Способ эксплуатации системы газлифтных скважин Советский патент 1993 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к нефтегазодо- бывающей промышленности, в частности к области газлифтной добычи нефти и может быть применено для оптимизации работы системы газлифтных скважин, без замера дебитов жидкости.

Цель изобретения - повышение эффективности работы газлифта при неопределенности дебитов скважин.

Ожидаемый эффект от использования способа заключается в увеличении добычи нефти и (или) снижении расхода закачиваемого газа на единицу добычи нефти при ограниченном объеме компримированного газа.

Указанная цель достигается тем, что дополнительно измеряют значение и изменение забойного давления или (и) динамического уровня во всех скважинах системы, получают для них зависимости забойного давления или (и) динамического уровня от расхода закачиваемого газа, рассчитывают изменение дебита жидкости и определяют технологический режим работы каждой скважины из соотношения:

00

о о о о

Vr

А|К|(1

V. + У Bi/2AI В.„ ,..

-.Ыов1))А1к.(1-в0б,)-.-тд;

У,+2Ј/2А|

&

Affl 5 Ki(1 Вой) 2 1 АГ G - ВовО 2 Ai

. ПриНд-f (V)

затем устанавливают их на скважинах, измеряют изменение забойного давления или (и) динамического уровня и по ним корректируют зависимости забойного давления или (и) динамического уровня от расхода закачиваемого газа, до достижения равенства фактического и расчетного изменения забойного давления или (и) динамического уровня для каждой скважины в системе, где технологический расход для 1-й скважины системы, м /сут;

V0 - ограниченный объем компримиро- ванного газа, м3/сут;

Кг - коэффициент продуктивности 1-й скважины, м /сут МПа;

Воб.1 обводненность 1-й скважины, Д.ед.;

АЦ.-01 и А |, В | - аппроксимирующие коэффициенты для 1-й кривой зависимости забойного давления или (и) динамического уровня от расхода закачиваемого газа;

Си р i - ускорение свободного паде- ния.и плотность жидкости на участке от динамического уровня до забоя 1-й скважины (размерность р G - МПа/м);

РЭ - забойное давление для 1-й газлифт- ной скважины, МПа;

Нд - динамические уровни для 1-й газ- лифтной скважины, м.

Зависимости забойного давления или динамические уровни от расхода закачиваемого газа для газлифтных скважин можно описывать в виде математической зависимости полинома второй степени:

P3l A|Vzi + BiVi + Ci

1

V 0; Ai 0; Bi 0; Ci 0 или

Рз1 Ргж1+Я 0 dHi;

dHi HC|- HAi.

НД| - + + С

-Ai/ , -Bi//9i C i Hd--(Ci - РгжО/ p i G

где Ргж1 давление газа на контакте его с уровнем жидкости, МПа;

dHi - расстояние от динамического уровня жидкости (Нд) до забоя 1-й скважине (Не), м.

Для получения формулы (1) зависимость (2) или (3) ставят в уравнение притока жидкости из пласта в скважину:

QI/(1-Воб.О Ki (). (4) где QI - дебит нефти 1-й скважины, м /сут;

Pni - пластовое давление в зоне отбора 1-й скважины, МПа.

Из решения уравнения (2) или (3) и (4) получают

QI-- -л г - . U .

Kl (1 - Boe.i) Рш -, + В№ + Ci. при Р, - ((V).

K|(1-Bo(U)Pni-Pr i- p.GHc + p,G(AVVe;i V,)lnpKH,- t(V)

Дифференцируя уравнение (5) получится

1CKi(1-Bi)(-2AiVi-Bi).nPHP,-f(V). 13 Е„|- Ю|ЛМ К|(1-В |) р, G ( + В i), при Ид - f(V).

где Eoi - коэффициент, характеризующий эффективность использования комприми- рованного газа, м3/м3.

Из уровня (6) определяется технологический расход газа для каждой 1-й скважины из системы:

.ы1 + Ц .При р..,(у).

30

Eoi/Kipi-00-8.6.1)1-В

2 А,

при Hfl-f(V).

