Способ эксплуатации газоконденсатной или газонефтяной скважины

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-ти и м.б. использовано на фонтанных малодебитных; газоконденсатных или газонефтяных скважинах. Цель изобретения - повышение производительности скважины и удаление ее фонтанной эксплуатации. Периодически перекрывают газожидкостный поток в выкидной линии с помощью клапана отсекателя. Формируют волны разрежения в стволе скважины. Период перекрытия газожидкостного потока в амплитуду волн разрежения в стволе скважины определяют из выражений Г -г2л|Рг,„ (ird. H-Pp-T O,8l)/(4Q-P,-T,p. Z); А iP АОП Ч1-е ) , где Т период , с; А - амплитуда давления, мПа; d - внутренний диаметр скважины , м; Н - высота, м; Рр - рабочее давление, мПа; Т - абсолютная т-ра, К; О.Ц дебит в нормальных условиях , м /ч; PQ - абсолютное давление, МПа; TCO- средняя т-ра смеси. К; Z - коэффициент сверхсжимаемости; Л Рддр - депрессии на пласт, МПа; РГр, - критерий Фруда смеси. Для реализации давнного способа необходимым условием является создание амплитуды давления А, превьшающей общие потери давления в скважине, 2 ил. (Л со 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

«.ЯУ И61310 цц 4 Е 21 В 43/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4067683/22-03 (22) 03.03.86 (46) 23.12.87. Бюл. Ф 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт природных газов (72) А.И. Гриценко, О.В. Клапчук, А.M. Горянский, Б.M. Коваленко, Н.Н. Галян и А.Н. Клюшин (53) 622.276.5(088.8) (56) Зайцев И.В. и др. Справочное пособие по газлифтному способу эксплуатации скважин. M. Недра, 1984, с. 3-10.

Авторское свидетельство СССР

Р 591582, кл. Е 21 В 43/00, 1972. (54) СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОКОНДЕНСАТНОЙ ИЛИ ГАЗОНЕФТЯНОЙ СКВАЖИНЫ (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей пром-ти и м.б. использовано на фонтанных малодебитных; газоконденсатньп или газонефтяных скважинах. Цель изобретения — повышение производительности скважины и удаление ее фонтанной эксплуатации.

Периодически перекрывают газожидкостный пОтОК в выкиднОЙ линии с пОмОщью клапана отсекателя. формируют волны разрежения в стволе скважины. Период перекрытия газожидкостного потока в амплитуду волн разрежения в стволе скважины определяют из выражений

Т = (7 d H ° Р To 0 81) / (40- Р. Тс 2

-2,2 ГГ,М период, с; А — амплитуда давления, мПа; d — внутренний диаметр скважины, м; Н вЂ” высота, м; Р— рабочее давление, мПа; Т вЂ” абсолютная т-ра, К; 0 — дебит в нормальных условиях, м /ч; Р— абсолютное давление, MPа; Т, — средняя т-ра смеси, К;

Z — коэффициент сверхсжимаемости;

Ь РА „ — депрессии на пласт, ИПа;

Fr „ — критерий Фруда смеси. Для реализации давнного способа необходимым условием является создание амплитуды давления А, превьппающей общие потери давления в скважине, 2 ил.

1 13613

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено на фонтанных малодебитных газоконденсатных или газонеф5 тяных скважинах, а также на скважинах, работающих в режиме периодического газлифта при дефиците рабочего агента(газ), для увеличения их производительности и продлении срока эксплуатации путем образования волн разрежения в газожидкостной смеси.

Цель изобретения — повышение производительности скважины и удлинение срока ее фонтанной эксплуатации.

На фиг. 1 представлена схема способа эксплуатации газоконденсатной

r или газонефтяной скважины; на фиг.2 схема эксплуатации газлифтной скважины при дефиците рабочего агента. 20

Способ реализуют следующим образом.

