2015-08-13
4347
Подъем жидкости и газа от забоя скважины на поверхность составляет основное содержание процесса эксплуатации скважин. Этот процесс может происходить как за счет природной энергии РРП поступающих к забою скважины жидкости и газа, так и за счет вводимой в скважину энергии с поверхности УУИ.
Газожидкостная смесь, проходя у устья скважины через специальное устьевое оборудование, направляется в сепараторы (отделители жидкости от газа) и замерные приспособления, затем поступает в промысловые трубопроводы. Для обеспечения движения смеси в промысловых трубопроводах на устье скважины поддерживается то или иное противодавление.
На основании изложенного можно составить следующий энергетический баланс:
|
(86)
где И7! — энергия, затраченная на подъем жидкости и газа с забоя до устья скважины; И^ — энергия, расходуемая газожидкостной смесью при движении через устьевое оборудование; №3 — энергия, уносимая струей жидкости и газа за пределы устья скважины.
Если подъем смеси от забоя на поверхность осуществляется только за счет природной энергии (т. е. 1^и =0), то эксплуатация скважин называется фонтанной. При И^и =(= 0 имеет место механизированная добыча нефти.
|
|
|
Передача энергии №и в скважину достигается различными способами: 1) сжатым газом или воздухом; 2) насосами.
Скважины, в которых применяется первый способ передачи энергии, называются компрессорными; скважины, в которых применяется второй способ, — насосными.
На забое скважины жидкость и газ (пластовый или поданный с поверхности) обладают потенциальной энергией. Количество этой энергии определяется энергией жидкости И^ж и энергией газа №г. Потенциальная энергия 1 т жидкости (в Дж), необходимая для
совершения работы по подъему этой жидкости на высоту Ъ, от забоя скважины, составит
РГЖ = 1000% = 9,81 • 103А. (87)
|
Если выразить высоту подъема жидкости (в м) через забойное давление, то получим
| гДе Рзаб и ро — забойное и атмосферное давления, Па; р — плотность жидкости, кг/м3; § — ускорение свободного падения, м/с2. Тогда |
| (89) |
| Энергия свободного газа Т^2 ПРИ изотермическом процессе его расширения определяется соотношением |
| (90) |
| где (?о — объем газа, поступающего к забою скважины в свободном виде с 1 т жидкости, м3; р0 — атмосферное давление, равное 9,81 х X Ю4 Па. При />за<5 в каждой тонне нефти содержится какое-то количество растворенного газа, который будет выделяться из раствора по мере понижения давления к устью скважины. Этот газ также обладает некоторым запасом энергии, которую обозначим А0. Таким образом, потенциальная энергия (в Дж), которой обладают жидкость и газ на забое скважины, будет равна |
| (91) |
| Эта энергия при эксплуатации не вся используется для подъема жидкости, так как на устье имеется некоторое противодавление ру. Выражение для энергии газожидкостной смеси РРц расходуемой на подъем 1 т жидкости при изменении давления от рза6 до ру, по аналогии с предыдущим имеет вид: |
(88)
|
|
|
(92)
где Аг — энергия газа, выделившегося из нефти при изменении давления от рзаб до ру, Дж.
'Очень часто при эксплуатации фонтанных скважин давление на забое бывает выше давления насыщения. При этом 00 = 0; следовательно, подъем жидкости происходит только за счет энергии жидкости и энергии выделяющегося из раствора газа.
9 Заказ 2145
