Выбор диаметра фонтанных труб

При фонтанной эксплуатации подъем газожидкостной смеси от забоя до устья скважины осуществляется по колонне насосно-ком-прессорных (подъемных) труб, спускаемых в скважину заранее, перед ее освоением.

Обычно в фонтанные скважины спускают трубы одного диаметра, чаще всего с/_у = 60, 73 или 89 мм или же колонну составляют из комбинаций труб диаметром 114 и 89 мм, 114 и 73 мм, 89 и 73 мм, 89 и 60 мм.

При фонтанировании через подъемные трубы значительно умень­шаются потери напора от скольжения газа, наиболее рационально расходуется его энергия.

Из рассмотрения кривых зависимости потерь напора от диаметра труб при постоянном расходе жидкости (см. рис. 51) следует, что чем меньше диаметр труб, тем больше потери на трение, и, наобо­рот, чем больше диаметр, тем больше потери на скольжение.

При постоянном расходе жидкости 1,6 л/с и газа 15 л/с мини­мальные потери происходят при движении смеси по трубе с й_у = = 73 мм. Отсюда можно сделать вывод, что для любого расхода жидкости и газа можно подобрать такой диаметр труб, при котором потери будут минимальными.

При фонтанировании через трубы пластовому газу приходится газировать меньшее количество нефти; следовательно, плотность газожидкостной смеси резко снижается. Поэтому фонтанирование может происходить при меньшем пластовом давлении.

Применение фонтанных труб в скважинах, выделяющих песок, предотвращает образование песчаных пробок на забое, так как вследствие больших скоростей движения жидкости в трубах улуч­шаются условия выноса на поверхность песка, попадающего в сква­жину из пласта вместе с нефтью.

При необходимости заглушить скважину в случае повреждения или нарушения плотности соединений устьевого оборудования про-

ведение этих работ намного облегчается при наличии в скважине фонтанных труб.

Подбор фонтанного подъемника заключается в определении его длины и диаметра.

В целях создания оптимальных условий движения смеси от забоя до устья и лучшего выноса песка с забоя при эксплуатации пластов, представленных рыхлыми песками, подъемные трубы необходимо спускать до забоя. На практике трубы спускают обычно до верхних отверстий фильтра из опасения, что они могут быть разъедены песком, поступающим из пласта.

Если породы продуктивного пласта устойчивы и газ начинает выделяться в стволе скважины, то спуск подъемных труб можно ограничить глубиной, на которой давление равно давлению насы­щения нефти газом.

Чтобы фонтанирование скважины продолжалось возможно дольше очевидно, необходимо в конечный период фонтанирования, когда нет избытка энергии, создать условия работы подъемника при наи­меньших потерях энергии, т. е. условия режима (?_от.

Исходя из этих предпосылок, диаметр подъемника можно опре­делить по формуле (105), решив это уравнение относительно диа­метра. Тогда

(119)

Если полученный размер подъемника не совпадает со стандарт­ным, берут ближайший стандартный размер или применяют ступен­чатую колонну, состоящую из труб двух диаметров: внизу — мень­шего и вверху — большего. В этом случае длины составных частей колонны можно определить из уравнения

(120)

где 1₂ — длина верхней части колонны труб большего диаметра; Ь — общая длина подъемника; А — диаметр труб, полученный по расчету; Л_г — ближайший меньший стандартный диаметр труб (нижней ступени); Й₂ — ближайший больший стандартный диа­метр труб (верхней ступени).

Хотя ступенчатые подъемники и более совершенны, их эксплуа­тация в большинстве случаев связана с рядом трудностей.

Так, например, при освоении скважины поршневанием или при удалении парафина со стенок труб скребками применение ступен­чатых колонн неудобно, а иногда и невозможно. Поэтому ступен­чатые колонны получили весьма ограниченное распространение.

После определения диаметра подъемника проверяют его макси­мальную пропускную способность по формуле (104). Если полу­ченный по расчету дебит окажется меньше запроектированного дебита в начальный период фонтанирования, то необходимо определить

диаметр подъемных труб для начальных условий фонтанирования на режиме (?_макс.

В этом случае диаметр труб определяется из формулы (104) и будет равен

(121)

Подъемник полученного по формуле (121) размера не будет работать с максимальным к. п. д. в конце фонтанирования, поэтому фонтанирование прекратится несколько ранее, чем при соответ­ствующем размере подъемника.

Прежде чем окончательно принять полученный по расчету раз­мер подъемника, необходимо проверить возможность спуска его в скважину с эксплуатационной колонной данного диаметра.

В условиях эксплуатации скважины, в которой не исключена возможность образования песчаной пробки и прихвата подъемных труб, максимальный диаметр спускаемых в скважину труб в нижней части не должен превосходить:

в колонне.0 = 146 мм................ й_у=73 мм