Мінімальний вибійний тиск фонтанування свердловини

Мінімальний вибійний тиск фонтанування - це найменший тиск, при якому ще можливе фонтанування. Він визначається із умов фонтанування.

Стосовно до артезіанського фонтанування для його визначення вибійний тиск представляють із рівняння припливу рідини у свердловину (рівняння індикаторної лінії). Наприклад, із параболічного рівняння припливу = маємо

(10.3)

тоді записуємо умову (10.1) у вигляді рівності

(10.4)

або у функціональному вигляді з врахуванням залежності від Q M(Q) = , де Q — об'ємний дебіт свердловини, м³/с; —, коефіцієнт пропорціональності (коефіцієнт продуктивності свердловини при п= 1), м³/(с·Па^п); п — показник режиму фільтрації (1 0,5); —пластовий тиск, Па. Втрати тиску на гідравлічне тертя визначаються за формулою Дарсі-Вейсбаха з врахуванням діаметра і довжини труб, по яких рухається рідина у свердловині. Тиск тут і далі визначається із умови нафтогазозбору на промислі.

Розв'язуючи останню рівність методом послідовних наближень (ітерацій) або графоаналітичним методом (рис. 10.3, а), знаходимо дебіт Q і за формулою (10.3) мінімальний вибійний тиск фонтанування Із рис. 10.3. а видно, що фонтанування можливе при Найбільший дебіт при артезіанському фонтануванні може бути при ,

Для визначення мінімального вибійного тиску при газліфтному фонтануванні з умови фонтанування розраховуємо довжину підйомних труб за формулою

(10.5)

де = — діаметр підйомних труб, м.

Якщо одержуємо , то мінімальний вибійний тиск газліфтного фонтанування (другий тип свердловини)

(10.6)

Рис. 10.3. Графічна інтерпретація умов артезіанского (а)

і газліфтного (б) фонтанування (штриховкою показані

області можливого фонтанування)

Якщо одержуємо L > Н, то маємо свердловину третього типу. Тоді приймаємо , а мінімальний вибійний тиск визначаємо із трансцендентного рівняння графоаналітичним методом (рис. 10.3, б):

(10.7)

Підкреслимо, що в силу нерозривності потоку тривале фонтанування можливе за умови узгодженої спільної роботи пласта і підйомника, тобто за умови рівності витрат рідини, яка припливає із пласта і яка піднімається у стовбурі свердловини : = =Q

Рис. 10.4. Графік спільної роботи пласта і підйомника при газліфтному фонтануванні

Спільна їх робота узгоджується через що видно при ар-тезіанському фонтануванні з рівняння (10.1). Графік спільної роботи пласта і фонтанної свердловини при газліфтному фонтануванні показано на рис. 10.4. Точки перетину ліній і характеризують спільну узгоджену роботу пласта і підйомника; у решті випадків має місце неузгоджена робота

або Причому точці Н відповідає нестійка робота, оскільки найменші коливання приводять до зриву фонтанування (точка 3) або переходу роботи в точку С - точку стійкої спільної узгодженої роботи пласта і підйомника. Це легко зрозуміти, пов'язавши зміну зі зміною рівня рідини у свердловині, наприклад, для

свердловини другого типу (при > нагромаджується рідина у свердловині та зростає а при < — навпаки зменшується ). Тривале газліфтне фонтанування можливе тільки при одному цілком визначеному тискові За зміни -точка С буде переміщатися вздовж індикаторної лінії , а при деякому їх співвідношенні криві і можуть не перетинатися, тоді фонтанування не відбуватиметься (можливі положення кривої ліфтування на рис. 10.4 показані пунктирною лінією).

При зниженні вибійного тиску нижче фонтанування зривається, а отже на момент зриву фонтанування дебіт > 0 (цей дебіт відповідає ).