Аналіз технологічних режимів роботи свердловин з урахуванням можливості утворення гідратів.
В умовах низької пластової температури та при можливості утворення гідратів у привибійній зоні та в стовбурі свердловини параметри технологічних режимів роботи, такі як заданий постійний дебіт, депресія, вибійний та гирловий тиск, постійний градієнт тиску або швидкості газу біля вибою часто не відповідають вимогам, пред'явленим для експлуатації свердловин на безгідратному режимі. Тому при експлуатації свердловин на родовищах з порівняно низькою температурою пласта необхідно підтримувати такі тиску та температуру, при яких унеможливлюється утворення гідратів. Умови утворення гідратів залежать від складу газу, його вмісту вологи, створюваного вибійного тиску, теплофізичних властивостей газу і навколишнього середовища і т.д.
Для вибору температурного технологічного режиму роботи свердловин при відомих пластовому тиску, температурі та продуктивній характеристиці пласта необхідно встановити температуру, що перевищує рівноважну температуру гідратоутворення.
Безгідратний режим роботи привибійної зони забезпечується при виконанні нерівностіТрго3 ·К;
?- час роботи свердловини після останньої зупинки, с;
Di- коефіцієнт Джоуля - Томсона, 0 С/МПа;
а,- коефіцієнти фільтраційного опору;
Ср- теплоємність газу в пластових умовах, кДж/кг 0 С;
f(P,T)- узагальнена функція Джоуля - Томсона, визначається за Тпр, Рпр.
Розподіл температури по стовбуру працюючої свердловини визначається за формулами
Дебіт свердловини при даному режимі визначаємо за формулою
деатаb- коефіцієнти фільтраційного опору.
Розрахунки щодо визначення безгідратного режиму роботи привибійної зони проводятьсяу наступній послідовності.
За коефіцієнтамиаіbдля прийнятного вибійного тиску визначаєтьсяQ. Далі заQта іншими параметрами, розраховуєтьсяТз. За експериментальними даними або розрахунковим шляхом або по рівноважним кривим гідратоутворення при відомій щільності газу визначаєтьсяТрго. Отримані значенняТзіТргоповинні задовольняти нерівностіТргоТрго свердловина працюватиме у безгідратному режимі. Якщо задовольнити цю умову в свердловині неможливо, необхідно забезпечити подачу інгібітора в свердловину.
На розподіл температури газу по стовбуру свердловини впливають склад газу та його зміна по стовбуру, конструкція свердловини, втрати тиску в стовбурі, теплові властивості устаткування, що використовується, технологія експлуатації свердловини і режим її роботи, наявність у розрізі мерзлих порід і т.д.
Розрахунок тиску та температури по стовбуру працюючої свердловини
Одним із найпростіших способів перевірки умови гідратоутворення є графоаналітичний. Він полягає в наступному, будується графічна залежність Ту і Тргу від глибини свердловини Х - якщо лінії перетинаються, то в місці точки перетину і вище за неї існує ймовірність створення умов для утворення гідратів.
За допомогою вищенаведених формул розрахуємо розподіл тиску та температури за наступних вихідних даних (таблиця 4.1).
На рисунках 4.7 – 4.9 показано результати графоаналітичного розрахунку безгідратного режиму роботи трьох різнодебітних свердловин [7].
Аналізуючи результати розрахунку можна зробити наступний висновок:
свердловини № 517, 526, 8002 працюють у безгідратному режимі.
Таблиця 4.1 - Розрахунок тиску та температури по стовбуру свердловини