Практическая работа №2 Определение забойного давления 6 вар. Практическая работа 2 Определение забойного давления в наклонной газовой скважине
 Скачать 139.05 Kb.
|
|
Практическая работа № 2 Определение забойного давления в наклонной газовой скважине Цель: определить забойное давление в наклонной газовой скважине для различных диаметров эксплуатационной колонны. В результате выполнения задания формируется компетенция ПК-6 - способность применять полученные знания для разработки и реализации проектов, различных процессов производственной деятельности. Актуальность темы: Наклонные скважины имеют характерные особенности освоения и исследования по сравнению с вертикальными, что требует особого подхода к определению забойного давления. Теоретическая часть Большинство скважин, пробуренных на крупнейших месторождениях севера Тюменской области, наклонные, что обусловлено кустовым размещением. При освоении месторождений наклонными и горизонтальными скважинами необходимы забойные (устьевые) давления и его распределения по стволу определяются соответствующими аналитическими методами. В настоящее время в действующих нормативных документах и инструкциях отсутствуют аналитические методы определения забойных давлений в наклонных и горизонтальных скважинах. Для этой цели ниже предложены аналитические методы определения забойного давления в наклонных и горизонтальных скважинах. Из формулы для определения забойного давления, полученной для вертикальной скважины:  (4.1)следует, что на величину забойного давления влияют две силы: сила тяжести, создаваемая столбом газа и выражаемая через Р2e2S, и скоростной напор, связанный с движением газа по стволу скважины и выражаемый через  . Давление, создаваемое столбом газа, зависит от состава газа и глубинызабоя, независимо от того, что эта глубина достигнута путем вертикального бурения или наклонным профилем ствола. Давление, связанное со скоростным напором, зависит от протяженности участка, по которому движется газ. Следовательно, при наклонном стволе увеличивается по сравнению с вертикальным профилем длина пути, и поэтому растут потери давления от забоя до устья. С учетом выше изложенного забойное давление в наклонной скважине, конструкция которой показана на рисунке 4.1, будет определяться по формуле  (4.2) (4.3)Ру - устьевое давление, МПа, Q - дебит скважины, тыс. м3/сут;  Тср. - средняя температура газа по стволу скважины Zcp-средний по стволу скважины коэффициент сверхсжимаемости газа, определяемый для условий Тср. и Рср X -коэффициент гидравлического сопротивления труб; S- показатель степени для общей длины, определяемый по формуле  (4.4)где ρг - относительная плотность газа, ρг = ρг/ ρв ρв - плотность воздуха, ρв = 1,293 кг/м3; L - общая длина ствола, определяемая как сумма длин трех участков, L=Lв+ L2+L3 (4.5) Где Lв- длина вертикальной части ствола, равная Lв = Нв ; L2- длина искривленного участка. При искривлении ствола под определенным радиусом кривизны, L2 определяется по формуле:  (4.6)где R - радиус кривизны; α - угол охвата заданного отклонения ствола от вертикали, величиной которого предопределяется максимальное отклонение забоя от вертикали при заданной глубине залегания пласта, в градусах; L3 длина наклонного участка ствола, определяется по формуле  (4.7)Исходные данные для расчета изменения забойного давления в наклонной скважине Для определения изменения забойного давления по длине горизонтального ствола были использованы следующие параметры горизонтальных скважин, оборудованных фонтанными трубами: - величина устьевого давления скважины Ру; - глубина вертикальной части ствола Нв; - радиус кривизны скважины R; - угол охвата заданного отклонения от вертикали α; - длина фонтанных труб горизонтальной части ствола H1; - устьевая температура Ту; - забойная температура Т3; - плотность газа ρг; - коэффициент сверхсжимаемости zcp; - коэффициент сопротивления λ; - диаметр фонтанных труб dф, мм; - дебит скважины Q, тыс.куб.м/сут. При следующих исходных данных рассчитать забойные давления Таблица 1 - Варианты для расчета забойного давления в наклонной скважине
