Учебное пособие: Проектирование и разработка нефтяных и газовых месторождений
В зоне, где Р < Рнас, из нефти выделяется газ, причем этого газа становится больше, чем меньше давление, т.е. чем больше разница давлений ΔР = Рнас – Р. В данном случае фонтанирование будет происходить при давлении на забое скважины, превышающем давление насыщения (Рз > Рнас), и газ будет выделяться на некоторой высоте в НКТ.
Возможен другой случай, когда фонтанирование происходит при Рз > Рнас.
Очевидно, Рз в любом случае будет
Рз = Рб + Р (18)
где Рб – давление у башмака НКТ при фонтанировании скважины с постоянным дебитом.
Р = (H - L) · g· ρ
гидростатическое давление столба жидкости между башмаком и забоем (H - L)
Н – глубина скважины;
L – длина НКТ;
ρ – средняя плотность жидкости.
С другой стороны Рз может быть определено через уровень жидкости в межтрубном пространстве
Рз = Р1 + Р2 (19)
где Р1 = h · ρ · g – гидростатическое давление в межтрубном пространстве; Р2 = Рм + ΔР – давление газа, находящегося в межтрубном пространстве, на уровне жидкости; Рм – давление газа, находящегося в межтрубном пространстве на устье скважины; ΔР – гидростатическое давление столба газа от уровня до устья.
ΔР = (H - h) · ρг · g,
где ρг – средняя плотность газа в затрубном пространстве.
Рз = h · g · ρ + Рм + (H - h) · ρг · g, (20)
Таким образом, в скважине фонтанирующей с постоянным дебитом, давление Рз должно быть const. Поэтому необходимо, чтобы уменьшение h сопровождалось увеличением давления Рм и наоборот.
Рассмотрим 2 случая фонтанирования:
1) Рз < Рнас
В этом случае свободный газ имеется на самом забое скважины. Часть газа поступает в межтрубное пространство и накапливается там. Накопление газа в затрубном пространстве приводит к увеличению давления Рм и соответствующему понижению уровня жидкости h на такую величину, чтобы Рз согласно уравнения (20) оставалось бы const. Этот процесс продолжается до тех пор, пока уровень не опустится до башмака труб. В этом случае можно достаточно точно определить
Рб = Рм + (H - h) · ρг · g (21)
где