Реферат. Технология интенсификация добыча нефть газ. Протокол от

• Название: Протокол от
• Анкор: Реферат
• Дата: 25.02.2022
• Размер: 0.9 Mb.
• Имя файла: Технология интенсификация добыча нефть газ.docx
• Тип: Протокол; #373044
• страница: 4 из 6

Тема: Расчет необходимого обьема закачиваемого газа

Цель занятия: Расчет необходимого объема закачи­ваемого газаV_г, приемистости нагнетательной скважиныq_г и числа нагнетательных скважин n.

Вопросы: 1. Поддержание пластового давления закачкой газа

2. Условия применения закачки газа
На месторождениях с газовой шапкой часто рассматривается воз­можность поддержания пластового давления путем закачки газа. При этом рассматривается большой ряд вопросов, но главными из них яв­ляются вопросы, связанные с расчетом необходимого объема закачи­ваемого газаV_г, приемистости нагнетательной скважиныq_г и числа нагнетательных скважин n.
Необходимый объем закачиваемого газа (в м³/сут) в стандартных условиях
(4.12)

где Vпл — объем, освобожденный за счет извлечения из пласта нефти, газа и воды и в который необходимо закачать газ, м³/сут.

Поглотительную способность скважины (в м³/сут) q_гст при за­качке в нее газа (при стандартных условиях) можно рассчитать по формуле (при условии справедливости закона Дарси):
(4.13)
где с — коэффициент пропорциональности, м³ / (сут * МПа²).

Число нагнетательных скважин
(4.14)

Задача. Спроектировать процесс закачки газа с целью под­держания пластового давления для условий задачи 11.1. Коэффици­ент пропорциональности с = 24900м³/(сут*МПа²). Забойное дав­ление нагнетания Р_забн⁼ 10 МПа.

Решение. Как следует из решения задачи 11.1, объем, освобожден­ный в пласте за счет извлечения флюидов за сутки, составляет V_пл = = 27585 м³.

Рассчитываем необходимый объем закачиваемого газа в стандарт­ных условиях по формуле (4.12):

По формуле (4.13) рассчитываем поглотительную способность одной нагнетательной скважины

q_гст= 24900 (10² - 8,5²) = 678525 м³/сут.
В соответствии с (4.14) число нагнетательных скважин
n = = 3387981/678525 = 5.
Таким образом, для поддержания пластового давления требуется закачивать ежесуточно примерно 3,38 * 10⁶ м³ газа в пять нагнетательных скважин.
ОЛ:/4/,ДЛ:/2/
Практическое занятие № 5

Тема: Метод освоения скважин с помощью пен

Цель занятия: расчет движе­ния пены в скважине при прямой и обратной закачке

Вопросы: 1. Эффективность применения теплоносителя

При использовании пены для освоения скважин в значительных пределах регулируется ее плотность. Это создает благоприятные усло­вия для плавного снижения противодавления на пласт. Двухфазная пена представляет собой систему, состоящую из водного раствора ПАВ и воздуха (газа). В качестве ПАВ можно рекомендовать сульфонол 0,1 %-ной концентрации (на 1 т воды + 1 кг сульфонола).

Для осуществления данного процесса освоения необходим насос­ный агрегат (например, 4АН-700) и компрессор (например УКП-80). Водный раствор ПАВ в аэраторе смешивается с подаваемым газом, образующаяся пена закачивается в скважину.

Основным вопросом при данном процессе остается расчет движе­ния пены в скважине при прямой и обратной закачке.

