В работе приведены зависимости удельного расхода газа от дебита жидкости и обводненности добываемой продукции скважин при разных значениях забойного давления, равного 6–12 МПа. Рассчитана глубина ввода газа. Показано, что при достижении обводненности добываемой продукции 60–70 %, удельный расход газа увеличивается в 2–3 раза по сравнению с удельным расходом при переводе на газлифт при обводненности 30 %.
Ключевые слова: газлифт, расход газа, обводненность, дебит, эффективность.
Газлифтный способ добычи нефти является конкурентно способным в случаях добыча жидкости с большим содержанием газа, при большом искривлении ствола скважины в случае если могут возникнуть проблемы с установкой и эксплуатацией насосных систем, на многих морских и некоторых наземных добывающих комплексах где возможность установки дополнительного оборудования на устье весьма ограничена из-за отсутствия необходимого для него места, на скважинах с низким давлением и большим газосодержанием и т. п. [1].
С технологической точки зрения, при повышенном газосодержании добываемой продукции и при наличии источника газа, газлифтный способ добычи нефти, как компрессорный (КС), так и бескомпрессорный (БКГ), является одним из целесообразных и возможных [2]. Предпосылкой развития газлифта для таких месторождений являются его следующие положительные качества:
– позволяет эксплуатировать месторождения с высокими значениями газового фактора и давления насыщения;
– позволяет вести безопасную эксплуатацию скважин, вскрывающих бурением одновременно газовые и нефтяные пласты;
– обеспечивает в глубоких скважинах забойное давление, значительно ниже давления насыщения, т. е. повышает добывные возможности скважин;
– простота конструкции скважинного оборудования, отсутствие в нем подвижных элементов обеспечивает его долговечность эксплуатации “искривленных”, коррозионных и т. п. скважин;
– отсутствуют влияние высокой температуры и давления;
– низкая трудоемкость проведения подземного ремонта газлифтных скважин, т. к. отсутствует необходимость извлечения насосно-компрессорных труб (НКТ) и проведения работ по глушению и освоению скважин [3]. При проведении канатных работ в скважинах используется легко транспортируемое оборудование, обеспечивающее круглогодичную работу в любых топографических условиях;
– высокая надежность наземного оборудования;
– простота методов борьбы с коррозией подземного и наземного оборудования, с отложениями парафина и солей путем добавки в закачиваемый сжатый газ ингибиторов и химреагентов и т. д.
Отрицательными моментами при применении газлифтного способа добычи нефти являются:
– высокие капитальные вложения (при компрессорном газлифте);
– значительный объем монтажных работ;
– относительно низкий К. П. Д. системы;
– отложение гидратов.
Широкое внедрение газлифта на месторождениях РФ сдерживалось из-за высокой капиталоемкости и отсутствием отечественных компрессоров низкой и средней производительности, установок по подготовке газа и более высокой по сравнению с насосными способами, себестоимости добычи нефти [4]. Но, несмотря на значительные преимущества по сравнению с насосными способами добычи нефти, из-за высоких первоначальных капитальных вложений, компрессорный газлифт на месторождениях применялся в небольшом объеме.
Для эффективной газлифтной эксплуатации необходимо обеспечить: максимально возможную глубину закачки газа, максимальную стабильность потока и максимальную эффективность отбора жидкости [5].
Первым из выше указанных условий для достижения эффективной газлифтной эксплуатации является закачка газа на максимально возможную глубину. Закачка на небольшую глубину приводит к снижению дебита скважины и увеличению уровня закачки газа [6].
Недостаточный уровень закачки газа приводит к серьезным проблемам — заниженному отбору, неустойчивому потоку жидкости и т. п.
Чрезмерный уровень закачки газа может привести к возникновению очень нестабильного потока отбираемой жидкости и значительному снижению эффективности данного способа эксплуатации.
В работе приведены зависимости удельного расхода газа от дебита жидкости и обводненности добываемой продукции скважин при разных значениях забойного давления, равного 6–12 МПа (Таблица 1).
Таблица 1
Зависимость удельного расхода газа от дебита жидкости и обводненности продукции.