На выкидной линии 1 скважины установливают автоматический клапанотсекатель 2 и соединяют с пультом 25

3 управления, с помощью которого осуществляют управление работой клапанаотсекателя в режиме заданных периода и амплитуды в зависимости от динамических характеристик скважин, опре- 30 деляемых такими параметрами, как структура течения газожидкостной смеси, ее скорость и расходное газосодержание, а также разница давления в пласте и на забое скважины (4 Р

- = Р - Р }. При получении сигнала пульта управления на закрытие клапанотсекатель осуществляет относительно медленное (во избежание гидравлического удара) перекрытие газожид- 4р костного потока на выкидной линии.

В это время в скважине происходит выравнивание пластового и забойного давлений до заданной величины, а также изменение форм движения газожид- 45 костного потока и его структуры (образуются жидкостные пробки в виде поршней большей величины, чем при постоянном отборе), что, в свою очередь, способствует лучшему выносу 5О жидкости из скважины в момент воздействия волны разрежения. Затем клапан-отсекатель открывается, и это позволяет создавать импульсы давления„ распространяющиеся в виде волн разрежения по длине скважины со скоростью звука, которые увлекают за собой поток газа и жидкости и выносят на поверхность. Появление пульса% el Н Рр Т 0,81 àp т z с1 где Т

cl период, с; амплитуда давления, МПа; внутренний диаметр скважины, м; высота скважины, м", Н

Р

Р„,Н

2 рабочее давление в скважине, МПа; абсолютная температура, К; дебит скважины в нормальных условиях, м /ч; 3 абсолютное давление, ИПа; средняя температура смеси, К; коэффициент сверхсжимаемости; эмпирический коэффициент, учитывающий наличие жидкости в скважине;

Т о

О. н

0,81 Рдеп

=Рщ- Р ; величина депрессии на пласт, МПа; (Fr,„- - критерий Фруда смеси; снg о

10 2 ций давления объясняется чередованием жидкостных и газовых пробок, движущихся с почти одинаковой скоростью, но обладающих различной кинетической энергией вследствие большой. разности в удельном весе, и частота этих пульсаций соответствует чередованию жидкостных и газовых пробок, а амплитуда находится в определенной зависимости от скорости течения смеси, ее структуры и расходного газосодержания. Распространение волн разрежения в газожидкостной смеси сопровождается фазовыми превращениями (газ выделяется из жидкости), способствующими возникновению значительных перепадов давления, существенно превосходящих по величине абсолютное гидростатическое давление. Для образования такой амплитуды пульсаций, которая соответствует максимальному выносу жидкости с забоя скважин, следует определить период перекрытия выкидного шлейфа, который будет для каждой скважины разным и определяется по формуле (1):

136 скорость движения газожидкостного потока, м/с;

9,81 — ускорение свободного падения, м/с

Формулы (1) и (2) получены экспериментальным путем при исследовании влияния амплитуды и частоты волн разрежения на вынос жидкости из скважины.

Физический смысл формулы (1), отображающий величину требуемой периодичности для формирования волны разрежения, заключается в определении времени, в течение которого возрастает величина забойного давления (после перекрытия сечения НКТ) до такой величины, которая бы обеспечила требуемую амплитуду давления, определяемую, в свою очередь, по формуле (2).

Формула (2) заключает в себе величину давления, на которую необходимо изменить забойное давление с целью образования волны разрежения для данной структуры и скорости течения гаэожидкостной смеси в НКТ.

Как показывают исследования, для чисел Fr „ъ 4, т.е. в области кольцевого течения газожидкостной смеси, требуемая амплитуда волны разрежения близка к < Рдеп = Р„„- Р,а при меньших значениях скорости газа (Fr „ а 4), когда структура потока пробковая, эта величина возрастает.

Следовательно, для реализации способа необходимым условием является создание такой амплитуды давления А, которая будет превьппать общие потери давления в скважине, состоящие из потерь на трение Ь Р и гравитационных потерь, обусловленных наличием в скважине столба жидкости и газа аР,, но величина амплитуды не может быть большей существующей в скважине депрессии РА „, т.е. Рдею A - 6 Ртр + 6jPãð

Поэтому, если закрыть скважину на меньший период времени, чем получено расчетным путем по формуле (1), то в скважине не образуется амплитуда . требуемой величины и жидкостная пробка не будет поднята на поверхность.

