Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою

Розробка нафтогазоконденсатних родовищ у режимі виснаження. Під час розробки газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками у режимі виснаження пластової енергії можуть бути застосовані такі три способи, які відрізняються черговістю видобутку нафти, газу і конденсату: 1) випереджуюча розробка газоконденсатного покладу з наступ ним уведенням в експлуатацію нафтової облямівки; 2) випереджуюча розробка нафтової облямівки з наступним уведенням в експлуатацію газоконденсатного покладу; 3) одночасна розробка нафтової облямівки і газоконденсатного покладу.

Усі перелічені способи характеризуються низькими коефіцієнтами конден-сатовіддачі і нафтовіддачі. Випереджуюча розробка газоконденсатного покладу супроводжується пе­реміщенням нафти в газову зону, розгазуванням нафти і зниженням нафтонасиченості в об­лямівці. Більш раціональною з точки зору повноти видобутку нафти є випереджуюча роз­робка нафтової облямівки. Однак у процесі відбору нафти переважно спостерігається ло­кальне загазування нафтової облямівки, що призводить до зниження повноти використання запасів нафти. В результаті при застосуванні вказаних способів досягаються менші ко­ефіцієнти нафтовіддачі, ніж при розробці нафтових покладів у режимі розчиненого газу.

Найбільший інтерес викликає спосіб одночасної розробки нафтової і газокон-денсатної зон. На практиці застосовується технологічна схема, що грунтується на безперервному ре­гулюванні дебітів нафти і газу пропорційно зниженню пластово-го тиску. Однак вона не за­безпечує рівноваги газонафтового контакту, про що свід-чить досвід розробки газонафтових родовищ. Внаслідок недостатньої надійності регулювання положення межі розділу газу і нафти в процесі розробки покладу відбувається загазування нафтової облямівки або вторг­нення нафти в газову зону.

Вказана мета не досягається і у випадку застосування приконтактного способу експлуа­тації нафтових облямівок малої товщини. Цей спосіб полягає в розміщенні видобувних свер­дловин в один ряд в області межі розділу газу і нафти, підключенні до них нижньої частини газоконденсатної зони та верхньої частини нафтової облямівки і спільному відборі нафти, газу і конденсату. Внаслідок автоколивального характеру переміщення газонафтового кон­такту можливі втрати нафти в газовій зоні, порушення суцільності нафтової облямівки і прориви контурної води у видобувні свердловини.

Одним з варіантів підвищення надійності управління положенням газонафтового контакту при одночасній роздільній розробці нафтової та газоконденсатної зон єдиною сіткою свердловин є ступінчаста зміна дебітів нафти і газу і підтримання їх постійними протягом інтервалу часу, за який газонафтовий контакт не досягне крайніх верхнього або нижнього положень у кожній свердловині. Після цього вибирають нові значення дебітів газу і нафти.

Коефіцієнт нафтовіддачі при розробці нафтогазоконденсатних родовищ у ре-жимі виснаження не перевищує 10 — 15 %, а при товщині оторочки менше 8 м становить 5-8%.

Підвищенню коефіцієнта нафтовіддачі при одночасно-роздільній експлуатації єдиною сіткою свердловин газоконденсатної зони та її нафтової облямівки сприяє запобігання утво­рення конусів газу. Можливими напрямками боротьби зі загазуванням свердловин є ство­рення на межах нафтової і газової зон локальних непроникних екранів, вибір оптимального розміщення інтервалів розкриття пласта і зниження фільтраційних опорів у нафтовій частині родовища

шляхом дії на привибійну зону і створення горизонтальних каналів (тріщин).

