Способ эксплуатации системы газлифтных скважин

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к эксплуатации газлифтных скважин (С) в условиях ограниченного ресурса рабочего реагента (РА)0 Цель - повышение эффективности эксплуатации за счет повышения точности выбора оптимальных режимов эксплуатации. Для этого на существующих режимах произвольно перераспределяют газ из одной группы С в другую, По каждой С, участвующей в процессе оптимизации, регистрируют изменения дебита нефти &0 и расхода ДУ РА„ Затем для каждой i-й С на каждом k-ом оптимальном режиме находят отношения изменений дебита несЬти к изменению расходов РА и его среднее значение„ На каждом последующем режиме эксплуатации изменяют величину расхода газа для каждой С по выведенной математической зависимости. Для С, имеющих значение отношений Д Q jjj/iVj больше среднего значения этого отношения, производят увеличение расхода РА, а по С, где значение Д О k/UVifc меньше среднего, производится уменьшение расхода РА„ После одновременного изменения расхода РА по всем С на расчетную величину определяются новые изменения дебитов, значения отношений дебита к расходу газа и их средних значений и изменение расхода газа на новом этапе для каждой i-й С„ (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Е 21 В 47/ 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4388772/03 (22) 09..03.88 (46) 23.02.91. Бюл. ¹ 7 (71) Научно-исследовательский проектный институт "НижневартовскНИПИнефть" (72) В.А,Леонов, Б.А.Ермолов и Н.Ф.Мишалов (53) 622.241(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1091618, кл. Е 21 В 43/00, 1982. (54) СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМЫ

ГАЗЛИФТНЫХ CKBANHH (57) Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к эксплуатации газлифтных скважин (С) в условиях ограниченного ресурса рабочего реагента (РА). Цель — повы.шение эффективности эксплуатации за счет повышения точности выбора оптимальных режимов эксплуатации. Для этого на существующих режимах произвольно перераспределяют газ из одной группы С в другую. По каждой С, Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к области эксплуатации газлифтных скважин в условиях ограниченного ресурса рабочего агента.

Целью изобретения является повышение эффективности эксплуатации системы газлифтных скважин за счет повышения точности выбора оптимальных режимов эксплуатации.

Способ осуществляют следующим образом.

В первоначальный момент, когда все рассматриваемые скважины уже экс2 участвующей в процессе оптимизации, регистрируют изменения дебита нефти

Q0 и расхода ДЧ PA. Затем для каждой -й С на каждом 1с-ом оптимальном режиме находят отношения изменений дебита нефти к изменению расходов PA

Д,

1629520

45

50 го отношения для оптимизируемых скваЬо жин — > и,- v

После этого новое Ос+1)-е изменение расхода рабочего агента для каждой скважины с целью их эксплуатации в более рациональных режимах определяется по формуле

И

V0 (hg>g 1 -;ЛЯ к

"(")- -2- П„- ЬЧ„ где i — номер скважины;

n — - количество газлифтных скважин, 15 работающих на оптимальных ре- жимах;

k — номер этапа процесса оптимизации;

V0 - общий Ресурс рабочего агента; тп — параметр, определяющий скорость сходимости метода;

>Q к и 6Ч,<- соответственно изменение дебита нефти и расхода газа для каждой i-й скважины на каждом k-м оптимальном режиме эксплуатации.

Таким образом для скважин, имеющих значение - - — больше среднего 0 (hV значения этого отношения для оптимизируемых скважин, производят увеличение расхода рабочего агента, а по, скважинам, имеющим Hà k-и этапе значение — — — меньше среднего, производитhQlg

ЛЧа ся уменьшение расхода рабочего агента.

Суммарное значение полученных изменений расходов рабочего агента равно нулю:

v0 " ;к " 1 " ag;»

=О.

Таким образом, производится перераспределение рабочего агента из скважин с меньшими отношениями изменений дебита нефти к изменению расхода рабочего агента в скважины с большими .отношениями этих величин.

При отрицательнбм знаке ДЧ (gpss) расход рабочего агента уменьшается на (k+1)-ом этапе для i-й скважины на данную величину, а при положи- 55 тельном — увеличивается.

После одновременного изменения расхода рабочего агента по всем скважинам на расчетную величину определяются новые изменения дебитов нефти ДЯ,, значения - — и —, ЬЧ, n),bv, а также изменение расхода газа ЬЧ," на новом этапе для каждой i-й скважины.

Этот процесс повторяется до тех пор, пока не достигается с определенной точностью равенство отношений изменений дебитов нефти к расходам газа по всем оптимизируемым скважинам.

Из физических соображений подъема газожидкостных смесей в вертикальных подъемниках можно сделать предположение, что функции Q,=Q;(V;) возрастающие, вогнутые с непрерывной второй производной.

Пусть даны и вогнутых функций

О (V), где i=1,п, имеющих непрерывные 4 производные, и пусть Ч; О, Если

Q (V,)=Е, (Ч,)=.. ° =Q (vÄ) =Е., - д.

И функция 0 =; (, (Ч;) достигает свое-!

ro максимума при заданном ресурсе

И газа V = v . о

Задают всем Ч„приращение gv, так, И что, » ЬЧ =О. Функцию О; (Ч) раскла(=1 дывают в ряд Тейлора в окрестности точки V, :

1 И 2

Q, (V Ч ) Q (V )+Q;(;)K —, Q; Ч ...

И И И () = Я; (V + V ) = .Е.О," (Ч, ) +,фЯ; (Ч, ) Ю; +

О ю 1 3=(l

1 ю 2

+ -ХЕ. (Ч,)ь Ч+.. ° Q +Е,ЕУ—

gq,(v )/д ю;=q,- —;, =(о,(ч;ф у, r(2 1 Р аГ2 т.е. любое изменение аргументов V, приводит к уменьшению функции О = о

И Q (V ), т. e. Q достигает своего (t максимума в точке с равными производными.