Обвод-ненность, % |
Глубина ввода газа, м |
Дебит жидкости, т/сут. |
||||||||||
10 |
13,1 |
16,2 |
19,2 |
22,3 |
25,4 |
28,5 |
37,7 |
50 |
||||
Рзаб.=12 МПа |
||||||||||||
10 |
1359 |
1348 |
1339 |
1332 |
1325 |
1320 |
1316 |
1304 |
1297 |
|||
202 |
151 |
119 |
98 |
83 |
72 |
63 |
42 |
33 |
||||
20 |
1391 |
1382 |
1374 |
1368 |
1362 |
1358 |
1354 |
1343 |
1338 |
|||
257 |
199 |
164 |
140 |
123 |
110 |
92 |
76 |
67 |
||||
30 |
1421 |
1413 |
1407 |
1401 |
1396 |
1393 |
1389 |
1380 |
1376 |
|||
315 |
251 |
211 |
184 |
165 |
150 |
139 |
113 |
102 |
||||
40 |
1449 |
1443 |
1437 |
1433 |
1429 |
1426 |
1423 |
1416 |
1412 |
|||
377 |
305 |
260 |
230 |
209 |
193 |
181 |
151 |
141 |
||||
50 |
1476 |
1470 |
1466 |
1462 |
1459 |
1457 |
1455 |
1449 |
1446 |
|||
442 |
362 |
313 |
280 |
256 |
238 |
225 |
193 |
182 |
||||
Рзаб.=11 МПа |
||||||||||||
10 |
1508 |
1499 |
1492 |
1486 |
1481 |
1477 |
1473 |
1465 |
1457 |
|||
277 |
214 |
176 |
150 |
132 |
118 |
108 |
87 |
72 |
||||
20 |
1533 |
1525 |
1518 |
1513 |
1509 |
1502 |
1499 |
1493 |
1489 |
|||
335 |
266 |
223 |
194 |
174 |
159 |
147 |
123 |
107 |
||||
30 |
1555 |
1545 |
1543 |
1539 |
1535 |
1532 |
1529 |
1522 |
1518 |
|||
397 |
320 |
273 |
241 |
218 |
201 |
188 |
157 |
146 |
||||
40 |
1576 |
1571 |
1566 |
1563 |
1559 |
1557 |
1555 |
1550 |
1545 |
|||
462 |
378 |
325 |
290 |
266 |
247 |
233 |
205 |
187 |
||||
50 |
1596 |
1592 |
1588 |
1585 |
1582 |
1580 |
1579 |
1573 |
1571 |
|||
532 |
439 |
381 |
343 |
316 |
296 |
280 |
244 |
232 |
||||
Рзаб.=10 МПа |
||||||||||||
10 |
1659 |
1652 |
1647 |
1642 |
1639 |
1636 |
1635 |
1626 |
1622 |
|||
359 |
285 |
240 |
209 |
188 |
172 |
159 |
128 |
117 |
||||
20 |
1675 |
1669 |
1665 |
1660 |
1657 |
1655 |
1652 |
1646 |
1643 |
|||
422 |
340 |
290 |
256 |
232 |
214 |
200 |
168 |
155 |
||||
30 |
1689 |
1685 |
1681 |
1678 |
1675 |
1673 |
1671 |
1665 |
1663 |
|||
488 |
398 |
343 |
306 |
279 |
260 |
245 |
209 |
197 |
||||
40 |
1703 |
1699 |
1696 |
1694 |
1691 |
1689 |
1687 |
1683 |
1681 |
|||
558 |
459 |
399 |
359 |
330 |
308 |
292 |
255 |
242 |
||||
50 |
1717 |
1713 |
1710 |
1708 |
1705 |
1703,5 |
1703 |
1700 |
1698 |
|||
632 |
525 |
459 |
415 |
384 |
361 |
343 |
304 |
293 |
||||
Рзаб.=9 МПа |
||||||||||||
10 |
1811 |
1807 |
1805 |
1802 |
1801 |
1799 |
1798 |
1794 |
1792 |
|||
452 |
366 |
313 |
277 |
251 |
233 |
218 |
184 |
171 |
||||
20 |
1818 |
1815 |
1813 |
1811 |
1809 |
1808 |
1807 |
1804 |
1802 |
|||
519 |
424 |
366 |
327 |
299 |
278 |
262 |
226 |
213 |
||||
30 |
1825 |
1823 |
1821 |
1819 |
1818 |
1816 |
1815 |
1812 |
1811 |
|||
589 |
488 |
422 |
380 |
350 |
327 |
310 |
272 |
259 |
||||
40 |
1832 |
1830 |
1828 |
1826 |
1825 |
1824 |
1823 |
1821 |
1820 |
|||
665 |
552 |
483 |
437 |
404 |
380 |
362 |
321 |
310 |
||||
50 |
1838 |
1836 |
1835 |
1833 |
1833 |
1832 |
1831 |
1829 |
1828 |
|||
745 |
622 |
547 |
497 |
462 |
436 |
417 |
377 |
368 |
||||
Рзаб.=8 МПа |
||||||||||||
10 |
575 |
472 |
409 |
367 |
337 |
315 |
285 |
259 |
247 |
|||
20 |
650 |
539 |
469 |
423 |
391 |
367 |
348 |
308 |
296 |
|||
30 |
730 |
608 |
533 |
483 |
448 |
422 |
403 |
362 |
352 |
|||
40 |
816 |
683 |
602 |
548 |
510 |
483 |
463 |
422 |
417 |
|||
50 |
908 |
761 |
676 |
619 |
578 |
550 |
529 |
435 |
495 |
|||
Рзаб.=7 МПа |
||||||||||||
10 |
909 |
759 |
667 |
607 |
565 |
535 |
513 |
474 |
479 |
|||
20 |
1032 |
867 |
767 |
701 |
656 |
