Расчет дебита скважины оборудованной электроцентробежным насосом

Цель работы: изучить способ вычисления дебита, установившегося в добывающей скважине исходя из установленного насоса ЭЦН, диаметра насосно-компрессорных труб, гидродинамических параметров пласта.

Для того чтобы найти дебит скважины Q необходимо решить уравнение следующего вида

,

где P_пл – пластовое давление (давление на контуре дренирования), МПа;

P_н.с. – давление в системе нефтесбора, МПа;

H – глубина скважины, м;

L – глубина спуска ЭЦН (от устья), м ;

l – высота ЭЦН, м;

Dz_КОЛ=rg(H–L–l) – геометрический перепад давления на участке от забоя до приема ЭЦН, МПа;

Dz_ЭЦН=rgl – геометрический перепад давления на высоту ЭЦН;

Dz_НКТ=rgL – геометрический перепад давления в НКТ;

f_ДЗП(Q) – гидравлическая характеристика дренируемой зоны пласта (ДЗП) – индикаторная линия;

f_КОЛ(Q) – гидравлическая характеристика колонны на участке от забоя до приема ЭЦН;

f_НКТ(Q) – гидравлическая характеристика насосно-компрессорных труб на выше ЭЦН;

f_ЭЦН(Q) – гидравлическая рабочая характеристика ЭЦН, кривая которой отражена относительно оси расходов;

f_шт(Q) – гидравлическая характеристика штуцера.

Гидравлические характеристики типа f(q) описывают взаимосвязь между перепадом давления и установившимся расходом для отдельных элементов скважины: .

Для упрощения расчета предположим для f_КОЛ(q), f_НКТ(q), f_шт(q)

,

где B_КОЛ – условный коэффициент сопротивления участка колонны от забоя до приема ЭЦН, ;

B_НКТ – условный коэффициент сопротивления НКТ, ;

B_шт – условный коэффициент сопротивления штуцера, .

Данные коэффициенты могут быть получены путем поиска Dp_НКТ, Dp_КОЛ, Dp_шт, для какого-либо расхода q (см. контрольную работу 2, 4), например q=500 м³/сут, затем условные коэффициенты сопротивления

т.е. для нашего примера

,

где Dp_НКТ, Dp_КОЛ, Dp_шт – найденные перепады давления для q=500 м³/сут в МПа.

Для нахождения Dp_НКТ, Dp_КОЛ, Dp_шт требуются следующие величины.

D_КОЛ – внутренний диаметр колонны, м;

D_НКТ – внутренний диаметр насосно-компрессорных труб, м;

D_НКТ – абсолютная шероховатость насосно-компрессорных труб, м;

D_КОЛ – абсолютная шероховатость колонны, м;

l₀ – длина керамической вставки штуцера, м;

D₁, D₂ – присоединительные диаметры штуцера, м;

Гидравлическая характеристика f_ДЗП(q) (иначе называется индикаторной линией) для линейного закона фильтрации может быть определена по следующей формуле

,

где K – коэффициент продуктивности, ;

Коэффициент K может быть определен для радиального притока из формулы Дюпюи

,

где R_др – радиус контура дренирования, м;

k – коэффициент проницаемости пласта, м²;

h – эффективная толщина пласта, м;

S_ф – скин-фактор;

m – динамическая вязкость, Па×с;

– радиус скважины, м.

Отсюда , причем [K]= .

Гидравлическая рабочая характеристик ЭЦН представляется заводом-изготовителем и может быть представлена

,

где

Подставив функции гидравлических характеристик в первое уравнение имеем

Контрольная работа № 7