Формулы для расчета прямой закачки газа
Давление на глубине h может быть записано следующими выражениями:
, (3.2)
, (3.3)
где Р - давление в скважине на глубине h;
ρж - плотность скважинной жидкости;
g - ускорение земного притяжения;
Рдоп - максимально допустимое давление нагнетания газа в
скважину;
- относительная плотность закачиваемого газа;
z - среднее значение коэффициента сжимаемости газа;
Т - средняя абсолютная температура газа в скважине.
Из выражений (3.2) и (3.3) следует, что формула для определения искомой величины максимально допустимого давления нагнетания газа в скважину примет вид
. (3.4)
В формуле (3.4) неизвестной является величина h. Глубина h, на которую следует оттеснить жидкость в скважине, может быть определена из следующего баланса объемов жидкости:
, (3.5)
где fкол - площадь сечения кольца затрубного пространства;
fтр - площадь внутреннего сечения труб колонны НКТ;
hдин - расстояние от устья скважины до динамического уровня в момент выравнивания уровней скважинной жидкости в НКТ и в затрубном пространстве.
Таким образом, при прямой закачке газа максимально допустимая глубина оттеснения жидкости определяется из выражения:
. (3.6)
Для случая обратной закачки газа аналогичные рассуждения приводят к получению следующего выражения для определения глубины оттеснения жидкости в затрубном пространстве:
. (3.7)
Расстояние от устья скважины до динамического уровня можно определить через известные величины:
, (3.8)
где Нскв - глубина скважины;
Рзаб - давление на забое скважины;
Рпл - давление на контуре питания скважины;
Δр - величина допустимой депрессии.
Тогда формулы (3.6) и (3.7) примут следующий окончательный вид.
Для прямой закачки газа
; (3.9)
Для обратной закачки газа
. (3.10)
Заметим, что формула (3.4) справедлива как для прямой, так и для обратной закачки газа.
Формулы (3.4), (3.9) и (3.10) являются расчетными. Расчеты по предложенным формулам позволят выбрать необходимое оборудование и рационально управлять процессом вызова притока из пласта в скважину.
На практике, при применении компрессорного способа вызова притока, обычно не учитывают давление, создаваемое столбом газа. Вполне возможно, что это допустимо, когда нет ограничений на величину депрессий. Однако, если величина депрессии ограничена, то даже незначительное превышение ее по отношению к допустимому значению может привести к негативным последствиям. Следует иметь в виду, что столб газа дает прирост давления более чем на 10 % на каждые 1000 метров глубины.