МФ

Пусть точка оптимума V =(V<, V,;... V„) . Формулируют вспомогательные свойства: под моментом времени с

5 1629520 номером k понимают момент k-го перераспределения газа, шаг с номером k длится от момента k до момента (k+3)

Принимают, что: (2n-2)Ьк+Ак Ак ,Ъ З «ь

5 . и п (2) Д0)»к

° t .а )

bV»»x

h =Макс-hn,; к.— QV

»=»,»»

»1„= МИИ

Ьу; (3) и

Ац=h„-q

Сходимость алгоритма предлагаеМОГО спОсОба к Оптимуму устанавлива ется следую»ш»м утверждением.

По любому А > 0 найдется такое натуральное m, что при любом m> m алгоритма при достаточно больших k

20 справедливо неравенство А ».(А.

Фиксируют прбизвольное А. Пусть

Ак

О(= -- . Выбирают достаточно большое п

m так, что при использовании в ал2 горитме параметра ш=ш для всякого

i и любого k величина - -, в течение

Ъ одного шага соответствовала условию

Ь О» к»» д».) к

30 (>Viк » ДЧ к

Маа)) Ля к < (I») V > а)1.„, (, у,= К.

ЬО

Следовательно

Отсюда следует (с учетом оценки (1), в которой Р 00 что на участках вне

Величина к имеет следующий смысл.

F.сли то в i-ю скважину в момент k добавляется газ, т.е. Ь Ч»(„,»,)>0.

Если

ha к -. — — -(ДЧ с то Ь р((з„.) ао. Олеловатеоьно(з)(а((ц)(, h(7. »з вогнутости функций Q (У, ) следует, что в соседние моменты (k-1) a k

Аналогично из соотношения следует, что

ЬЯ» к»A ЬО»к Ч (к+»1 Ч к

Пусть для некоторого номера j

«gg»к ф

Полагают, что о) АЯАз

Оценивая ДЧ („»1 через Р получают

Va Щ

ЬУ1(з() и 2а((ж\т и УЫ) или АЧ)(Ст)з) п 2»ъ1 I (1)

Оценивают через А k разность 12- в и < --qg. Для определенности считают, 60 ц Ьо к что hg- =г и qk= - -, получая. а.Ч» k bV»» y, -)ь h — — ((1-(()h (q j?

АО< 1г

DV„k n P

1 An«bO k

- (в- + -в-- + п ДЧ»к

hO»)x 1 — -" — «) -(Ьк+(и-1) 1к)-q

bVnx u

hx+(n»1)gk-llgx hx-g»( и и

Кроме того, считают, чтоПредполагают, что при зафиксированном А и выбранном m приведенное утверждение неверно. Это означает, что существует бесконечная подпоследовательность k1) моментов k такаяр что А >А, р=1,2,.

В силу оценок (2) и (Э) получают kp Fi ð-o(>

По выбору числа m получают, что если в некоторый момент k

1629520

Формула изобретения

Способ эксплуатации системы газлифтных сквалыги, включающий изменеСоставитель Г.Маслова

Техред Л.Сердюкова КоРРектоР Т.Палий

P едак тор И. Дер бак

Заказ 420 Тираж 365 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101

tel ЬОЖ области П при k+ k величина - - /Uter убывает с ростом k (допустимы участки постоянства), причем ее уменьшение вне П за достаточно большое время оценивается величиной, пропорциональной промежутку времени с константой, не зависящей от длины промежутка.

Такое свойство влечет за собой анало- 10 гичное свойство убывания для .кривой

Ь на участках вне области П. Поскольку кривые Ь и 1, рассматрива-. ются на бесконечном справа промежутке времени и обязаны лежать в полосе, ограниченной снизу числом g то отмеченное свойство убывания h g на участ-. ках вне П несовместимо с предположением.

Преимуществом предлагаемого спосо- 20 ба является увеличение суммарной добычи нефти системы газлифтных скважин при ограниченном ресурсе рабочего агента за счет того, что производят перераспределения Рабочего агента из скважин с меньшими отношениями изменения дебита к изменению расхода рабочего агента в скважины с боль" шими значениями этих величин. При этом, получая новую информацию, определяют эффективные (оптимальные) режимы (расход рабочего агента) газлифтных скважин.

Предлагаемый способ повышает точность и автоматизапию процесса оптимизации. ние расхода газа и определение дебита для каждой скважины и одновременное перераспределение расхода газа при заданном суммарном его ресурсе в системе газлифтных скважин из скважины с меньшими значениями отношений изменения дебита к изменению расхода газа в скважины с большими значениями этих отношений до достижения равенства этих отношений, о т л и " ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности эксплуатации за счет повышения точности выбора оптимальных режимов эксплуатации, на каждом последующем режиме эксплуатации, изменяют величину Ч1(1,„ ) рас= хода rasa для каждой скважины по формуле

Ut,6®ê 1 -: К4 Ч1

ФИ ) п2" ЬЧ, к и, hU;g где U — суммарный ресурс газа по

8 всей системе газлифтных скважин;

n - количество газлифтных скважин, работающих на оптимальных режимах

m — параметр, определяющий скорость сходимости метода; — номер скважины; — номер этапа процесса оптимизации

У

5Q k ,и Ч 1, — соответственнб изменение

1 дебита нефти и расхода газа для каждой i-й скважины на каждом k-м оптимальном режиме. эксплуатации,, а суммарное изменение расхода газа по всем скважинам принимают равным нулю,