Забойное давление в нефтяной фонтанной скважине

Общим обязательным условием для работы любой фонтанирующей скважины будет следующее основное равенство: Рс = Ргидр+ Ртрения+ Ру

где Рс - давление на забое скважины; Рг, Ртр, Ру - гидростатическое давление столба жидкости в скважине, рассчитанное по вертикали, потери давления на трение в НКТ и противодавление на устье, соответственно.

Различают два вида фонтанирования скважин:

§ фонтанирование жидкости, не содержащей пузырьков газа, - артезианское фонтанирование;

§  фонтанирование жидкости, содержащей пузырьки газа, облегчающего фонтанирование, -  наиб. распрост способ фонтанирования – фонтанирование за счет энергии газа.

При артезианском фонтанировании в фонтанных трубах движется негазированная жидкость (нефть), поэтому, чтобы преодолеть гидростатическое давление столба такой жидкости, забойное давление должно быть достаточно высоким.

При фонтанировании за счет энергии газа плотность столба ГЖС в фонтанных трубах мала, поэтому гидростатическое давление столба такой смеси будет меньше. Следовательно, и для фонтанирования скважины потребуется меньшее забойное давление. При движении жидкости по НКТ от забоя к устью давление уменьшается, и на некоторой высоте оно становится равным давлению насыщения Рнас, а выше - ниже давления насыщения. В зоне, где Р < Рнас, из нефти выделяется газ, причем этого газа становится тем больше, чем меньше давление, т. е. чем больше разница давлений ΔР = Рнас - Р. Таким образом, нефть при фонтанировании разгазируется в результате выделения из нее растворенного газа, перехода его в свободное состояние и образования ГЖС с плотностью, существенно меньшей плотности чистой нефти.

Возможен другой случай, когда фонтанирование происходит при давлении на забое скважины ниже давления насыщения (Рс < Рнас). При этом на забой скважины вместе с нефтью поступает свободный газ, к которому, по мере подъема нефти по НКТ, добавляются дополнительные порции свободного Г, выделяющегося из нефти при снижении давления.

Очевидно, давление на забое фонтанной скважины в любом случае будет равно Рс=Рбаш+Р

где Рб - давление у башмака НКТ при фонтанировании скважины с постоянным дебитом, Р = (Н - L)·ρ·g - гидростатическое давление столба жидкости между башмаком и забоем высотой Н - L, где Н - глубина сква-жины, L - длина НКТ; ρ - средняя плотность жидкости в этом интервале.

С другой стороны, то же давление на забое Рс может быть определено через уровень жидкости в межтрубном пространстве Рс=Р1+Р2

где Р1 = hρg - гидростатическое давление столба жидкости в межтрубном пространстве; Р2 = Рз + ΔР - давление газа, находящегося в межтрубном пространстве, на уровень жидкости, Рз - давление газа в межтрубном пространстве на устье скважины; ΔР - гидростатическое давление столба газа от уровня до устья.

Очевидно, ΔР=(Н-h) ρгg, где ρг - средняя плотность газа в межтрубном пространстве.

Исходные данные для расчета: Lскв.,Lн,Dнкт,Dк,Ру,Рзатр.,rзатр,rнкт,rзаб.,z,DР,Т,Кпр; Рзаб.=Рур+rж.зат.*g*(Lнас-Ндин)+rж.заб*g*(Lскв-Ннас)-rж.заб*{l/2Dк}*(Lскв-Hдин)*V^2, где где l - коэф гидравлического сопротивления, определяется: при ламинарном течении (Re<2320), по формуле Стокса: l=64/Re; при тубрулентном течении по формуле Блазиуса: , , где u - линейная скорость потока ГЖС, кот. определяется: . Рур.=РЗАТР+РгЗАТР.= РЗАТР*e^S