Қ азақстан республикасы ауыл шаруашылығы министрлігі
белгіленбеген режимдерде ұңғымаларды зерттеу
жүктеу/скачать 9,92 Mb.
|
Мұнайды өндірудің техникасы мен технологиясы оқу құралы (1)
| 12.3 белгіленбеген режимдерде ұңғымаларды зерттеу
Егер РС ұңғыма түбіндегіндағы қысым, ал әсіресе РС қаттық қысым Рнас қанығу қысымынан асып кетсе, онда кез келген наразылықтан кейін қабаттағы қысымды қайта бөлу серпімді режим заңдары бойынша жүргізіледі деп болжанады. Жер асты гидродинамикада ұңғымаға кенеттен іске қосқаннан немесе тоқтағаннан кейін шексіз серпімді қабаттағы қатты сұйықтықтың ағу міндеті қарастырылады. Бұл міндетті шешу формула , (90) Бұл формуланың физикалық интерпретациясы келесідей: p{r,t) ауытқу нүктесінен алыс М нүктесіндегі серпімді қабаттағы қысымның R қашықтығына өзгеруін білдіреді. Бұл жағдайда наразылық деп Q дебиті бар ұңғыманы іске қосу немесе Q дебиті бар ұзақ уақыт бойы жұмыс істеген ұңғыманы кенеттен тоқтату түсініледі (стандартты жағдайларда Q - шығын). Ұңғыманы іске қосу кезінде М нүктесіндегі қысым бастапқы деңгеймен салыстырғанда P төмендейді, ал Q дебитімен ұзақ уақыт жұмыс істеген ұңғыманың кенеттен тоқтауы кезінде P P - бастапқы деңгеймен салыстырғанда М нүктесіндегі қысымның артуы, Еі( - х), мунда x = r2/4 T T - мәндерін арнайы функциялар кестелерінен табуға болатын арнайы табуляцияланған экспоненциалды функция. Мұнда = k/x - пьезоөткізгіштік, сонымен қатар x - ортаның серпімділігінің келтірілген көлемдік коэффициенті (су, мұнай, жыныс), t - ұңғыманы іске қосқан немесе тоқтатқан сәттен бастап уақыт. Шешім (90) қатаң аналитикалық болып табылады, сондықтан ол кез-келген радиус үшін, атап айтқанда ГС ұңғымасының радиусына тең R радиусы үшін жарамды. Бұл жағдайда формула (90) ұңғыманың қабырғаларына қысымның өзгеру заңын сипаттайды және ұңғыманың "өзін-өзі тыңдау" процесінің сипаттамасы болып табылады. Осылайша, егер сіз ұңғыманы тоқтатсаңыз және ұңғыманың түбіндегі қысым уақытының өзгеруін тіркесеңіз, онда изменения P(t) өзгеру заңы нақты тіркелгенге сәйкес келетін резервуардың параметрлерін табуға болады. Практикалық қолдану үшін формула (90) біршама жеңілдетілген. Ұңғымаларды анықталмаған режимдерде, яғни өзін - өзі тыңдау кезінде x = rc2/4t, аргументінің аз мәндерімен күресуге тура келеді, өйткені ұңғыманың гс радиусы аз, A t жүздеген және мыңдаған секундты құрайды. Кіші x экспоненциалды функция Ei( - х) = Ln (х) +0,5772 логарифмдік функциясымен жақсы жуықталады, мұнда 0,5772 - Эйлер тұрақтысы. Сондықтан формуланы (90) келесідей қайта жазуға болады: , (91) Минус белгісін жақшаға енгізіп, Ln (e) = 1, жазыла алады: e0,5772 = 1,781. Сондықтан, немесе
, (92) Әдетте логарифм астындағы сандық коэффициент дөңгелектенеді, сондықтан 2,24587 = 2,25. Сонымен, егер Q дебитімен жұмыс істеген ұңғыманы тоқтатса, онда оның забойында қысым t уақытына байланысты (92) формулаға сәйкес көтеріледі. Бұл ретте серпімділік режимі және забойдағы қысым қанығу қысымынан артық деп болжайды. (92) формулада жойылмаған режим кезінде ұңғыманы зерттеу әдістемесі негізделген. (92) формуласы ұңғыманың жылдам тоқтауын (t = 0, Q = 0 кезінде) болжайтынын атап өткен жөн. Бұл кранның немесе клапанның тікелей ұңғыманың ұңғыма түбіндегіна тең жұмыс істеуі. Шын мәнінде, мысалы, фонтандық ұңғыма сағасында ысырманы жабу жолымен жүреді. СКҚ-да газ сұйықтығы қоспасы бар, ол тоқтағаннан кейін өсіп келе жатқан забой қысымының әсерінен қысыла бастайды. Құбырлы кеңістікте қысым өсуі және газ қалпақшасының қысылуы да орын алады. Ұңғыманың жылдам тоқтауы болмайды, ал қабаттан ұңғымаға сұйықтықтың кейіннен өшіп бара жатқан ағыны жалғасатын болады, бұл (92) формула көздемейді. Сондықтан келесі ағын нақты деректерді арнайы өңдеу арқылы алып тастауға болатын кейбір қателіктердің көзі болып табылады. Формулаға қайтып келе (92), оны t уақыты бөлінетіндей етіп, атап айтқанда , (93) белгілесек: , (94) , (95) Онда (93) келесідей жазылады: Бұл