Максимальная добыча нефти при ограниченном объеме компримированного газа 2 Vi Vo по системе скважин достигается 35 при условии:

Ео - (dQ/dV)1 (dQ/dV)2 ... (dQ/dV)n, (8)

где n - количество оптимизируемых газлиф- 40 тных скважин.

Тогда при условии (8) формула (7) для системы скважин будет иметь следующий вид:

45

Vi; {-Ео 2 1/l2AiM1-Bo6.i)l)- 2 (Bi/2Ai).приРа-М

Ео S /PA -pi G-K 1-Bo6i)- S (). приНА- (V)

50 Ео.

У + S (Bi/г А,)

Ј 1/2А| -Ki-О -Воб.|) Уо+2(вГ/2А|)

|ПриР,-«М,

2l 1/2A |-/ -G-Ki ( 1 - BoSi)

, при Нд - f(V) (10)

Подставив значение Е0 в формулу (7) получается формула (1).

Процесс оптимизации осуществляется в следующей последовательности:

1. Замеряют значения расхода газа Vi, обводненности Воб.к рабочего давления газа Ppi, устьевого давления газожидкостной смеси РУ|, забойного давления P3i или (и) динамического уровня НД| (глубинным манометром, эхолотом и пр.) для всех газлиф- тных скважин, оптимизируемой системы.

2. Перераспределяют несколько раз (не менее двух раз) ограниченный объем комп- римированного газа (суммарного расхода) по системе скважин, путем увеличения расхода газа на одних скважинах и уменьшения на других, при этом каждый раз замеряют значения параметров Vi, Ppi, P3i или (и) НД| и изменение этих параметров на каждой скважине, т.е. dVi, dPpi. dPy, dP3i или(.

3. Получают зависимости Рэ f (V) или (и) Нд f(V) для каждой 1-й скважины из системы путем нахождения коэффициентов AI, Bi, Ci (или А |, В i, С i), например методом наименьших квадратов.

4. Определяют коэффициент продуктивности для каждой скважины:

- задают в диапазоне Qrain Q Qmax дебит жидкости Qj dQQ -1), где j - порядковый номер заданного изменения дебита жидкости;

- рассчитывают для каждого QJ забойное давление Рз| при замеренных Vi, Pyi, Bo6.j. используя известные уравнения, описывающие функциональную зависимость

Qi f(P3i, Vi, Pyi, Вобл. Нс. Hp. П, Хл), (11)

где Hp - глубина ввода газа в подьемник;

П - физико-химические свойства пластового флюида;

Хл- технические характеристики колонны лифта;

- строят расчетную кривую зависимости Рз f(Q), и на основе определяют йзме- нения дебита Офь соответствующего замеренному P3i;

- находят изменение дебита жидкости dQфi;

- вычисляют коэффициент продуктивности для каждой 1-й скважины по формуле

К (1/п) Ј (dQф|/dPзi)k ,(12)

k 1

Рз Ргж + /Oi G dHfti,

(13)

где п - количество режимов.

5. Определяют технологический режим Vi работы каждой скважины по формуле (1).

6. Рассчитывают изменение забойного давления или (и) динамического уровня, соответствующего изменению расхода газа, при переходе с j - 1-го на j-й режим для

каждой 1-й скважины, используя зависи- мость (2) или (3):

(dP3l)p A, V2 - V2(j -1) Bi V2j - V20 - 1), (14)

.

7. Устанавливают найденный Vi на скважинах и измеряют значение и изменение забойного давления (йРз)ф или (и) динамического уровня (dHfl)4 для каждой 1-й скважины если расчетные и фактические изменения забойного давления или (и) динамического уровня совпадут для каждой 1-й скважины в системе, то режим для всей системы-считается оптимальным (достигается

максимальная добыча нефти), в противном случае, т.е. если эти значения по каким-либо скважинам не совпадут, то для них зависи- . мости (2) или (и) (3) корректируются по последнему замеру забойного давления или (и)

динамического уровня, а затем повторяют процесс оптимизации..

