyyppisissä öljyntuotantoyrityksissä - jopa lähellä olevien kaivojen virtausnopeudet voivat poiketa liikaa uudesta kaivosta. Useimmiten valtava ero on arvoissa, jotka on korvattu laskentakaavoilla. Esimerkiksi säiliön läpäisevyys voi vaihdella merkittävästi kilometriä kohden maan alla. Huonolla läpäisevyydellä indikaattori on pienempi, mikä tarkoittaa, että kaivon kannattavuus laskee eksponentiaalisesti.

Öljykaivon virtausnopeus kertoo paitsi kuinka valita oikea laite, myös mihin se asennetaan. Uuden öljynporauslautan asentaminen on riskialtista bisnestä, sillä viisaimmatkaan geologit eivät pysty selvittämään maan mysteereitä.

Kyllä, on luotu tuhansia ammattilaitteiden malleja, jotka määrittävät kaikki tarvittavat parametrit uuden kaivon poraamiseen, mutta vain tämän prosessin jälkeen nähty tulos voi näyttää oikeat tiedot. Niiden perusteella kannattaa laskea tietyn sivuston kannattavuus.

Kaivon virtausnopeuksien laskentamenetelmät.

Öljykentän virtausnopeuden laskemiseen on vain muutamia menetelmiä - standardi ja Dupuis. Henkilön kaava, joka on tutkinut tätä materiaalia ja johtanut kaavan melkein koko elämänsä ajan, näyttää tuloksen paljon tarkemmin, koska se sisältää paljon enemmän tietoja laskemiseen.

Kaava kaivon virtausnopeuksien laskemiseen

Vakiokaavan mukaisiin laskelmiin - D \u003d H x V / (Hd - Hst) tarvitset vain seuraavat tiedot:

Vesipatsaan korkeus;
pumpun suorituskyky;
Staattinen ja dynaaminen taso.

Staattinen taso on tässä tapauksessa etäisyys pohjaveden alusta ensimmäisiin maakerroksiin ja dynaaminen taso on absoluuttinen arvo, joka saadaan mittaamalla vedenkorkeus pumppauksen jälkeen.

Siellä on myös konsepti öljykentän tuotantonopeuden optimaaliseksi indikaattoriksi. Se määritetään sekä yksittäisen kaivon vedenottotason yleistä määrittämistä varten että koko säiliön kokonaisuutena. Kaava kentän keskimääräisen painaumatason laskemiseksi määritellään seuraavasti: P zab=0. Yhden kaivon virtausnopeus, joka saatiin optimaalisella tyhjennyksellä, on öljykaivon optimaalinen virtausnopeus.

Tällaista kaavaa ja itse optimaalisen virtausnopeuden indikaattoria ei kuitenkaan käytetä kaikilla aloilla. Muodostumaan kohdistuvan mekaanisen ja fyysisen paineen vuoksi osa öljylähteiden sisäseinistä voi romahtaa. Näistä syistä on usein tarpeen pienentää potentiaalista virtausnopeutta mekaanisesti öljyntuotantoprosessin jatkuvuuden ja seinien lujuuden säilyttämiseksi.

Tämä on yksinkertaisin laskentakaava, joka ei pysty saamaan oikeaa tulosta tarkasti - tulee suuri virhe. Vältä virheelliset laskelmat ja suuntaa itsesi saamaan tarkempi tulos, käytä Dupuis-kaavaa, jossa sinun on otettava paljon enemmän tietoja kuin yllä esitetyssä.

Mutta Dupuis ei ollut vain älykäs ihminen, mutta myös erinomainen teoreetikko, joten hän kehitti kaksi kaavaa. Ensimmäinen koskee pumpun ja öljykentän mahdollistamaa tuottavuutta ja hydraulista johtavuutta. Toinen on ei-ihanteelle pellolle ja pumpulle niiden todellisella tuottavuudella.

Harkitse ensimmäistä kaavaa:

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

Tämä mahdollisen suorituskyvyn kaava sisältää:

N0 – potentiaalinen tuottavuus;

Kh/u on kerroin, joka määrittää öljysäiliön vedenjohtavuuden ominaisuuden;

B on tilavuuden laajenemiskerroin;

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

Rk on silmukan syötön säde;

Rc on kaivon bittisäde mitattuna etäisyydellä lävistettyyn muodostukseen.

Toinen kaava näyttää tältä:

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

Tätä pellon todellisen tuottavuuden kaavaa käyttävät nyt ehdottoman kaikki öljynporausyritykset. Se muuttaa vain kahta muuttujaa:

N - todellinen tuottavuus;

S-skin tekijä (suodatuksen virtausvastusparametri).

Joissakin menetelmissä öljykenttien tuotantonopeuden lisäämiseksi käytetään hydraulisen murtamisen tekniikkaa mineraaleilla. Se viittaa mekaanisten halkeamien muodostumiseen tuottavaan kallioon.

Luonnollinen prosessi öljykenttien tuotantonopeuden vähentämiseksi tapahtuu indikaattorilla 1-20 prosenttia vuodessa, perustuen tämän indikaattorin alkutietoihin kaivon alussa. Sovelletut ja edellä kuvatut tekniikat voivat tehostaa öljyn tuotantoa kaivosta.

Öljykaivojen virtausnopeuden mekaanista säätöä voidaan tehdä määräajoin. Sille on ominaista pohjareiän paineen nousu, mikä johtaa tuotantotason laskuun ja korkealle indikaattorille yksittäisen kentän mahdollisuuksista.

Lämpöhappokäsittelymenetelmää voidaan käyttää myös tehon ja tuotantonopeuden lisäämiseen. Useiden liuostyyppien, kuten happaman nesteen, avulla esiintymän elementit puhdistetaan tervakertymistä, suolasta ja muista kemiallisista komponenteista, jotka häiritsevät louhitun kiven laatua ja tehokasta kulkua.

Hapan neste tunkeutuu aluksi kaivoon ja täyttää muodostuman edessä olevan alueen. Seuraavaksi suoritetaan venttiilin sulkemisprosessi ja paineen alaisena happoliuos tunkeutuu syvään muodostukseen. Tämän nesteen loput osat pestään öljyllä tai vedellä tuotannon jatkumisen jälkeen.

Virtausnopeuden laskeminen tulisi suorittaa määräajoin strategian muodostamiseksi öljyntuotantoyrityksen vektorikehitykseen.