У газовій зоні багатьох газоконденсатних родовищ у вигляді рідкої фази міститься зв'язана (розсіяна) нафта. Насиченість продуктивних відкладів зв'язаною нафтою коли­вається в широких межах, помітно збільшуючись у низькопроникних щільних породах. У переважаючій більшості випадків вона нижче значення, при якому нафта стає гідродинамічне рухомою, і не перевищує 20 — ЗО %. Тому під час розробку газоконденсат­них родовищ у режимі виснаження зв'язана нафта практично не видобувається. Частковий рух і видобуток залишкової нафти можливий з обмежених за розмірами привибійних зон, де внаслідок випадіння і скупчення конденсату насиченість пористого середовища рідкими вуглеводнями перевищує граничне значення і дозволяє їм рухатись у перовому просторі. У промисловій практиці також відомі випадки появи зв'язаної нафти в продукції свердловин і у разі відсутності випадіння конденсату в пласті, коли створювались підвищені порівняно зі звичайними депресії на пласт.

Підвищення вуглеводневіддачі нафтогазоконденсатних родовищ. Раціональ-на техно­логія розробки газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками по-винна забезпечува­ти підтримання пластового тиску в нафтовій і газовій частинах пласта і ефективне витіснення нафти з пористого середовища по можливості дешевими і доступними агентами.

Стосовно розробки газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками запропоновані різні способи підтримання пластового тиску (закачування води, газу чи води і газу одночас­но) і технологічні схеми їх застосування. Вони можуть бути згруповані таким чином:

випереджуюча розробка нафтової (або газової) зони родовища з підтриманням пласто­вого тиску і наступне уведення в експлуатацію газової (нафтової) зони без додаткової дії на пласт чи зі закачуванням робочого агента;

одночасна розробка газоконденсатного покладу і нафтової облямівки з підтриманням пластового тиску тільки в нафтовій або газовій частині пласта;

одночасна розробка газоконденсатного покладу і нафтової облямівки з підтриманням пластового тиску в обох частинах пласта (нафтовій і газовій);

бар'єрне заводнення при відсутності додаткової дії на нафтову облямівку і газоконден­сатний поклад чи в поєднанні зі закачуванням робочого агента в одну або обидві зони родо­вища;

ізоляція нафтової облямівки від газоконденсатного покладу шляхом закачування на їх межі фізико-хімічних агентів (піна, полімери, ізоляційні речовини) і наступна їх са­мостійна розробка з підтриманням пластового тиску.

Закачування газу переважно здійснюється в купольну частину структури, а у разі низь­кої проникності продуктивних відкладів - за площовою системою в межах внутрішнього контуру газоносності. Запропоновані варіанти закачування води включають площове, бар'єрне і законтурне заводнення, а також їх поєднання, наприклад: бар'єрне і законтурне заводнення і його різновид двостороннє бар'єрне заводнення у випадку значної ширини га­зонафтової зони в крайових облямівках, коли нагнітальні свердловини розміщують уздовж внутрішнього і зовнішнього контурів газоносності. Газ і вода при їх спільному використанні можуть закачуватися у вигляді водогазової суміші або послідовно.

При розробці нафтогазоконденсатних родовищ з підтриманням пластового тиску зака­чування робочого агента і відбір нафти та газу можуть здійснюватись по всій товщині про­дуктивного пласта або вибірково тільки по нафтонасиченій чи газонасиченій частині.

Стосовно розробки нафтогазоконденсатних родовищ з підошовною водою запропонова­на технологія розробки, яка грунтується на розкритті у видобувних свердловинах газових, нафтових і водоносних інтервалів і одночасно-роздільному відборі газу, нафти і води. З ме­тою стабілізації положень газонафтового і водонафтового контактів і підвищення ко-

ефіцієнта вуглеводневіддачі здійснюється зворотнє закачування сухого газу в газоконден­сатну частину пласта і видобутої води у водоносну зону.

При наявності в газоконденсатній зоні зв'язаної нафти розробка нафтогазоконденсатно-го родовища може здійснюватися в умовах контрольованого вторгнення нафти в газову час­тину пласта. Результати лабораторних досліджень і промислові дані свідчать про збережен­ня цілісності облямівки при надходженні нафти до газоконденсатної зони і залучення в роз­робку при певних умовах зв'язаної нафти.