Если выдерживать время перекрытия ствола скважины больше расчетного, 1310 4 то величина амплитуды все равно не превысит KРде„, а суммарное время простоя скважины будет весьма боль5 шим что в свою очередь, уменьшит

У Э ее производительность и тем самым не позволит достигнуть цели изобретения.

II р и м е р. Последовательность операций следующая.

1. По номограмме определяют производительность скважины Ц„ = 2,25 м /с, 2. Из геолого-технического отчета берут данные:

35 высота скважины Н = 3015 м, диаметр эксплуатационной колонны d = 0,114 м; температура скважины t = 15 0; коэффициент сверхсжимаемости

20 Z=0,8; давление на устье скважины Р„„

5,0 МПа; давление на забое скважины Р

9,2 MIIa, 25 давление в пласте скважины Р„„=

14,3 MIIa.

3. Рассчитывают рабочее давление в скважине:

Г = ИИ . К= 7 1 т

30 1 2

4. Рассчитывают среднюю температуру в скважине:

T= t+273K=288K.

35 5. Определяют величину депрессии на пласте:

6. Определяют скорость газожид4р костного потока: с3 — о — 2,71 м/с.

4q„„P, T„„Z о

7. Определяют критерий Фруда смеси:

45 г

Fr = — = 6,57. см

8. Рассчитывают по формуле (1) время перекрытия скважины:

7 — — 901,3 с

0 7i ФН Pð Т 0,81

1 или 15,03 мин.

9. Рассчитывают по формуле (2) амплитуду управляющего воздействия

55 на пласт:

-г,г4Р;м Рдеп (1 - е ™ ) = 5,08 MIIa.

При снижении давления на устье в скважине до величины, равной дав5 1361310 лению в коллекторе (5,0 МПа), кланан-отсекатель перекрывает проходное сечение выкидной линии скважины.

В результате этой операции происхо5 дит повьппение забойного,и устьевого давления до величины 14,3 и 10,8 соответственно.

После достижения указанного дав= ления клапан-отсекатель открывает 10 проходное сечение НКТ, и жидкостная пробка, находясь под градиентом дав-. ления 5„08 MIIa, выносится волной разрежения на поверхность. При этом общие потери давления в стволе скважины снижаются на величину удаленного столба жидкости. Это приводит при постоянном пластовом давлении к соответствующему увеличению дебита скважины.

Н Ре Т, ° 0 81

Т

А Р () е P e )

Аеь где Т

cl

Н

Р . P

Т о

Q н

P о

Тс

0,81

25 кости в скважине; еп

Р - P - величина депрессии на

06 3Qfi пласт, МПа; 2

Fr = — — критерий Фруда смеси;

30 gd

Т„Z

Ы ="-а †- — — скорость гааоккдкост-. с12Т

Р ного потока, м/с;

g = 9,81 — ускорение свободного падения, м/с

r ге бресе

° а

° °

° ° °

ФЬа 2

Составитель В. Борискина

Техред А. Кравчук Корректор С. Черни

Редактор А. Ворович

Заказ 6204/36

Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ эксплуатации газоконденсатной или газонефтяной скважины, включающий периодическое перекрытие газожицкостного потока в выкидной линии с помощью клапана отсекателя и

Аормирование волн разрежения в стволе скважины, отличающийся тем, что, с целью повьппения производительности скважины и удлинения срока ее фонтанной эксплуатации, период перекрытия газожидкостного потока и амплитуду волн разрежения в стволе скважины определяют из выражений период, с; амплитуда,МПа; внутренний диаметр скважины, м; высота скважины, м; рабочее давление в скважине, МПа; абсолютная температура, К; дебит скважины в нормальЭр ных условия„ м /ч; абсолютное давление, МПа, средняя температура смеси, К; коэффициент сверхсжимаемости; эмпирический коэффициент, учитывающий наличие жид