624 |
602 |
573 |
605 |
|||
30 |
1171 |
989 |
880 |
810 |
763 |
732 |
711 |
714 |
906 |
|||
40 |
1328 |
1129 |
1012 |
938 |
892 |
863 |
850 |
- |
- |
|||
50 |
1509 |
1293 |
1169 |
1095 |
1054 |
1037 |
1046 |
- |
- |
|||
10 |
1243 |
1046 |
925 |
847 |
793 |
755 |
741 |
689 |
711 |
|||
20 |
1414 |
1195 |
1065 |
979 |
921 |
881 |
856 |
838 |
914 |
|||
30 |
1612 |
1370 |
1227 |
1137 |
1078 |
1042 |
1019 |
1066 |
1460 |
|||
40 |
1840 |
1575 |
1422 |
1328 |
1274 |
1243 |
1237 |
_ |
_ |
|||
50 |
2110 |
1825 |
1662 |
1571 |
1530 |
1524 |
1563 |
_ |
_ |
|||
При определении удельного расхода газа, рабочее давление закачки газа принято равным 8 МПа, диапазон изменения обводненности добываемой продукции принят с 10 % до 50 %.
Графически зависимость удельного расхода газа от дебита жидкости и обводненности добываемой продукции при разных значениях забойного давления отображена на рисунках (Рис. 1–3).
Рис. 1. Зависимость удельного расхода газа от дебита жидкости и обводненности. Рзаб.=11 Мпа
Рис. 2. Зависимость удельного расхода газа от дебита жидкости и обводненности. Рзаб.=10 Мпа
Рис. 3. Зависимость удельного расхода газа от дебита жидкости и обводненности. Рзаб.=9 Мпа
Проведенные расчеты показали, что для обеспечения низких значений забойного давления потребуются более высокие удельные расходы.
Анализ результатов расчета показывает, что при достижении обводненности добываемой продукции 60–70 %, удельный расход газа увеличивается в 2–3 раза по сравнению с удельным расходом при переводе на газлифт при обводненности 30 %. Поэтому, после достижения обводненности добываемой продукции скважин 60–70 %, скважины экономически целесообразно переводить на насосную эксплуатацию, технологически с обводненности более 70–80 %.
Таким образом при оптимизации работы действующего фонда газлифтных скважин и разработки режимов работы планируемых к вводу скважин на месторождении необходимо учитывать удельный расхода газа в зависимости от обводненности добываемой продукции скважин при разных значениях забойного давления.
Литература:
- Нгиа Т. Т., Велиев М. М. Газлифтная эксплуатация скважин. — СПб.: Недра, 2016. — 384 с.
- Опыт оптимизации газлифтного фонда скважин в условиях ООО «Газпромнефть-Оренбург» / А. А. Шушаков, В. В. Ульянов, А. Е. Кучурин [и др.] // РRОнефть. — № 1 (7). — 2018. — С. 64–67.
- В. В. Ульянов, А. Е. Кучурин, Е. А. Кибирев, Д. В. Генералов, А. М. Дунаев. Развитие газлифтного способа добычи нефти на восточном участке оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения // РRОНЕФТЬ. Профессионально о нефти. — 2018 — № 4(10). — С. 36–38.
- Бабников С. А. Газлифтный способ добычи нефти, бескомпрессорным методом на Ванкорском нефтяном месторождении. Красноярск, 2016. 87 с. URL: httр://еlib.sfu-krаs.ru/hаndlе/2311/27696.
- Ермолаев А. И., Моисеев В. В., Шулятиков В. И. Методика выбора обводняющихся газовых скважин для применения газлифта // Вести газовой науки. 2018. № 1 (33). С. 71–76. URL: httрs://суbеrlеninkа.ru/аrtiсlе/n/mеtоdikа-vуbоrа-оbvоdnуауusсhihsуа-gаzоvуh-skvаzhin-dlуа-рrimеnеniуа-gаzliftа.
- Сагитов Д. К., Буй Д. Х. Повышение эффективности работы газлифтной скважины в промысловых условиях // Проблемы и методы обеспечения надежности и безопасности систем транспорта нефти, нефтепродуктов и газа: материалы Международной научно-практической конференции. Уфа, 2014. С. 33–35.