З метою підвищення ефективності витиснення з облямівки нафти, яка характери­зується підвищеною в'язкістю порівняно з нафтовими родовищами, попереду робочого агента можуть закачуватися у вигляді облямівки вуглеводневі розчинники (зріджені наф­тові гази, збагачений газ, широка фракція легких вуглеводнів, нестабільний вуглеводневий конденсат та ін.) об'ємом 20 — 25 % від об'єму нафтонасичених пор пласта.

Щодо розробки газоконденсатних родовищ зі зв'язаною нафтою, то підтримання пла­стового тиску шляхом закачування в пласт сухого газу чи води буде сприяти видобутку тільки незначної кількості нафти за рахунок часткового випаровування її у газову фазу чи витіснення водою. Більш ефективним є застосування облямівки газоподібних і рідких вугле­водневих розчинників. Один з можливих варіантів технології підвищення вуглеводневіддачі газоконденсатних родовищ зі зв'язаною нафтою полягає у тому, що родовище спочатку роз­робляють у режимі виснаження, що призводить до ретроградного випадіння конденсату в пласті та збільшення насиченості пористого середовища рідкими вуглеводнями. При цьому конденсат, що випав, розчиняється в залишковій нафті, зменшуючи її густину і в'язкість. Після зниження пластового тиску до значення, при якому насиченість пористого середови­ща вуглеводневою рідиною стає максимальною, а її густина і в'язкість - мінімальними, про­водять закачування витісняючого агента (газ, вода), підтримуючи надалі тиск постійним на досягнутому рівні.

Список літератури

1. Быков К.Е., Максимов ММ., Фурсова А.Я., Справочник по нефтепромысловой гео­логии. - М.: Недра, 1961. - 343 с.

2. Гиматудинов Ш.К., Ширковский Н.И. Физика нефтяного и газового пласта. - М.: Недра, 1982.-286с.

3. Горбунов А.Т., Бученков Л.Н. Щелочное заводнение. - М.: Недра, 1989. - 160 с.

4. Гуревич Г.Р., Соколов В.А., Шмыгля П.Т. Разработка газоконденсатных месторож­дений с поддержанием пластового давления. - М.: Недра, 1976. - 284 с.

5. Дурмишьян А.Г. Газоконденсатные месторождения. - М.: Недра, 1979. - 335 с.

6. Закиров С.Н. Теория и проектирование разработки газовых и газоконденсатных мес­торождений. - М.: Недра, 1989. - 334 с.

7. Закс С. Повышение нефтеотдачи пласта нагнетанием газов. - М.: Гостоптехиздат, 1963.-126с.

8. Кондрат Р.М. Газоконденсатооддача пластов. - М.: Недра 1992. - 255 с.

9. Методы извлечения остаточной нефти /М.Л.Сургучев, А.Т.Горбунов, Д.П.Забродин и др. - М.: Недра, 1991. - 347 с.

10. ОСТ 39-071-78. Система показателей качества продукции.Воды для заводнения нефтяных пластов, номенклатура показателей М., 1978. - 31 с.

11. ОСТ 39-195-86. Нефть. Метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях. - М., 1986. - 19с.

12. ОСТ 39-235-89. Нефть. Метод определения фазовых проницаемостей в лаборатор­ных условиях при совместной фильтрации. - М., 1989. - 35 с.

13. Применение углекислого газа в добыче нефти /В.Балинт, А.Бан, Ш.Долежал и др. -М.: Недра, 1977.-240с.

14. Разработка и эксплуатация нефтегазоконденсатных месторождений /Ю.В.Желтов, В.Н.Мартос, А.Х.Мирзаджанзадзе, Г.С. Степанова. - М.: Недра, 1979. - 254 с.

15. Сургучев М.Л. Вторичные и третичные методы увеличения нефтеотдачи пластов. -М.: Недра, 1985. - 308 с.

16. Теория водонапорного режима газовых месторождений /С.Н.Закиров, Ю.П.Коротаев, Р.М.Кондрат, В.Н.Турниер, О.П.Шмыгля. - М.: Недра, 1976. - 240 с.

