Способ управления работой газлифтной скважины Советский патент 1990 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к добыче нефти газлифтным способом, и может быть использовано при регулировании и выборе эффективных режимов эксплуатации газлифтных скважин.

Цель изобретения - повышение точности управления работой газлифтной скважины, оборудованной газлифтными клапанами.

На фиг. 1 представлена зависимость устьевого давления от расхода закачиваемого газа; на фиг. 2 - построение и корректировка характеристической кривой скважины при инжекции газа через первьй клапан с учетом ограничения давления газа и взаимодействия с нижележащим клапаном; на

, фиг. 3 - то же, при инжекции газа через второй клапан с учетом ограничения давления газа и взаимодействия с выше лежащим клапаном, на фиг. 4 - характеристическая кривая газлифтной скважины; на фиг. 5 - зависимость показателя эффективности используемого газа от расхода газа.

При реализации способа выполняются операции по четырем этапам.

На первом этдпе производятся промысловые .исследования газлифтной скважины. В ходе исследований не менее, чем на трех установившихся режимах работы сквахины замеряются дебит жидкости (Ож), расход закачиваемого газа (Vr), устьевое давление ГЖП в период замера О ж(Ру), устьевое давел 1

ление газожидкостного потока (ГЖП) при работе скважины через общий кол- л|ектор (Р), рабочее давление закачиваемого газа в период замера Q % (Рг) и давление газа на входе в газомани- фольд (Рг ) Замер Q., Ру, Рг осуществляется только в случае отсутствия достоверных данных по коэффициенту Продуктивности (К п„) или пластовому Давлению (Р пл ) .

На втором этапе по результатам исследований определяется зависимость Р f(Vr) (фиг.1) и рассчитываются

J F

15731434

давление в скважине (р). Определяются максимальные возможные забойпр

и

РПЛ (если эти параметры отсут- .

с твуют) в следующей последовательности: для каждого замеренного режима, спользуя уравнение движения ГЖС газлифтном подъемнике, определяют- Јя давления в ГЖП на уровне газлифт- ных-клапанов (Pni , где j - порядковый номер газлифтного клапана); используя уравнения движения газа в трубах, Определяются давления в газовом по- фоке на уровне газлифтных клапанов (Рг:) по найденным Р nj Р pi и за данным характеристикам газлифтных клапанов проводится анализ работы Газлифтной скважины, в ходе которого Определяется точка или точки инжек- ции газа и рассчитьшается, используя ;фавнения движения газожидкостной 1:меси (ГЖС) на интервале, точка Јвода газа - забой скважины, значе- trae забойного давления (Ppj используя уравнение притока жидкости в скважину (при заданных , где L - номер режима), вычисляется

ные давления при одноточечной инжек- ции газа через каждый клапан ():

5 находятся давления газа на уровне

клапанов Рг, (башмак труб не рассматривается как рабочая точка ввода га- за) при Р г РГЛЛ (расчет ведется по известной барометрической формуле);

10 используя уравнение притока жидкости в скважину и уравнения движения ГЖС на участке: забой скважины - 1-я

MOIICC

точка инжекции, определяются Р j в диапазоне Р ЈИ1 Ј Р РПЛ (Р соответствуют PJ., при которых давления в потоке ГЖС на глубине установки j-ro клапана - Рп: равны Р акс. если для j-й точки инжекции в ука- занном диапазоне решение отсутствует, 20 то принимается равным РПЛ. Для каждой точки инжекции строится характеристическая кривая работы скважины (без учета взаимодействия клапанов и ограничения по давлению газа): 25 в диапазоне Р ИНЈР5 :Р кс после-. довательно с шагом dPj. задаются за- бойные давления (P3j)i ,(i-1) ,где i-порядковый номер за- бойного давления, и по уравнению 30 притока жидкости в скважину определяются соответствующие Qvj Для заданных режимов рассчитываются распределения давлений на интервале: забой скважины - j-я точка инжекции нахо- 35 дятся (Pnj) i, используя уравнение движения ГЖС на интервале: j-я точка инжекции - устье скважины и зависимость Р f(V), определяются для каждого 1-го режима (Vrj) i и нахо- 40 дятся максимальные дебиты жидкости (Q ) минимальные давления в ГЖП на уровне j-x станций инжекции (Р ) и минимальные возможные забойные давления, достигаемые при 45 работе через j-e точки инжекции

и Р

(1Л

К

пр

1 44.i П Ј,

пл

м3/сут-Ша} (1) i(Pti , Ша, (2)

, 1 , К-

где II

АЛ,,

количество замеренных режимов;

изменение дебита жидкости при смене режимов, м3/сут4, изменение забойного давления, соответствующее Q#j, МПа.

