3.3 Обоснование безгидратного режима работы скважин

Основными условиями гидратообразования являются:

или + наличие паров воды (3.7)

Одним из самых простых способов проверки условия гидратообразования является графоаналитический. Он состоит в следующем, строится графическая зависимость Т_у и Т_ргу от глубины скважины Х – если линии пересекаются, то в месте точки пересечения и выше неё существует вероятность создания условий для образования гидратов.

Давление по стволу работающей скважины определяется по формуле Адамова:

, (3.8)

, (3.9)

где λ– безразмерный коэффициент гидравлического сопротивления;

D_нкт – диаметр НКТ, м;

Q – дебит скважины при стандартных условиях, тыс.м³/сут.

, (3.10)

, (3.11)

, (3.12)

где Т_х, Р_х – температура и давление газа в стволе работающей скважины на глубине x.

Коэффициент сверхсжимаемости z_cр определяется по формуле Пенга-Робинсона.

, (3.13)

где D_НКТ – диаметр насосно-компрессорных труб, м;

– абсолютная шероховатость труб, м;

Распределение по стволу работающей скважины определяется по формуле:

, (3.14)

где А – термический эквивалент работы скважины, равный 1/427;

, (3.15)

, (3.16)

, (3.17)

, (3.18)

, (3.19)

, (3.20)

где - перепад температуры в пласте при работе скважины, К;

D_i – дифференциальный коэффициент Джоуля-Томсона, К/МПа;

Н_пл – толщина продуктивного пласта, м;

Г – геотермический градиент, К/м;

– радиус контура питания, м;

– радиус скважины, м;

– теплопроводность горных пород, кВт/(м·К);

С_п – объемная теплоемкость пород, кДж/(м³·К);

– время работы скважины после последней остановки, с;

С_Рпл – массовая удельная изобарная теплоемкость газа в пластовых условиях, кДж/(кг·К);

обобщенная функция Джоуля-Томсона.

Для определения глубины гидратообразования воспользуемся графо-аналитическим методом: рассчитаем распределение температуры по стволу скважины и равновесную температуру гидратообразования по формуле:

(3.21)

3.4 Расчет давления и температуры по стволу работающей скважины

С помощью формул (3.8) - (3.20) рассчитаем распределение давления и температуры при следующих исходных данных(таблица 3.1).

Результаты расчета приведены в таблицах 3.2– 3.4 и рисунках 3.1 – 3.3.

На рисунках 3.1-3.3 показаны результаты графоаналитического расчета безгидратного режима работы трех разнодебитных скважин.

Анализируя результаты расчета можно сделать следующее заключение:

• Скважины №№ 517, 526, 8002 работают в безгидратном режиме;

Таблица 3.1 - Расчет давления и температуры по стволу скважины

Исходные данные для расчета	Скважина
	517	526	8002
Относительная плотность пластовой смеси	0,651	0,651	0,651
Расчетная глубина скважины, м	1696,5	1753	1674,5
Пластовая температура, К	305	305	305
Дебит скважины, тыс.м^3/сут.	50	90	60
Диаметр НКТ, м	0,076	0,076	0,076
Абсолютная шероховатость НКТ, м	0,0001	0,0001	0,0001
Геотермический градиент, К/м	0,017	0,017	0,017
Радиус контура питания, м	500	500	500
Радиус скважины, м	0,1	0,1	0,1
Толщина продуктивного пласта, м	322	322	338
Теплопроводность пород, кВт/м·К	0,001667	0,001667	0,001667
Объемная теплоемкость, кДж/м^3·К	2800	2800	2800
Время с момента посл.остановки скв., с	31104000	31104000	19872000
Пластовое давлении, МПа	3,12	3,11	3,34
Коэффициент фильтрационного сопротивления А, МПа^2^·сут./тыс.м^3	0,064207	0,018732	0,066104
Коэффициент фильтрационного сопротивления В, (МПа·сут./тыс.м^3)^2	0,000068	0,0000206	0,0000703
Коэффициент «Понамарева»	15,03	15,03	15,03
Псевдокритическое давление, МПа	4,65	4,65	4,65
Псевдокритическая температура, К	203,4	203,4	203,4

Таблица 3.2 – Расчет давления и температуры по стволу скважины № 517

Таблица 3.3 – Расчет давления и температуры по стволу скважины № 526

Таблица 3.4 – Расчет давления и температуры по стволу скважины № 8002

Рисунок 3.1 – Результаты расчета безгидратного режима работы скважины № 517

Рисунок 3.2 – Результаты расчета безгидратного режима работы скважины № 526

Рисунок 3.3 – Результаты расчета безгидратного режима работы скважины № 8002