Билет 20

16. Средневзвешенная плотность гжс при ее движении в нкт.

Через данное сечение трубы при движении по ней ГЖС проходит некоторое количество газа и жидкости. Можно представить, что все газовые пузырьки занимают в сечении трубы суммарную площадь fг, а жидкость - остающуюся площадь в том же сечении - fж

Расходное газосодержание потока ГЖС определяется как отношение объемного расхода газа V к общему расходу смеси V+q:

. (7.33)

Истинное газосодержание потока ГЖС учитывает скольжение газа и поэтому является отношением площади, занятой газом fг, ко всему сечению трубы f:

. (7.34)

Тогда

17. Понятие расходного и истинного газосодержания в потоке смеси.

Расходное газосодержание потока ГЖС определяется как отношение объемного расхода газа V к общему расходу смеси V+q:

. (7.33)

Истинное газосодержание потока ГЖС учитывает скольжение газа и поэтому является отношением площади, занятой газом fг, ко всему сечению трубы f:

. (7.34)

18. Условия фонтанирования скважин. Минимальные забойные давления фонтанирования

Следуя рассуждениям А. П. Крылова, будем считать, что с каждым 1 м³ нефти на забой поступает Го кубических метров газа, приведенных к нормальным условиям. Растворимостью газа в первом приближении пренебрегаем. Возможная работа этого газа при изотермическом его расширении будет равна

Общее количество энергии, поступающей на забой с каждым кубическим метром нефти будет равно

Поскольку на устье скважины всегда есть некоторое противодавление Р_у, то поток ГЖС, покидая устье, уносит с собой некоторое количество энергии. Количество уносимой энергии можно определить так:

Количество энергии, поступающей из пласта и затраченной в самой скважине в процессе подъема жидкости от забоя до устья, W_п будет равно разности W₁ - W₂, т. е.

Количество энергии, минимально необходимое для фонтанирования, по аналогии, будет равно

Следовательно, фонтанирование возможно, если

. (8.28)

Откуда следует

, (8.29)

т. е. если из пласта поступает газа больше или столько, сколько нужно для подъема 1 м³ жидкости на режиме наивысшего к. и. д., то фонтанирование возможно. На основании экспериментальных исследований и теоретической обработки результатов А. П. Крыловым были получены формулы для определения удельного расхода газа R_max при работе газожидкостного подъемника на режиме максимальной подачи Q_max. Эта формула имеет вид

Из тех же исследований А. П. Крылова следует, что удельный расход газа R_опт при работе газожидкостного подъемника на режиме наибольшего к. п. д. (Q_опт) связан с R_max соотношением

, (8.31)

где относительное погружение

, (8.32)

Подставляя (8.32) и (8.30) в (8.31), получим

С учетом растворимости газа условие фонтанирования теперь запишется так:

или в развернутом виде

Рис. Графоаналитическое решение уравнения при определении минимального давления фонтанирования при разных обводненностях продукции скважин

Глубина начала выделения газа в фонтанных трубах L_нас может быть определена из соотношения, которое перепишем следующим образом

Определив глубину L_нас, на которой должно (по расчету) существовать давление Р_нас, можно определить минимальное давление фонтанирования на забое скважины Р_с, прибавив к давлению Р_нас гидростатическое давление столба жидкости от глубины L_нас до забоя Н,

где ρ - плотность насыщенной газом нефти (жидкости).