.На третьем этапе рассчитывается характеристическая кривая скважины с учетом зависимости Р f(V) и взаимодействия газлифтных клапанов (фиг. 2-4). Расчет ведется в следующей последовательности. Из условия рациональной разработки пласта задается минимальное допустимое забойное

ные давления при одноточечной инжек- ции газа через каждый клапан ():

находятся давления газа на уровне

клапанов Рг, (башмак труб не рассматривается как рабочая точка ввода га- i за) при Р г РГЛЛ (расчет ведется по известной барометрической формуле);

используя уравнение притока жидкости в скважину и уравнения движения ГЖС на участке: забой скважины - 1-я

MOIICC

точка инжекции, определяются Р j в диапазоне Р ЈИ1 Ј Р РПЛ (Р соответствуют PJ., при которых давления в потоке ГЖС на глубине установки j-ro клапана - Рп: равны Р акс. если для j-й точки инжекции в ука- занном диапазоне решение отсутствует, 0 то принимается равным РПЛ. Для каждой точки инжекции строится характеристическая кривая работы скважины (без учета взаимодействия клапанов и ограничения по давлению газа): 5 в диапазоне Р ИНЈР5 :Р кс после-. довательно с шагом dPj. задаются за- бойные давления (P3j)i ,(i-1) ,где i-порядковый номер за- бойного давления, и по уравнению 0 притока жидкости в скважину определяются соответствующие Qvj Для заданных режимов рассчитываются распределения давлений на интервале: забой скважины - j-я точка инжекции нахо- 5 дятся (Pnj) i, используя уравнение движения ГЖС на интервале: j-я точка инжекции - устье скважины и зависимость Р f(V), определяются для каждого 1-го режима (Vrj) i и нахо- 0 дятся максимальные дебиты жидкости (Q ) минимальные давления в ГЖП на уровне j-x станций инжекции (Р ) и минимальные возможные забойные давления, достигаемые при 5 работе через j-e точки инжекции

/т-, МИН ч

(Р .- ; по результатам расчетов в J-, мин-

РТГ , стро0

5

диапазоне Р Ј Р , Ј г , ятся зависимости Р „i fu p, Pnj., f(P),..., Рп, f(Pp, P D ;+1 f (Pp ,.. . , P n« f (P j.) t VrJ f(Pj), Qxj f(Pj), где К - количество точек инжекции (включая v башмак, если нет пакера); две послед ние зависимости характеризуют работу скважины при одноточечном вводе газа через j-ю точку, инжекции (без учета ограничения по давлению газа).

Полученные характеристические кривые работы газлифтной скважины

корректируются с учетом ограничения по давлению закачиваемого газа: используя уравнения, описывающие работу клапана, зависимости V . f(P,) и известные параметры клапанов, находятся для каждой тоики инжекции зависимости Рг. f(P.)j определяютс области забойных давлений, при которых Р г 4 Р и корректируются для этих областей P J; и Рг- . Зависимости f (PJ и Vrj г f (Pi.)

и в . а --

в области Р

мтнн

и

р р

Я КС

3-J

определяют скорректированные характеристические кривые при одноточечном вводе газа через j-ю точку инжекции с учетом ограничения по давлению закачиваемого газа.

Определяется характеристическая кривая работы газлифтной скважины с учетом взаимодействия нижележащих точек инжекции с вышележащими клапанами (для первого клапана характеристическая кривая остается неизменной) используя уравнения движения газа и зависимость Рр. f(P,), определяются для каждого клапана Р r;,i - f(P),..., Р Г1 f(P,), используя полученные зависимости и характеристики вышележащих клапанов, находятся

для каждой точки инжекции в области р

Я Ъ JJ зависимости P0j-i ),..., POI f(Pj) (где Р 0,- , Р,..., Р0, - давления открытия вышележащих клапанов)-, используя найденные зависимости и зависимости

pftj-. f(Pj),.«., РП1 f(pp «ля каждой точки инжекции, определяется область Р, для которой выполняются неравенства Р л j. , Р 0 j.,,..., Р щ Pfl1J для найденной области определяются Р/ЈГ и зависимости и V г от Р, Б скорректированных областях определяют характеристическую кривую скважины с учетом ограничения по давлению газа и взаимодействия нижележащих клапанов с вышележащими. Определяется характеристическая кривая работы газлифтной скважины с учетом взаимодействия клапанов. Для этого полученная выше характеристическая кривая корректируется с учетом взаимодействия j-x точек инжекции с нижележащими точками инжекции (для последнего клапана корректируется лишь при отсутствии пакера в этом случае нижележащей точкой инжекции является башмак труб); используя зависимость Рг: - f(Р) и уравнения движения газа, определяются

я

:

для каждой точки инжекции в области Р3 Р зависимость Р г ui Р используя полученные зависимости и зависимости Р-, -+1 f(P) для каждой точки инжекции определяется область, для которой , - Р ,-f 2 Р г j + i,H находятся для этих областей скорректированные значения

