Способ эксплуатации системы газлифтных скважин Советский патент 1991 года по МПК E21B47/10 

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 эксплуатации0

Способ осуществляют следующим образом

В первоначальный момент, когда все рассматриваемые скважины уже эксплуатируются газлифтным способом, на существующих режимах произвольно одновременно перераспределяют газ из одной группы скважин е другую При этом по каждой скважине, участвующей в процессе оптимизации, регистрируются изменения дебита нефти Д О и изменения расхода рабочего агентаА V0

Затем для каждой i-й скважины находятся отношения изменений дебита нефти к изменению расходов рабочего агента, а также среднее значение этоQ1

ьэ

го отношения для оптимизируемых скв1 4- АП;

ЖИН - Г-3- .

п .- jQV;

1 1

После это/о новое (k+1)-e изменение расхода рабочего агента для каждой скважины с целью их эксплуатации в более рациональных режимах определяется по формуле

AV .

UVKM

где I - номер скважины;

скважинам на расчетную величину определяются новые изменения дебитов

с нефти AQj , значения

91-и .,

AV-

а также изменение расхода газа UV,1 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 скважи

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

- количество газлифтных скважин, нам.

работающих на оптимальных режимах;

- номер этапа процесса оптимизации;

Из ма га ных п полож 20 возра второ

общий ресурс рабочего агента;

параметр, определяющий скорость сходимости метода; - соответственно изменение

дебита нефти и расхода газа для каждой i-й скважины на каждом k-м оптимальном режиме эксплуатации. образом для скважин, имеюШ.

ение

М к

больше среднего

значения этого отношения для оптимизируемых скважин, производят увеличение расхода рабочего агента, а по j скважинам, имеющим на k-м этапе значе-

49it

ние

4V;/r

меньше среднего,производится уменьшение расхода рабочего агент ч Суммарное значение полученных изменений расходов рабочего агента равно нулю:

4:лу -(4- &LJL 4 1 4-AQi5.b

gpbvf .„Z..)

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 отрицательном знаке &V ((к-м) расход рабочего агента уменьшается на (k-M)-oM этапе для i-й скважины на данную величину, а при положительном - увеличивается.,

После одновременного изменения расхода рабочего агента по всем

Из физических соображений подъема газожидкостных смесей в вертикальных подъемниках можно сделать предположение, что функции (V ) возрастающие, вогнутые с непрерывной второй производнойо

Пусть вогнутых функций ), где ,п, имеющих непрерывные производные, и пусть VJ&0, Если Q(Vt))«e.. q;,(Vy,)E0, тогда

И функция ( L.Q5 (V1) достигает свое30

го максимума при заданном ресурсе

h

газа V.

u

Задают всем V приращение &V; так,

К

что &V; 0. Функцию Q (V) раскла- (дьшают в ряд Тейлора в окрестности точки V, :

Q;(V;+AV;)Q;(V; )+Q;(V;)&V;+ | Q AZV;+.,

(v;+uV;)-2:Q;(v;)+s:Q; (v(-)uv,-+

i I1 - t

45 + (V;)u2V;+...«:Q0+E0i:AV;- |± /Q;(V;) 1 fa fa $ .

приводит к уменьшению функции О

т0е. любое изменение аргументов Vf

И

И

xjTQ;(V), т„е. Q достигает своего

максимума в точке с равными производными .v Ј

Пусть точка оптимума V (V, V2,...Vn). Формулируют вспомогательные свойства: под моментом времени с

51629520

номером k понимают момент k-ro перераспределения газа, шаг с номером k длитгя от момента k до момента (k+t) Принимают, что:

..

; ,,-Mwgfi,

Величина Vv имеет следующий смысл„

Если

№ 7fk

то в i-ю скважину в момент k добавляется газ, т.е,, A VvK4fl Oo

Если

4iiJ

AVJkH

Av;k

то AVj/k+4« 0. Следовательноfj ejq jh o чз вогнутости функций Q(V{) следует, что в соседние моменты (k-1) и k

u-9ib,

AV.4 l

uQi fk4i) / AQU

pQ .«..«.«« ™

AV( AVik

AV.-K

Аналогично из соотношения

ugu , У

UV;K 7 к едует, что

A&ilKii . 4ak AV;IK H V, K

Пусть для некоторого номера j

42ib feUVjK 4k Полагают, что

jak

fivj

П

Оценивая UVj(k4( через р, получают

-iFk -и AV.(M.SO. AV; k

U9 b

АУГ

(t)

UV След

Оценивают через Аь разность nk .-q. Для определенности считают,

. llOtk AOjtk

h fv7k и qk uv«k поаУчая: Ьк-Г, t - nU vl

+ ..

...$ .

)hk+AK Ак

п п

(2)

V а , 1 (&& + AQ« + + н qK nuVfK uv2k Avn/

.-ч.builszIlsiZDaj

nn

AA

n

(3)

Сходимость алгоритма предлагаемого способа к оптимуму устанавливается следующим утверждением.

По любому А 0 найдется такое натуральное пГ, что при любом m m алгоритма при достаточно больших k справедливо неравенство .

Фиксируют произвольное А. Пусть

.й

Выбирают достаточно большое

m так, что при использовании в алгоритме параметра -(ля всякого

1 Л2:

1 и любого k величина в течение

Av ,

одного шага соответствовала условию AQi Mi AQlK

п

Кроме того, считают, что

/ K+I f )с / п

Предполагают, что при зафиксированном А и выбранном m приведенное утверждение неверно Это означает, что существует бесконечная подпоследовательность kp моментов k, такая, что , ,2,....

В силу оценок (2) и (3) получают

firp-ЧкрЬЛ

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

AV; k

U9 bh + (v

AV; k

Jlli.

UV., f k Следовательно

42iЈtL &i|

AV;K+, AV;K

+ ..

Отсюда следует (с учетом оценки (1), в которой {3 00 что на участках вне

области П при k k величина

AQil AVjfc

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 аналогичное свойство убывания для кривой h-ь на участках вне области П0 Поскольку кривые h и рассматриваются на бесконечном справа промежутке времени и обязаны лежать в полосе, ограниченной снизу числом J1, то отмеченное свойство убывания h на участках вне П несовместимо с предположением

Преш-гуществом предлагаемого спосо 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 большими значениями этих величин При этом, получая новую информацию, определяют эффективные (оптимальные) режимы (расход рабочего агента) газлифтных скважин.

Предлагаемый способ повышает точ- носто и автоматизацию процесса оптимизации

Формула изобретения

Способ эксплуатации системы газ- лифтных скважин, включающий измене

. Q

0

0

5

0

5

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, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности эксплуатации за счет повышения точности выбора оптимальных режимов эксплуатации, на каждом последующем режиме эксплуатации, изменяют величину & У;/., л ра хода газа для каждой скважины по формуле

А у . . l4- .49ib

) nfrrkV.V где V/, - суммарный ресурс газа по

всей системе газлифтных скважин;

п - количество газлифтных скважин, работающих на оптимальных режимах;.

m - параметр, определяющий скорость сходимости метода,

i - номер скважины;

fe - номер этапа процесса оптимизации;

&Qik ,и V- - соответственно изменение

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

нзглю.