17. Тульбович Б.И. Коллекторские свойства и химия поверхности пород. - Пермь: Кн.изд-во, 1975.-196с.

18. Фазовые проницаемости коллекторов нефти и газа /В.М.Добрынин, А.Г.Ковалев, А.М.Кузнецов, В.Н.Черноглазов. - М.:ВНИИОЭНГ, 1988.-55 с. - (Обзор информ. Геология, геофизика и разраб.нефт. месторождений).

19. Физико-геологические проблемы повышения нефтегазоконденсатооддачи пла­стов/ М.Ф.Мирчинк, А.Х.Мирзаджанзаде, Ю.В.Желтов и др. - М.: Недра, 1975. - 232 с.

20. Фильтрация газов в трещиноватых коллекторах /Ю.П. Коротаев, Л.Г.Геров, С.Н.Закиров, Г.А.Щербаков. - М.: Недра, 1979. - 223 с.

21. Шейман А.Б., Малофеев Г.Е., Сергеев А.И. Воздействие на пласт теплом при до­быче нефти. - М.: Недра, 1969. - 127 с.

22. Эфрос Д.А. Исследование фильтрации неоднородных систем. - М.: Гостоптехиздат. Ленинград, отд-ние, 1963. - 213 с.

Статика рідин і газів

Стискувальне напруження, яке виникає всередині рідини, що перебуває у спокої, на­зивається гідростатичним тиском. Закон розподілу гідростатичного тиску вздовж вертикальної координати математично описується основним рівнянням гідростатики:

р= Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru :, (9.1)

де Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - гідростатичний тиск у деякій точці, Па; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - зовнішній тиск на задану поверхню рівня рідини, Па; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - густина нестисливої рідини, кг/м3; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - прискорення вільного падіння, м/с2; Л - глибина занурення чи висота перевищення розглядуваної точки відносно рівня рідини із заданим тиском Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru , м. У рівнянні (9.1) приймається знак плюс при зануренні розглядуваної точки під поверхню розділу рідини і газу (під вільну поверхню, на яку діє зовнішній тиск Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru ,) і знак мінус — при її перевищенні над рівнем рідини з відомим гідростатичним тиском Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (наприклад, рівень водонафтового контакту в свердловині).

Густина рідини дуже мало залежить від тиску і температури, їх спільну дію можна враховувати за формулою:

Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (9.2)

де Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - густина рідини при тисках і температурах відповідно р, Т і Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru , Т0 , кг/м3; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru -коефіцієнт об'ємної пружності (об'ємного стиснення) рідини, Па-1; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - коефіцієнт термічного (температурного чи теплового) розширення, Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru Коефіцієнт Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru для води при 20 °С становить 0,47 • 10-9 Па-1 , для дегазованої нафти - 0,74 • 10-9 Па-1 і для газонасиченої нафти (при тиску вище тиску насичення нафти газом в інтервалі температур 20 — 150 °С) — 1,4·10-9... 4 • 10-9 Па-1, тобто при підвищенні тиску на 20МПа густина води, дегазованої і газонасиченої нафти підвищується тільки відповідно на 0,94; 1,48; 2,8...8 %. Коефіцієнт βт для води зростає з підвищенням тиску і температури від 14·10-6 К-1 (при 273 К і 0,1 МПа) до 700·10-6 К-1 (при 373 К і 10 МПа), а для дегазованої нафти (при нормальних умовах) становить 600...800 К"1, тобто при підвищенні температури на 100 К густина води зменшується на 0,14...7 %, нафти - на 6 — 8 %. У межах змін тисків і температур, які ма­ють місце на практиці, з точністю цілком достатньою для більшості інженерних розрахунків, густину рідин можна приймати постійною.

Величину Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru прийнято називати ваговим тиском, тоді повний (абсолютний) гідростатичний тиск дорівнює сумі зовнішнього р0 і вагового тисків. Ваговий тиск можна записати також як відношення сили тяжіння стовпа рідини до площі основи, на яку вона діє. Але це справедливо тільки для вертикальної циліндричної посудини (вертикальної свердловини), а не для зрізаного конуса чи похилого циліндра ("гідростатичний парадокс").