Введем некоторые параметры, которые характеризуют двухфазную пену. Степенью аэрации а назовем отношение объемного расхода газа, приведенного к стандартным условиям , к объемному расходу жидкости Q_ж:
(4.15)

Истинное газосодержание пены можно рассчитывать по следующей зависимости:
(4.16)
где — объемное расходное газосодержание, рассчитываемое по (4.17).
(4.17)

С учетом (16) выражение для (4.17) принимает вид:
(4.18)

Плотность пены определяется по формуле:
(4.19)
или с учетом (18):
(4.20)
Градиент потерь давления от веса гидростатического столба пены:
(4.21)
Градиент потерь давления на трение в трубах:
(4.22)
в кольцевом зазоре:
(4.23)
где – коэффициент гидравлических сопротивлений при движении пены. В расчетах при движении пены как в трубах, так и в кольцевом зазоре этот коэффициент может быть постоянным и равным =0,03; ^— соответственно скорости движения пены в трубах и кольцевом зазоре, м/с :
(4.24)
(4.25)
где — расход пены (в м³/с), вычисляемый по формуле:
(4.26)
Давление закачки рассчитывают по следующим формулам:

прямая закачка:

(4.27)
обратная закачка:
(4.28)
где , — соответственно градиенты потерь давленияот действия гидростатического столба пены в трубах и в кольцевомзазоре, Па/м; — соответственно давления на устье скважины в кольцевом зазоре и в трубах, МПа; Н — глубина спуска НКТ, м.

Задача. Рассчитать давление закачки пены в скважине глуби­ной 1700 м, обсаженной колонной с внутренним диаметром = 0,1503 м. Скважина заполнена технической водой ( = 1000 кг/м³) и осваивается пеной со степенью аэрации а= 50. В качестве пенообра­зователя используется водный раствор сульфонола 0,1 %-ной концент­рации (1 кг сульфонола + 1000кг воды). Колонна НКТ спущена до забоя Н = 1700 м ( =0,089м, = 0,076 м). В скважину закачивается двухфазная пена; водный раствор сульфонола и газ с плот­ностью = 1,205 кг/м³. Максимальное давление сжатия газа р= 8 МПа (УКП-80), средняя температура в скважине t= 35 °С, коэф­фициент сверхсжимаемости газа =1, расход воды = 0,012 м³/с (4АН-700).

Решение. Рассчитываем по формуле (4.17) :

нисходящий поток:

восходящий поток:

Вычисляем по (4.19) плотность пены:

нисходящий поток:

восходящий поток:
=
Определяем по (4.26) расход пены:

Рассчитываем по (4.24) и (4.25) скорости:


Вычисляем по формулам (4.21) — (4.23) соответствующие гра­диенты потерь давления:

в трубах и кольцевом зазоре (нисходящий поток):

в трубах и кольцевом зазоре (восходящий поток):

в трубах (нисходящий поток):

в трубах (восходящий поток):

в кольцевом зазоре (нисходящий поток):

в кольцевом зазоре (восходящий поток):

В соответствии с (4.27) давление при прямой закачке:

или (при )

В соответствии с (4.28) давление при обратной закачке:

или (при )

Таким образом, в данном конкретном случае давление при прямой закачке пены практически равно давлению при обратной закачке пены.

При отключении насосного агрегата и компрессора произойдет выравнивание гидростатического давления в трубах и кольцевом за­зоре и средний градиент потерь давления от действия гидростатичес­кого столба пены в скважине составит


В этом случае забойное давление:

Забойное давление в заглушенной до устья водой скважине:

Таким образом, за счет замены в скважине воды на пену забойное давление снизилось на 6,01 МПа.
ОЛ:/4/,ДЛ:/2/

Практическая работа №6-7

Тема: Проектирование процесса внутрипластового горения

Цель занятия: Расчет объема воздуха и темпа нагнетания воздуха, скорость продвижения фронта горения и радиуса фронта горения

Вопросы: 1. Процессы, происходящие при внутрипластовом горении и основные зоны

2. Виды горения
Внутрипластовое горение — перспективный способ повышения коэффициента нефтеотдачи залежей нефтей высокой вязкости ( > 30 мПа * с). К настоящему времени создано несколько видов внутрипластового горения (сухое, влажное, сверхвлажное), но эффективность их зависит от целого ряда параметров, связанных как с физико-хими­ческими свойствами самой нефти, так и с коллекторскими свойствами пласта и глубиной его.