Решение: Из формулы для определения забойного давления, полученной для вертикальной скважины:  (1)следует, что на величину забойного давления влияют две силы: сила тяжести, создаваемая столбом газа и выражаемая через Р2e2S, и скоростной напор, связанный с движением газа по стволу скважины и выражаемый через . Давление, создаваемое столбом газа, зависит от состава газа и глубинызабоя, независимо от того, что эта глубина достигнута путем вертикального бурения или наклонным профилем ствола. Давление, связанное со скоростным напором, зависит от протяженности участка, по которому движется газ. Следовательно, при наклонном стволе увеличивается по сравнению с вертикальным профилем длина пути, и поэтому растут потери давления от забоя до устья. С учетом выше изложенного забойное давление в наклонной скважине, конструкция которой показана на рисунке 4.1, будет определяться по формуле:  (2) (3)Ру - устьевое давление, МПа, Q - дебит скважины, тыс. м3/сут;   Тср. - средняя температура газа по стволу скважины Zcp-средний по стволу скважины коэффициент сверхсжимаемости газа, определяемый для условий Тср. и Рср λ -коэффициент гидравлического сопротивления труб; S- показатель степени для общей длины, определяемый по формуле  (4)где ρг - относительная плотность газа, ρг = ρг/ ρв ρв - плотность воздуха, ρв = 1,293 кг/м3; L - общая длина ствола, определяемая как сумма длин трех участков, L=Lв+ L2+L3 (5) где Lв- длина вертикальной части ствола, равная Lв = Нв ; L2- длина искривленного участка. При искривлении ствола под определенным радиусом кривизны, L2 определяется по формуле:  (6)где R - радиус кривизны; α - угол охвата заданного отклонения ствола от вертикали, величиной которого предопределяется максимальное отклонение забоя от вертикали при заданной глубине залегания пласта, в градусах; L3 длина наклонного участка ствола, определяется по формуле  (7)         Вопросы к практическому занятию 1. Определение давления в наклонной скважине? Из формулы для определения забойного давления, полученной для вертикальной скважины:  (1)следует, что на величину забойного давления влияют две силы: сила тяжести, создаваемая столбом газа и выражаемая через  , и скоростной напор, связанный с движением газа по стволу скважины и выражаемый через  . Давление, создаваемое столбом газа, зависит от состава газа и глубины забоя, независимо от того, что эта глубина достигнута путем вертикального бурения или наклонным профилем ствола. Рис. 1. Схема наклонных скважин, использованных при освоении сеноманских залежей газа севера Тюменской области Давление, связанное со скоростным напором, зависит от протяженности участка, по которому движется газ. Следовательно, при наклонном стволе увеличивается по сравнению с вертикальным профилем длина пути, и поэтому растут потери давления от забоя до устья. С учетом выше изложенного забойное давление в наклонной скважине, конструкция которой показана на рис.1, будет определяться по формуле  . (2)где  , (3) , (4)где Н - вертикальная глубина наклонной скважины, определяемая по формуле Н = Нв. + Нис. + Н1, (5) где Нв., Нис. и H1 - вертикальные глубины вертикальной, искривленной и наклонной частей скважины (см. рис.1); Тср. - средняя температура газа по стволу скважины Тср. = (Ту + Тз)/2; Zср. - средний по стволу скважины коэффициент сверхсжимаемости газа, определяемый для условий Тср. и Рср = (Ру + Рз.)/2; - коэффициент гидравлического сопротивления труб; SL - показатель степени для общей длины 2. Какие участки суммируются при определении глубины наклонной скважины? Общая длина ствола L, определяемая как сумма длин трех участков, L = Lв. + L2 + L3, где Lв. - длина вертикальной части ствола, равная Lв. = Нв.; L2 - длина искривленного участка. L3 - длина наклонного участка ствола, определяется по формуле 3. Определение длины искривленного участка При искривлении ствола под определенным радиусом кривизны, L2 определяется по формуле:  ,где R - радиус кривизны; - угол охвата заданного отклонения ствола от вертикали, величиной которого предопределяется максимальное отклонение забоя от вертикали при заданной глубине залегания пласта, в градусах; 4. Как меняется давление в зависимости от диаметра НКТ? Скоростной напор, связанный с движением газа по стволу скважины выражается через . θ определяется формулой:  где d – диаметр фонтанных труб, мм Из формулы видно, что чем больше диаметр НКТ, тем ниже давление в скважине. Т.е. чем меньше диаметр, тем дольше фонтанирует скважина. |