На тіло, занурене в рідину, діє виштовхувальна (архімедова, підйомна) сила, яка скерована вверх і дорівнює силі тяжіння рідини, витисненої тілом, а у випадку тіла правильної форми - різниці тисків стовпа рідини безпосередньо над і під тілом. Залежно від співвідношення значення сили тяжіння тіла і виштовхувальної сили тіло може перебувати у трьох положеннях: спливає, стан байдужої рівноваги в об'ємі рідини (у завислому стані), тоне.

Власна сила тяжіння стовпа газу також створює тиск. Оскільки газ надзвичайно стис­ливий (надстисливий), то, враховуючи зміну густини газу за законом Клапейрона-Мен-делєєва, закон розподілу тиску нерухомого стовпа газу по висоті ' можна описати барометричною формулою Лапласа-Бабіне

Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (9.3)

або наближеною формулою (після розкладу es у ряд)

Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (9.4)

де Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — тиск газу відповідно на висотах Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (від поверхні порівняння), Па; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru —висота стовпа газу, м; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — відносна густина газу (за повітрям); Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - газова постійна повітря (оскільки Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru = 9,81 м/с2, Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - 287,2 Дж/(кг·К), то Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - 0,03415 К/м); Т = (Т0 + 7)/2 - середньоарифметична температура, К; Т0, Т - температура газу відповідно на висотах Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru , К; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - коефіцієнт надстисливості газу при середніх значеннях температури Т і тиску Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru = (р + Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru )/2; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru = 0,03415 Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru

Зміну температури з висотою (глибиною) у свердловині можна прийняти за рівнянням геотерми

Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (9.5)

де Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — геотермічний градієнт, К/м (становить 0,012 ... 0,083 К/м, у більшості 0,033 К/м), причому тут під Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru розуміємо глибину залягання нейтрального шару (10 - 30 м) з постійною температурою Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (К), що дорівнює середньорічній температурі грунту даної місцевості.

Розрахунок за формулою (9.3) при визначенні тиску на вибої свердловини Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru коли приймаємо р— Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru здійснюється методом послідовних наближень. Спочатку приймають Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru і визначають Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru Обчислюють перше наближене значення Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru Визначають Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru = Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru /2, знаходять нове значення Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru , обчислюють друге наближене значення Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru і т.д. Розрахунки повторюють доти (звичайно достатньо одного - двох наближень), поки різниця в значеннях Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru і так далі не перестане впливати на точність визначення Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru

Значення Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru визначають або за графіками Брауна, або за емпіричними формулами.

При розрахунках тиску нерухомого стовпа газу в свердловинах похибка значень тиску за наближеною формулою не виходить за межі похибок промислових манометрів до глибин 700-1000м.

Рух однорідних рідин

Усталений (стаціонарний) потік однорідної (гомогенної.однофазної) рідини (незмінний у часі), при якому тиск і швидкість є функціями тільки просторових координат, але не зале­жать від часу, описується рівняннями Д.Бернуллі у вигляді

Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (9.6)

або

Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (9.7)

або

Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (9.8)

де індекси 1 і 2 позначають два вибраних перерізи потоку - на його початку і кінці; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru висота розміщення центру ваги (перерізу потоку), відрахована від довільної

горизонтальної площини порівняння (геометрична висота або геометричний напір), м; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - гідромеханічний або просто тиск, Па; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — середня по перерізу об'ємна швидкість потоку, м/с; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — безрозмірний коефіцієнт Коріоліса, який враховує нерівномірність розподілу швидкостей по перерізу (для звичайного розподілу швидкостей коефіцієнт Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru завжди перевищує одиницю, а при рівномірному розподілі швидкостей дорівнює одиниці; при турбулентному режимі для труб Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - 1,05... 1,1; при ламінарному режимі Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - 2; (іноді наближено приймають Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru = 1); Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - сумарна гідравлічна втрата повного напору на ділянці між розглядуваними перерізами 1 і 2 (втрачена енергія перетворюється у теплову енергію), м; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru = Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — загальна втрата тиску, Па; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — різниця вагових тисків,що зумовлена різним висотним положенням початку і кінця ділянки потоку, Па; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — сумарна гідравлічна втрата тиску на ділянці між розглядуваними перерізами, Па; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru = Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru —втрата тиску на перемагання сил інерції (на прискорення чи сповільнення потоку або на приріст кінетичної енергії), Па.

