Забойное давление в нефтяной фонтанной скважине.

Общим обязательным условием для работы любой фонтанирующей скважины будет следующее основное равенство: Р_с = Р_г+ Р_тр+ Р_у, где Р_с - давление на забое скважины; Р_г, Р_тр, Р_у - гидростатическое давление столба жидкости в скважине, рассчитанное по вертикали, потери давления на трение в НКТ и противодавление на устье. Различают два вида фонтанирования скважин: фонтанирование жидкости, не содержащей пузырьков газа, - артезианское фонтанирование; фонтанирование жидкости, содержащей пузырьки газа.При артезианском фонтанировании забойное давление должно быть достаточно высоким.При фонтанировании за счет энергии газа плотность столба ГЖС в фонтанных трубах мала, поэтому гидростатическое давление столба такой смеси будет меньше. Следовательно, и для фонтанирования скважины потребуется меньшее забойное давление. В зоне, где Р < Р_нас, из нефти выделяется газ. Таким образом, нефть при фонтанировании разгазируется в результате выделения из нее растворенного газа, перехода его в свободное состояние и образования ГЖС с плотностью, существенно меньшей плотности чистой нефти. В описанном случае фонтанирование будет происходить при давлении на забое скважины, превышающем давление насыщения (Р_с > Р_нас), и газ будет выделяться на некоторой высоте в НКТ. Возможен другой случай, когда фонтанирование происходит при давлении на забое скважины ниже давления насыщения (Р_с < Р_нас). При этом на забой скважины вместе с нефтью поступает свободный газ, к которому, по мере подъема нефти по НКТ, добавляются дополнительные порции свободного газа, выделяющегося из нефти при снижении давления. Объем свободного газа также увеличивается за счет его расширения. В результате газонасыщенность потока возрастает, а его плотность соответственно снижается. Очевидно, давление на забое фонтанной скважины в любом случае будет равно Р_с=Р_б+Р, где Р_б - давление у башмака НКТ при фонтанировании скважины с постоянным дебитом, Р = (Н - L)·ρ·g - гидростатическое давление столба жидкости между башмаком и забоем высотой Н - L, где Н - глубина скважины, L - длина НКТ; ρ - средняя плотность жидкости в этом интервале.

С другой стороны, то же давление на забое Р_с может быть определено через уровень жидкости в межтрубном пространстве Рс=Р1+Р2, где Р₁ = hρg - гидростатическое давление столба жидкости в межтрубном пространстве; Р₂ = Р_з + ΔР - давление газа, находящегося в межтрубном пространстве, на уровень жидкости, Р_з - давление газа в межтрубном пространстве на устье скважины; ΔР - гидростатическое давление столба газа от уровня до устья.

Очевидно, ΔР=(Н-h) ρ_гg, где ρ_г - средняя плотность газа в межтрубном пространстве.

Исходные данные для расчета: Lскв.,Lн,Dнкт,Dк,Ру,Рзатр.,rзатр,rнкт,rзаб.,z,DР,Т,Кпр; Рзаб.=Рур+rж.зат.*g*(Lнас-Ндин)+rж.заб*g*(Lскв-Ннас)-rж.заб*{l/2Dк}*(Lскв-Hдин)*V^2, гдегде l - коэф гидравлического сопротивления, определяется: при ламинарном течении (Re<2320), по формуле Стокса: l=64/Re; при тубрулентном течении по формуле Блазиуса: , , где u - линейная скорость потока ГЖС, кот. определяется: . Рур.=Р_ЗАТР+Р_гЗАТР.= Р_ЗАТР*e^S