Рассмотрим схему процесса проектирования сухого горения в пятиточечном элементе, при которой в пласт нагнетается воздух.

Объем воздуха, необходимый для выжигания единицы объема пласта
(4.29)
где g — расход топлива при горении, равный количеству кокса, обра­зующегося в пласте, кг/м³; — удельный расход окислителя (воз­духа), м³ /кг.

Предельный темп нагнетания воздуха, м³/сут
(4.30)
где k — проницаемость пласта для воздуха, м²; h_э — эффективная толщина пласта, м; Р_забн, Р_забд - соответственно забойное давле­ние в нагнетательной и добывающей скважинах. Па; — вязкость воздуха в пластовых условиях. Па * с; T_пл — пластовая температура, K; а — расстояние между нагнетательной и добывающими скважинами, м; r_с - радиус скважин, м; r_ф — радиус фронта горения в конце пер­вого периода процесса, м.

Скорость (в м/сут) продвижения фронта горения в конце первого периода процесса:
(4.31)

Рисунок 14.Зависимость минимальной скорости Рисунок 15.Зависимость коэффициента

перемещения фонта горения от эффективной охвата пласта по площади фронтом

_{толщины пласта горения QS от параметра iа}
Проверяют выполнение следующего условия

(4.32)



где w_фmin — минимальная скорость перемещения фронта горения, зависящая от эффективной толщины пласта и расхода топлива, м/сут.
Величина w_фmin определяется по рисунку 14, причем

(4.33)
где a_h — коэффициент охвата пласта фронтом горения по толщине; h — толщина пласта, м.

Если выполняется условие (4.32), то принятая величина r_ф оста­ется в силе. Если условие не выполняется, то изменяют соот­ветствующим Образом r_ф.

Затем вычисляют параметр i_а:
(4.34)
а по рисунку 15 рассчитанному значению i_a определяют коэффициент охвата пласта фронтом горения по площади a_s.

Коэффициент нефтеотдачи о зоне, где прошел фронт горения, оце­нивается по формуле
(4.35)
где s₁ — коэффициент, вычисляемый так:
(4.36)
m — пористость пласта.

Коэффициентs₂ рассчитывают по формуле
s₂=s₁νQ’_г/Q’_н (4.37)
Q’_г.Q’_н — соответственно удельная теплота сгорания газа (Q’_г = = 1,257 МДж/м³) и нефти Q’_н = 41,9 МДж/кг); s_н - нефтенасыщенность пласта.

Коэффициент нефтеотдачи всего элемента
(4.38)

где — коэффициент нефтеотдачи для зоны, не охваченной горением. Длительность первого периода горения, сут:
(4.39)
Потребное количество воздуха за этот период, м³
(4.40)

В момент прорыва оторочки горячей продукции в добывающие скважины радиус фронта горении
(4.41)
гдоr_o - радиус оторочки при прорыва горячий продукции в добывающие скважины (r_{o =} а),м; G_см - масса смеси прореагировавшегоV_n объема воздуха, состоящим в основном из азота и паров воды, кг; с_см — удельная теплоемкость смеси, кДж/(кг * К); - плотность смеси, кг/м'; с_пл — удельной теплоемкость смеси в пластовых усло­виях, кДж/(кг * К); — плотность смеси в пластовых условиях, кг/м³;G_n- масса воздуха объемом V_п , кг
G_п=V_п1,293, (4.42)
Масса (в кг) смеси азота и паров воды
(4.43)
где - плотность азота, кг/м³ ( = 1,36); - отношение объема воды к объему нагнетаемого воздуха ( = 2 * 10^-3); - плотность воды, кг/м³; y - коэффициент использования воздуха (y=0,9); n — отношение в коксовом остатке водорода к углероду (n = 1,2); s_в — водоносыщенность пласта.

Для предварительных расчетов плотность смеси можно принять р_см = 0,93 кг/м³, а удельную теплоемкость смеси с_см = 11,23 кДж/(кг * К) . В пластовых условиях указанные параметры могут быть приняты ровными: р_пл = 4,95 кг/м³, с_пл = 253 кДж/(кг * К).