В цих рівняннях прийнято називати: Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — п'єзометрична висота або п'єзометричний напір; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — швидкісна висота або швидкісний напір; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru = Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru —гідродинамічний або повний напір; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — динамічний тиск; Н = Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru —п'єзометричний (гідростатичний) напір; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — п'єзометричний нахил; ір Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — гідравлічний нахил; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — приріст шляху вздовж руху. Оскільки приріст Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru завжди від'ємний (гідравлічний напір зменшується вздовж руху), то гідравлічний на­хил завжди додатний. Разом з тим тиск вздовж руху може зменшуватися чи збільшуватися (при зменшенні чи збільшенні швидкості), внаслідок цього п'єзометричний нахил може бу­ти і додатним, і від'ємним. У трубі постійного діаметру з незмінним розподілом швидкостей нахили Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru та І однакові.

Члени рівняння (9.7) представляють різні види механічної енергії рідини, які віднесені до одиниці її об'єму ( відповідно енергій положення, тиску рухомої рідини, кінетичної і втрат, причому перші дві становлять у сумі потенціальну енергію рідини), а члени рівняння (9.6) - ті ж види енергії, які віднесені до одиниці ваги, тобто рівняння Бернуллі виражає за­кон збереження механічної енергії.

Гідравлічні втрати тиску (чи напору) звичайно розділяють на втрати на тертя по до­вжині і на місцеві втрати. Для розрахунку гідравлічних втрат тиску на тертя по довжині Δрт використовують формулу Дарсі-Вейсбаха (іноді називають формулою Дарсі)

Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (9.9)

де Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — безрозмірний коефіцієнт гідравлічного опору (коефіцієнт гідравлічних втрат на тертя по довжині чи коефіцієнт Дарсі); Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - відповідно довжина і внутрішній діаметр труби, м.; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - середня швидкість руху рідини у трубі, м/с.

Якщо потік рідини має місце у кільцевому (міжтрубному) просторі, то діаметр труби виражається через гідравлічний радіус, тобто Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru , де Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — гідравлічний радіус, що визначається з відношення площі живого перерізу потоку Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru до змоченого периметру русла Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru м. Для кільцевого потоку Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru , тобто d = D - Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru , де D, Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru —відповідно внутрішній діаметр зовнішньої труби і зовнішній діаметр внутрішньої труби.

Коефіцієнт гідравлічного опору Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru визначають аналітичне або графічно (з ви­користанням графіка Колбрука-Уайта чи Нікурадзе) залежно від безрозмірного числа (критерія) Рейнольда Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (характеризує співвідношення сил інерції та в'язкості), де Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — кінематична в'язкість рідини, м2/с. Для аналітичного визначення використовують наступні формули [5]:

при 0 < Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru 2320 (перша зона тертя - ламінарний режим руху рідини)

Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru = 64/Re (формула Стокса); (9.10)

при 2320 < Re Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (друга зона - зона гідравлічно-гладких труб при турбулентному режимі)

Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (формула Блазіуса); (9.11)

при 10 Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (третя зона - зона змішаного опору при турбулентному режимі)

Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (формула Альтшуля); (9.12)

при Re > 500 Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (четверта зона - зона квадратичного опору при турбулентному режимі)

Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (формула Шифринсона), (9.13)

де Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — еквівалентна шорсткість труб (мм), яка наведена нижче:

Труби А, мм

Стальні суцільнотягнуті нові 0,02-0,05

Теж, непові 0,15-0,3

Стальні зварні нові 0,04-0,1

Чавунні нові 0,25-1

Стальні зварні і чавунні не нові 0,8-1,5

Азбестоцементні нові 0,05-0,1

Теж, не нові 0,6

Бетонні та залізобетонні 0,3-0,8

Відзначимо, що формула (9.12) може використовуватись для всіх зон (областей) при турбулентному режимі (Re > 2320), тому що при менших значеннях Re вона переходить у формулу (9.11) (68/Re » Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru ), а при більших значеннях Re - в формулу (9.13) ( Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru 68 / Re). У нафтопромисловій справі при турбулентному режимі часто без обгрунтування обмежуються формулою (9.11).