ю р ЈГ : зависимости и

Vri от Pj, в найденных областях определяют характеристическую кривую газлифтной скважины с учетом взаимодействия клапанов (если для j-й точ., ки инжекции Prrj-M Ppj+ во всей

области Pj 4ГР ке, то продав- ка до j+1 клапана при заданных режимах невозможна, для этих клапанов проверяется возможность продавки

20 при более высоких расходах газа, т.е. все расчеты для j-й точки инжекцки повторяются для расходов газа выше, чем расход газа, соответствующий . Если продавка на нижележащий

25 клапан невозможна и в этом случае, то характеристические кривые при работе с нижележащих клапанов исключаются если продавка осуществляется при повышенных расходах газа, то для ) j-й точки инжекции достраивается характеристическая кривая в области повышенных расходов газа.

Определяется рабочая область характеристической кривой с учетом требований, предъявляемых к выбору

35 оптимального режима. Например, если ставится условие возможности автоматического перезапуска скважины, то5

тг мин мин определяются v Г|- , V rj , значения

- V сравниваются с v a V

40 с V P;1 и корректируются граничные значения расхода газа при работе через j-ю точку инжекции: если VM««7V ™ T0. , если V j1 V , то

45 указанные значения являются граничными значениями при работе через j-ю точку. Таким образом, находятся рабочие области характеристической кривой скважины.

50 На четвертом этапе на основе полу- - ченной зависимости 0 f(Vr) определяется режим работы скважины (фиг.5), соответствующий заданному (найденному при оптимизации распреде55 ления газа по газлифтному комплексу) значению параметра эффективности

использования газа Еа -ттт, где QHcl V (дебит нефти . Если Ес обеспечивается

30

на нескольких режимах, то из них ус- т&навливается расход газа, соответ- ctsyionmu максимальному дебиту нефти.

Реализация предлагаемого способа осуществлена для исходных данных, приведенных в табл. 1.

Расчет осуществлен по четырем этапам.

На первом этапе щюведены промыс- исследования скважины. В хрде исследования замерены рабочие пара- митры на трех установившихся режимах. Результаты промыслового исследования газлифтной скважины приведены в . 2.

На втором этапе по результатам исследования построена зависимость Р от Vr (фиг.1) и рассчитаны КПр и РПД. Результаты расчета коэффициента продуктивности и пластового давления газлифтной скважины приведены в табл. 3.

На третьем этапе построена характеристическая кривая скважины с уче- том зависимости Р f(Vr) и взаимодействия клапанов (фиг.2-4).

На четвертом этапе на основе полуденной зависимости Q f(Vr) определен режим работы скважины, соответ-

ствующий заданному значению параметра эффективности использования газа

Ео (фиг-5)Формула изобретения

Способ управления работой газлифтной скважины, включающий измерение дебита жидкости, расхода закачиваемого газа, устьевых давлений газожидкостного потока и закачиваемого газа не менее, чем на трех установившихся режимах работы скважины с подачей продукции в коллектор, определение зависимости дебита жидкости от расхода закачиваемого газа, по которой управляют работой газлифтной скважины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности управления работой газлифтной скважины, оборудованной газлифтными клапанами, устьевые давления и расход закачиваемого газа замеряют при подаче продукции скважины в общий коллектор, определяют зоны взаимовлияния газлифт- ных клапанов, с учетом которых определяют зависимость дебита жидкости от расхода закачиваемого газа.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Цель - повышение точности выбора эффективного режима работы скважины, оборудованной газлифтными клапанами. Измеряют дебит жидкости, расход закачиваемого газа, устьевые давления газожидкостного потока и закачиваемого газа не менее, чем на трех установившихся режимах работы скважины. Причем устьевые давления и расход закачиваемого газа замеряют при подаче продукции скважины в общий коллектор. Определяют зоны взаимовлияния газлифтных клапанов и зависимость дебита жидкости от расхода закачиваемого газа и по ней устанавливают эффективный режим работы скважины. 5 ил., 3 табл.

Таблиц

Таблица 2

9,5 1,0 1215

(j - О 1526 (j - 2)

9,3 1,15 1215

(j - 1)

(Г - 2) 9,0 1,355 1215

(j 1)

Таблица 3

10,6110013,72

Первый клапан 10,8О

(Рг2 . Рп2)

10,3 012,60 108,78 17,207

(Клапан Второй клапан закрыт) 10,62

7,78 9,9

О

(Клапан закрыт)

ns

Pj,Mfftt

us ns

т «5 /Ъ#ло

0 - итрреюяировамаи

afooar рсг&ты аважипи черп lf/гхнш ям/ян

/Ъ,няа

Фиг г

п п

10

,

df

п п к

Ъ,нпа

} (аррпт&Йшвюя оЯ- ялт роботы схважиии «ТО нцжнл кланам

Фие.Ъ

30 W . X Уг,тис.нн /сут