Для оценки площади (в м²) выжженной зоны S_г можно восполь­зоваться следующими зависимостями: при r_фп 50 м
S_г=160r_фп,
при r_фп > 50 м
S_г =8000 + 348 (r_фп-50).
Объем выжженной зоны
V_г=S_гa_hh. (4.44)
Суммарное количество воздуха V, необходимое для выжигания этого объема
(4.45)
Время (в сут), затрачиваемое на выжигание данного объема пласта.
(4.46)
Объем извлекаемой из пласта нефти
(4.47)

Расход воздуха на извлечение 1м³ нефти
(4.48)
Средний дебит (в м³/сут) одной добывающей скважины
(4.49)
Задача. Рассчитать процесс внутрипластового горения на пяти­точечном элементе при следующих условиях: пористость терригенного пластаm = 0,31; толщина пластаh = 5,55 м; пластовая температура Т_пп = 303 K; плотность пластовой нефти р_нп = 960 кг/м³; плотность воды р_в = 1100 кг/м³; нефтенасыщенность пласта s_н = 0,76; водонасыщенность пластаs_в= 0,24; расстояние от нагнетательной до добываю­щих скважин а = 300 м; забойное давление в добывающих скважинах р_забд = 10 МПа; забойное давление в нагнетательной скважине р_забн = 21 МПа; радиус нагнетательной и добывающих скважин r_с = 0,075 м; проницаемость пласта для воздухаk = 0,35 * 10^-12 м²; вязкость воз­духа в пластовых условиях = 1,8 * 10^-5 Па * с; расход топлива g= 27,4 кг/м³; удельный расход окислителя v’_окс = 14,7м³/кг.

Принять радиус фронта горения в конце первого периода r_ф = 50 м; коэффициент охвата пласта по толщине a_h = 0,9, коэффи­циент нефтеотдачи на участках, не охваченных горением, = 0,3.

Решение. Рассчитываем по (4.29) объем воздуха для выжигания 1 м³ пласта:
V' = 27,4 * 14,7 = 402,8 м³/м³.
Предельный темп закачки воздуха

Вычисляем скорость продвижения фронта горения по (4.31):

По рис. 13 определяем для h_э = 5 м w_фmin = 0,019 м/сут.

Условие (4.32) выполняется: w_ф = 0,145 > w_фmin = 0,057, поэтому принятую величину r_ф = 50 оставляем без изменения.

По (4.34) вычисляем:


По рисунку15 определяем a_s = 0,6.
Вычисляем коэффициент s₁ по (4.36): s₁ = 27,4/(960 * 0,31) = 0,092.

По формуле (4.37) вычисляем коэффициентs₂: s₂— 0,092 * 1,47 * 1,257/41,9 = 0,04.

Коэффициент нефтеотдачи в выжженной зоне

Коэффициент нефтеотдачи всего элемента:
= 0,9 * 0,6 * 0,826 + 0,3 (1 - 0,9 * 0,6) = 0,584
Длительность первого периода рассчитываем по формуле (4.39) =50/0,145 = 345 сут.

Потребное количество воздуха за этот периодV_n = 9,14 * 10 * 345/2 = 15,77 * 10⁶ м³.

По формуле (4.42) G_n = 15,77 * 10⁶ * 1,293 = 20,39 * 10⁶ кг.

Масса смеси азота и паров воды

Рассчитываем по (4.41) радиус фронта горения к моменту про­рыва оторочки в добывающие скважины:

Площадь выжженной зоны рассчитываем по (4.29): s_г = 8000 + 348(99,4-50) = 25191,2м².

Объем выжженной зоныV_г = 25191,2 * 0,9 * 5,55 = 125830 м³.

Суммарное количество воздуха для выжигания этого объема
V = 402,8 * 125830/0,9 = 5,631 * 10⁷ м³.
ОЛ:/4/,ДЛ:/2

Практическая работа №8