Расчет оптимального технологического . расхода по 3-м скважинам приводится ниже.

В таблице показаны параметры работы скважины.

Определение режимов:

30

V0 2) Vt 15Tbtc. м3/сут; i i

2 Bi/2Ai -(4.24/2 0.32) - (3/2 0.206) - -(1.08/2 0.043) -26.464;

осБ (1 - Bo6.i) .32 15(1 - - 0.65)} + (1 .206 70 (1 - 0.25)3} + {1 .043 20(1 -0.67)} 4.2175

Vi (15 - 26.464)/(1.68 4.2175) + 4.24/0.65 5.005 тыс.м3/сут; лпV2 (15 - 26.464)/(10.815 4.2175) + . 3/0.412 7.03 тыс.м3/сут;

Vs - (15 - 26.464)/(0.284 4.2175) + 1.08/0.086 - 2.928 тыс.м3/сут;

Vi - Vi + V2 + Va 5.005 + 7.03 +

2.028 15тыс.м3/сут.

Формула изобретения Способ эксплуатации системы газлифтных скважин, включающий периодическое измерение устьевого давления газожидкостной смеси, рабочего давления закачиваемого газа и обводненности продукции каждой скважины, определение коэффициента их продуктивности, технологических режимов работы скважин и установление последних на скважинах до достижения максимальной добычи по системе скважин, отличающийся тем. что, с целью

повышения эффективности работы газлифта при неопределенности дебитов скважин, дополнительно измеряют значение и изменение забойного давления или (и) динамического уровня во всех скважинах системы, получают для них зависимости забойного давления или (и) динамического уровня от расхода закачиваемого газа, рассчитывает изменение дебита жидкости и определяют технологический режим работы каждой скважины из соотношения

npnP.-fJV)

Vr

В|1C

AT pi G К,(1 - йл) Z I/A./ G К,(1 - В,,) ПрИНя М

затем устанавливают их на скважинах, измеряют изменение забойного давления или (и) динамического уровня и по ним коррек- тируют зависимости забойного давления или (и) динамического уровня от расхода закачиваемого газа, до достижения равенC

0

ства фактического и расчетного изменения забойного давления или (и) динамического уровня для каждой скважины в системе, где Vi - технологический расход газа для 1-й скважины системы, м /сут;

Vo - ограниченный объем компримиро- ванного газа. м3/сут;

KI - коэффициент продуктивности 1-й скважины, м /сут, МПа;

0 Вобл - обводненность 1-й скважины, Д.ед.;

AI, В), A i , - аппроксимирующие коэффициенты для i-й кривой зависимости забойного давления или (и) динамического уровня от расхода закачиваемого газа;

G и /л - ускорение свободного падения и плотность жидкости на участке от динамического уровня до забоя 1-й скважины (размерность /oi , G - МПа/м),

Рз - забойное давление на 1-й газлифт- ной скважине, МПа,

Нд - динамические уровни для 1-й газ- лифтной скважины, м.

Изобретение позволяет повысить эффективность газлифта при неопределенности дебитов скважин. При реализации Способа эксплуатации системы газлифтных скважин измеряют технологические параметры устьевого давления газожидкостной смеси,рабочего давления закачиваемого газа, обводненности продукции и забойного давления или (и) динамического уровня каждой скважины, перераспределяют ограничение обьема компримированного газа по скважинам (не менее чем в два раза), измеряют значение и изменение забойного давления или (и) динамического уровня во всех скважинах системы, получают для них зависимости забойного давления или (и) динамического уровня от расхода закачиваемого газа, рассчитывают изменение дебита жидкости, определяют коэффициент продуктивности и технологический режим работы каждой скважины в системе, затем устанавливают их на скважинах, вновь измеряют значение и изменение забойного давления или (и) динамического уровня, по ним корректируют зависимости забойного давления или (и) динамического уровня от расхода закачиваемого газа, при этом повторяют операцию до достижения равенства фактического и расчетного изменений забойного давления или (и) динамического уровня для каждой скважины в системе, 1 табл. ел с