Способ эксплуатации газоконденсатной или газонефтяной скважины Советский патент 1987 года по МПК E21B43/00 

1

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено на фонтанных малоде- битных газоконденсатных или газонефтяных 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 или газонефтяной скважины; на фиг.2 схема эксплуатации газлифтной скважины при дефиците рабочего агента.

Способ реализуют следующим образом.

На выкидной линии 1 скважины ус- тановливают автоматический клапан- отсекатель 2 и Соединяют с пультом 3 управления, с помощью которого осуществляют управление работой клапана отсекателя в режиме зад анных периода к амплитуды в зависимости от динамических характеристик скважин, определяемых такими параметрами, как , структура течения газожидкостной смеси, ее скорость и расходное газосодержание, а также разница давления в пласте и на забое скважины ( ДР - - ) . При получении сигнала пульта управления на закрытие клапан отсекатель осуществляет относительно медленное (во избежание гидравлического удара) перекрытие газожидкостного потока на выкидной линии. В это время в скважине происходит выравнивание пластового и забойного давлений до заданной величины, а также изменение форм движения газожидкостного потока и его структуры (образуются жидкостные пробки в виде поршней большей величины, чем при постоянном отборе), что, в свою очередь, способствует лучшему выносу жидкости из скважины в момент воздействия волны разрежения. Затем кла пан-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 вьшо- сят на поверхность. Появление пульса613102

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 ам10 плитуда находится в определенной зависимости от скорости течения смеси, ее структуры и расходного газосодержания. Распространение волн разрежения в газожидкостной смеси сопровож)р дается фазовыми превращениями (газ выделяется из жидкости), способствующими возникновению значительных перепадов давления, существенно превосходящих по величине абсолютное

2Q гидростатическое давление. Для образования такой амплитуды пульсаций, которая соответствует максимальному выносу жидкости с забоя скважин, следует определить период перекры25 тия выкидного шлейфа, который будет для каждой скважины разным и определяется по формуле (1):

lid H Рр-Т„ 0,81 30 Т Л-.(1,-Р,.Т,р. Z 5

А ЬРдел 0-е

(О (2)

период, с;

амплитуда давления, МПа; внутренний диаметр скважины, м; высота скважины, м;

0

- -Z 0,81 5 Рдеп

Р - Р - Пи Заб

рабочее давление в скважине, МПа;

абсолютная температура. К; дебит скважины в нормальных условиях, м /ч; абсолютное давление, МПа; средняя температура смеси, К;

коэффициент сверхсжимаемости;

эмпирический коэффициент, учитывающий наличие жидкости в скважине;

величина депрессии на пласт, МПа;

с

- критерий Фруда смеси;

со -0-цРо Тср Z d Pp-To

- скорость движения газожидкостного потока, м/с;

f 9,81 - ускорение свободного па- дения, м/с .

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

Физический смысл формулы (О, 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, Б 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 газожидкостной смеси в НКТ,

Как показывают исследования, для чисел РГр 4, т,е, в области кольцевого течения газожидкостной смеси, требуемая амплитуда волны разрежения близка к ЛРдеп Рр, - Р меньших значениях скорости газа (Рг,д « 4), когда структура потока пробковая, эта величина возрастает.

Следовательно, для реализации способа необходимым условием является создание такой амплитуды давления А, которая будет превьшать общие потери давления в скважине, состоящие из потерь на трение Д и гравитационных потерь, обусловленных Наличием в скважине стодба жидкости и газа лРгр , но величина амплитуды не может быть большей существующей в скважине депрессии

U Рдео 5 А и д РТР

Рдеп , т.е,

Тр т &, ,

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 вьщерживать время перекрытия ствола скважины больше расчетного.

5

61310

то величина амплитуды все равно не превысит Pдen суммарное время простоя скважины будет весьма большим, что, в свою очередь, уменьшат ее производительность и тем самым не позволит достигнуть цели изобретения.

Пример, Последовательность 10 операций следующая:

1.По номограмме определяют производительность скважины О.н - 2,25 м /с,

2.Из геолого-технического отчета берут данные:

15 высота скважины Н 3015 м;

диаметр - эксплуатационной колонны d 0,114 м;

температура скважины t 15 С; коэффициент сверхсжимаемости 20 Z 0,8;

давление на устье скважины Р,,,. 5,0 МПа;

давление на забое скважины , 9,2 МПа;

25 давление в пЛасте скважины 14,3 МПа,

3.Рассчитывают рабочее давление в скважине:

р - 2

+ РНСТ 7

МПа,

5

0

4,Рассчитывают среднюю температуру в скважине:

Т t + 273 К 288 К,

5,Определяют величину депрессии на пласте:

Рде. РПП - РэаБ 5,1 МПа,

6,Определяют скорость газожидкостного потока:

TCP-Z

п- -т:

Р

2,71 м/с.

5

си:

0

Определяют критерий Фруда сме 6,57,

- . 8, Рассчитьшают по формуле (1)

время перекрытия скважины: Т d H-Pp TO 0,81

4 QH Po

Tcp-Z

901,3 с

5

или 15,03 мин,

9, Рассчитьгеают по формуле (2) амплитуду управляющего воздействия на пласт:

- А &Р,

д,еп

.--гд Рг-см л

(1-е ) 5,08 МПа.

При снижении давления на устье в скважине до величины, равной дав5136

лению в коллекторе (5,0 МПа), кла- пан-отсекатель перекрывает проходное сечение выкидной линии скважины. В результате этой операции происходит повьппение забойного устьевого давления до величины 14,3 и 10,8 соответственно.

После достижения указанного дав-;; ления клапан-отсекатель открывает проходное сечение НКТ, и жидкостная пробка, находясь под градиентом давления 5,08 МПа, 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.

Формула изобретения Способ эксплуатации газоконденсат- ной или газонефтяной скважины, включающий периодическое перекрытие га- зожидкостного потока в выкидной линии с помощью клапана отсекателя и бормирование волн разрежения в стволе скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности скважины и удлинения срока ее фонтанной эксплуатации, период перекрытия газожидкостного потока и амплитуду волн разрежения в стволе скважины определяют из выражений -J

.г

Р

/гм. енвс

1310

ird Н-Рр-То-0,81 Рн Ро-Тер Z 1

).

0

5

где Т - период, с;

А - амплитуда,МПа; d - внутренний диаметр скважины , м i Н - высота скважины, м;

-рабочее давление в скважине, МПа;

Тд - абсолютная температура. К; Qy - дебит скважины в нормальных условия, м /ч;

-абсолютное давление, МПа;

Р

Т

Р

0

5

- средняя температура смеси, К;

Z - коэффициент сверхсжимаемости;

0,81 - эмпирический коэффициент, учитывающий наличие жидкости в скважине;

йРдеп Р„. - Р - величина депрессии на

За Б

пласт, МПа;

йЭ

Fr -- - критерий Фруда смеси; 0 8а

40 -р . Т -Z W в скорость газожидкостг л О Q I л/

ного потока, м/с; g 9,81 - ускорение свободного паде- . ния, м/с . Г -n-J

Щ

VjKeNM

л

; txt3

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

7П

Й

rf. H.rt

,

ipuy.1

Редактор А. Ворович

Составитель В. Борискина

Техред А.Кравчук Корректор С. Черни

Заказ 6204/36Тираж 533Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгороду ул. Проектная, 4