Влияние длины и диаметра фонтанных труб в горизонтальном участке на производительность скважин и на потери давления по стволу.

На производительность – предыдущий вопрос (5).

В результате закономерного снижения дебита скважины в процессе разработки сохраняя практически постоянными потери давления в затрубном пространстве, путем увеличения диаметра фонтанных труб, можно уменьшить потери давления в фонтанных трубах на горизонтальном участке ствола скважины. При анализе следует сопоставить возможность уменьшения потери давления в трубах за счет увеличения диаметра фонтанных труб в условиях естественного снижения дебита с потерями давления без изменения диаметра и длины фонтанных труб. По результатам сравнения следует рекомендовать направление работ в скважине, связанные с величиной забойного давления.

Забойное давление у башмака фонтанных труб определяется по формуле:

, (6.22)

Параметр – связанный с потерями давления на трение в горизонтальной части ствола оборудованной фонтанными трубами и определяется формулой:

, (6.23)

где — коэффициент гидравлического сопротивления фонтанных труб на горизонтальном участке ствола; Т_{cр ф} — сред­няя температура газа на горизонтальном участке оборудованным фонтанными трубами длиной L_ф.г горизонтального ствола.

Т_{cр ф} = (Т_зп + Т _зб)/2 (6.24)

= (Р _зп+ Р _зб)/2; Р _зп, Р _зб — забойные давления у перехода от искривленного участка к горизонтальному и у башмака фонтанных труб; L _ф.г — длина горизонтальной части ствола, оборудованной фонтанными трубами, м

При спуске фонтанных труб до некоторой длины горизонтальной части ствола L _ф.г притока газа к забою скважины поступает из двух участков: из участка длиной L _ф.г в затрубное пространство (D_г — d _н.ф) и из участка L _г- L _ф.г в ствол с обсадной колонной (см. рисунок 6.5). Q _сум = + , (6.25)

где , — соответственно суммарный дебит газа: из участка L₁, который суммируется из притока, начиная от входа ствола в продуктивный пласт до сечения, где кончаются фонтанные трубы и из участка L _г- L _ф.г.

Случай, когда в горизонтальный ствол спущены фонтанные трубы.

В этом случае необходимо решить следующие уравнения:

— на участке, где отсутствуют фонтанные трубы (L_г-L_ф.г):

(6.35)

(6.36)

где Р₁ — давление на участке (L_г – L_ф.г) и (6.37)

z₁ — коэффициент сверхсжимаемости газа на участке (L_г-L_ф.г). Граничные условия этой системы следующие: при l = L_г, = 0 и l = L_ф.г; P₁ = P_б.ф,(6.38)

где Р_б.ф — давление у башмака фонтанных труб. Одним из сравнительно простых методов решение этой системы является метод Рунге-Кутта.

— На участке перекрытой фонтанными трубами уравнения

притока газа и его движения по кольцевому (затрубному) пространству имеют вид:

(6.39)

(6.40)

(6.41) d_н.ф — наружный диаметр фонтанных труб; D_эк— внутренний диаметр обсадной колонны; — коэффициент гидравлического сопротивления кольцевого пространства, определяемый по формуле:

(6.42)

где l₀ — коэффициент сопротивления труб с эквивалентным диаметром D_эф. При движении газа по затрубному пространству D_эф определяют по формуле:

(6.43) где D_м — наружный диаметр муфты; l — длина одной трубы; 0,05 — потери давления при сужении потока газа в местах расположения муфт, между муфтами и обсадной колонной.

а = (6.32)

b = (6.33)

где А^*=mzР_стТ_пл/ k Т_ст и В^*=r_стР_стzТ_пл/ l Т_ст

(6.45)

(6.46)