Місцеві втрати тиску зумовлені так званими місцевими гідравлічними опорами (місцевими змінами форми і розміру каналу, які викликають деформацію потоку). Місцеві втрати тиску Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru визначають за формулою Борда-Вейсбаха (часто просто Вейсбаха чи Бордо):

Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (9.14)

де Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — безрозмірний коефіцієнт місцевого опору (відношення втраченого напору до швидкісного напору); Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — середня по перерізу швидкість рідини у трубі, в якій встановле­но місцевий опір, м/с. Якщо швидкість рідини у трубі змінюється по довжині, то за розрахункову швидкість слід приймати більшу із швидкостей, тобто ту, яка відповідає меншому діаметру труби. Коефіцієнт Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru залежить від схеми опору і режиму руху. При числах Рейнольдса, менших від критичного числа Рейнольдса (Re < Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru ), що відповідає квадратичній зоні тертя, коефіцієнт Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru визначається за формулою Альтшуля

Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (9.15)

де В - коефіцієнт,якій задають для різних місцевих опорів; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - коефіцієнт місцевого опору для квадратичної зони тертя (при незначному впливі в'язкості на тертя), коли Re > Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru Значення Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru і В наведені нижче:

Типи опорів В

Раптове розширення труби [(D/d) — 1] 30

Раптове звуження труби 0,511 — (d/D )2] 30

Вихід із резервуару у трубу 0,5 —

Вихщ із труби у резервуар 1,0 —

Пробковий кран 0,4 150

Вентиль звичайний 2,5-5 3000—5000

Вентиль кутовий 0,8 400

Засувка повністю відкрита 0,15 75

ступінь відкриття 0,75 0,2 350

0,5 2,0 1300

0,25 2,0 3000

Діафрагма при І Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru /d = 0,8 1 70

при Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru /d = 0,63 7 120

при " Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru /d = 0,4 70 500

Різкий поворот труби на кут ЗОо 0,155 —

на кут 45о 0,318 —

на кут 60о 0,555 —

на кут 90о 1,4 400

Плавний поворот труби на Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru

при радіусі повороту Rn=l,5d 0.45 Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru 180

при радіусі повороту Rn = 2,5 d 0,42 Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru 180

Клапан кульовий 45 5000

Трійник 0,3 150

Вхід у трубу з сіткою б —

Вхід у трубу із зворотним клапаном 10 —

Примітка: D. d- діаметр труби відповідно більший і менший, м; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - діаметр отвору діафрагми у трубі діаметром d, м; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru — кут повороту труби, градуси; Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru - радіус повороту труби діаметром d, м; для арматури трубопроводів у зоні ламінарного руху наближено можна обчислити В – 500 Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru

При наявності у трубопроводі декількох місцевих опорів втрати тиску на них додаються, якщо відстань між ними Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru перевищує відстань Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru , на якій починає виявлятися взаємний вплив місцевих опорів (формула О.Д.Альтшуля): Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru = 0,5 Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru або наближено Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (40...60)rf, де Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru —коефіцієнт гідравлічного опору.

При відстані між опорами Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru загальні втрати тиску на двох опорах менші від суми втрат на цих двох опорах, тобто Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru (9.16) де коефіцієнт впливу Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru визначається дослідно, а для прямотечійних запірних пристроїв залежно від відношення Вуглеводневіддача газоконденсатних родовищ з нафтовими облямівками і залишковою нафтою - student2.ru приймається рівним 0,6... 1,0. Місцевими втратами тиску в нафтопромисловій практиці внаслідок їх малої величини у більшості нехтують.

Наши рекомендации