Предупреждение гидратообразования в системах сбора и промысловой подготовки скважинной продукции на примере Ямбургского месторождения
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
ежиме.
Рис. 5.2
Для остановленной скважины, вычисления проводятся немного по другому.
Для определения давления в простаивающей газовой скважине воспользуемся формулой барометрического нивелирования Лапласа - Бабине:
Рz = РУ еS , (5.12)
Где Рz - давление на глубине х, МПа;
РУ - устьевое давление в остановленной скважине, МПа;
е = 2,7183 - основание натурального логарифма;
S = , (5.13)
здесь - относительная плотность газа по воздуху (rг - плотность газа, кг/м3, r в - плотность воздуха, кг/м3);
Н - глубина скважины, м.;
Тср - средняя температура по стволу скважины, К;
, (5.14)
где Тz - температура на глубине х скважины, К;
Ту - температура на устье скважины, К;ср - коэффициент сжимаемости газа при средних значениях температуры и давления в скважине;
Среднее давление в остановившейся скважине находим по выражению:
. (5.15)
Зависимость коэффициента сжимаемости газа zср от давления Рср принимаем в следующем виде:
, (5.16)
гдеРср - среднее давление в скважине, МПа.
Значение еS может быть определено раiетным методом по формуле (5.13).
Раiеты выполняются методом итераций в следующей последовательности:
по формуле (5.14) вычисляем среднюю температуру в скважине Тср;
полагаем, что Рz=Рz'=Ру;
по формуле (5.15) вычисляем среднее давление Рср в скважине;
по формуле (5.16) вычисляем среднее значение коэффициента cжимаемости zср;
по формуле (5.13) вычисляем соответственно S или еS;
по формуле (5.12) определяем искомое значение давления Рz".
По завершении раiетов проверяем неравенство вида:
| Рz ' - Рz''| ?0,05. (5.17)
Если неравенство (5.17) выполняется, то раiеты по определению забойного давления в остановленной скважине iитаются завершенными.
В случае невыполнения неравенства (5.17), по формуле (5.15) вычисляем новое значение Рср, подставим в неё вместо Рz '', затем по формуле (5.16) вычисляем новое значение zср, далее по формуле (5.13) вычисляем соответственно S или еS, и затем по формуле (5.12) вычисляем Рz". Проверяем опять неравенство вида
|Рz' - Рz'"| ? 0,05
и так далее. Раiет iитается завершенным в случае выполнения неравенства
|Рzi-1 - Рzi| ? 0,05,
Где i - номер итерации.
программа представлена в приложении А.
Результат работы программы представлен в приложении А.
График зависимостей Тz(Рz) и Тg(Pz) остановленной скважины в начальный период эксплуатации (пластовое давление Ру=11,73 МПа, а средний дебит скважины q=1280 тыс.м3/сут) представлены внизу.
Рис. 5.3
Точка пересечения кривых зависимости Тz(Рz) (кривая 1) и Тg(Рz) (кривая 2) дает максимально возможную глубину гидратообразования (аналогично, как на рис. 5.1). Максимально возможная глубина гидратообразования в начальный период эксплуатации в простаивающей скважине была равна приблизительно 74 метра.
График зависимостей Tz(Pz) и Tg(Pz) в современный период в остановленной скважине (Рис. 5.4) представлен ниже. Как видно из графика кривые не пересекаются, а значит, в настоящее время скважины могут простаивать в безгидратном режиме.
Рис. 5.4
Итак, в современный период и работающие и остановленные скважины находятся в безгидратном режиме.
5.2 Гидравлический и тепловой раiет шлейфов
Гидравлический раiет шлейфа выполняется для определения потерь при движении определенного количества газа по трубопроводу, распределения потерь давления по его длине.
Тепловой раiет шлейфа производится с целью оценки распределения температуры по его длине и определения места возможного образования гидратов.
Конечное давление в шлейфе при известном начальном давлении определяется так:
PК = , (5.18)
где Рн - давление газа в начале газопровода, МПа; ? - коэффициент гидравлического сопротивления газопровода; ТСР - средняя температура в газопроводе, К; - длина газопровода, км; ? - относительная плотность газа в нормальных условиях и определяется по уравнению:
? = = , (5.19)
где ?Г, ?В - плотность газа и воздуха соответственно; МГ - молекулярная масса газа; 29 - молекулярная масса воздуха.
Коэффициент гидравлического сопротивления ? зависит от режима движения газа. В промысловых газопроводах режим движения всегда турбулентный. Для такого режима существует несколько формул, определяющих величину ?. Наиболее простая и известная из них эмпирическая формула, предложенная Веймаутом:
? = 0,009407/d3, (5.20)
Среднюю температуру газа на раiетном участке вычисляют по уравнению:
Т = ТОС + , (5.21)
где Т и Ту - температура окружающей среды и на устье скважины соответственно, К; L - длина шлейфа, км; а - параметр Шухова, расiитывают по формуле:
а = , (5.22)
где К - коэффициент теплопередачи от транспортируемого газа окружающей среде, Вт/(мС), для приближенных раiетов принимают К=1,5 Вт/(мС) (в зимний период); С - изобарическая теплоемкость газа, кДж/кг, для приближенных раiетов принимают СР=2,177-2,2 кДж/кг; dН - наружный диаметр шлейфа, мм.
При известном значении РК - давление на заданном участке шлейфа определяют по формуле:
РХ = , (5.23)
где x - расстояние от начала до раiетной точки шлейфа, км.
Температура газа на заданном участке шлейфа может определяться по уравнению:
= ТОС + (ТУ - ТОС)е-аL - Di, (5.24)
где Di - эффект Джоуля-Томпсона, то есть сниже