координаталардың басынан өтпейтін түзудің теңдеуі. Осыдан, y = P, x = Lnt жартылай логарифмдік координаттарында қайта құрылған, ұңғыманың кенжарында іс жүзінде алынған қысымды қалпына келтіру қисығы (КВД) P (t) мәні (94) формуламен анықталатын және Формула (95) арқылы анықталатын в бұрыштық коэффициенті бар А ординатының осінде түзу кесу түрінде болуы керек. Ұңғыма түбіндегі КВД көрсеткіштерді автономды немесе қашықтықтан жазып алатын тіркейтін ұңғымалық манометрмен жазылады. Сондықтан нақты Қисық P (t) координаты p(Lnt) координаттарына қайта құрылып, оның А және В тұрақты коэффициенттерін табу керек (сурет. 62). КВД-ның бастапқы учаскесі тікелей емес, бұл ішінара жоғарыда айтылған кейінгі ағынмен және формула бойынша мүлдем ескерілмейтін сұйықтық массасының инерциясымен байланысты (92). Сурет 62 – Манометрмен (а) жазылған және жартылай логарифмдік координаттарға (б) қайта салынған тоқтатылған ұңғымадағы қысымды қалпына келтіру қисығы Қайта құрылған қисық P (Lnt) екі нүкте бойынша бұрыштық коэффициент анықталатын түзу сызықты учаске табылады , (96) = kh/ есептеу арқылы біз (95) формуладан гидроөткізгіштікті анықтай аламыз: , (97) біле отыра, k өткізгіштікті табу жеңіл. Ординат осіндегі а сегментін графикалық құрылым немесе аналитикалық жолмен алуға болады. Формуладан (93) бізде немесе, b қойып, табады , (98) Pi и Lnti – түзудің кез келген нүктесіндегі ордината және абсциссасы. Барлығын b бөліп және логарифмдарды жазып, (98) келесідей қайта жазуға болады: Онда
, (99) (Ln2,25 = 0,80909). Lnе = 1ескере отырып, (99) келесідей қайта жазуға болады: Түрлендіруден кейін біз аламыз , (100) (100) формула бойынша кешен анықталады, егер басқа мәліметтерге сәйкес, пьезоөткізгіштік белгілі, онда ұңғыманың гидродинамикалық жетілмегендігін ескере отырып, rпр ұңғымасының берілген радиусын анықтауға болады, өйткені rc радиусымен жетілдірілген ұңғымадан жетілмегенге өту үшін rпр ұңғымасының радиусының орнына ауыстыру жеткілікті екендігі белгілі. КВД бойынша сипатталған әдіспен анықталған қат параметрлері қаттың қашықтағы аймақтарына тән. Орнатылмаған режимдер әдісімен ұқсас айдау ұңғымалары зерттеледі. Айдау ұңғымаларында оқпан толығымен сұйықтықпен толтырылған болғандықтан, онда келесі ағын құбылыстарына байланысты қателіктер пайда болмайды. Бұдан басқа, ұңғымада газдалған сұйықтық бағанасының болмауы ұңғымадағы сұйықтық бағанасының гидростатикалық қысымын қоса отырып, тікелей сағадағы қысымды өлшеуге мүмкіндік береді. Q дебитімен ұзақ уақыт жұмыс істеген айдау ұңғымасының КВД алу үшін, негізінен Сағада ысырманы жабу жеткілікті, яғни қысымды айдау және P = f(t) сағаға Қысымның қисық құлауын алып тастау. P шамасы белгіленген айдау режимінде сағадағы қысым, яғни айдау қысымы және айдау тоқтатылғаннан кейін сағадағы ағымдағы қысым арасындағы айырмашылық ретінде анықталады. Қабаттық параметрлерді анықтау үшін алынған деректерді өңдеу жоғарыда сипатталған деректерден айырмашылығы жоқ. Жоғарыда сипатталған, анықталмаған режимдерде өндіру және айдау ұңғымаларын зерттеу нәтижелерін өңдеуге арналған талдау аппараты дебиттің Q шамасына сатылы өзгеруі кезінде нәтижелерді өңдеуге жарамды. Бұл ретте ұңғымалық манометр Q1 бастапқы дебитінен Q = Q2 - Ql шамаға өзгерген Q2 жаңа дебитіне ауысқанда КВД P(t) белгіленеді. Тиісті формулаларға q орнына q қондырғысын орнату қажет. Осыған ұқсас әдістер қабаттың гидротүсіру деп аталады. Бұл жағдайда бір ұңғымада ұйыту, яғни іске қосу немесе тоқтату (айдау немесе тоқтату), ал екіншісінде - алыстатылған немесе бірнеше ұңғымаларда - әрекет етуші қысымның уақыт бойынша өзгеруі тіркеледі. Нәтижелерді өңдеу үшін (90) формуласы қолданылады, сонымен қатар R шамасына ұңғымалар арасындағы қашықтық қабылданады, t - ұйықтау басынан өткен уақыт, ал Q - тоқтатылған өндіруші немесе айдау ұңғымасының дебиті. Мұндай ұйытқыштарға алыстатылған ұңғымалар әлсіз әсер ететіндіктен, реакция беретін ұңғымаларда гидротүшіру кезінде түсірілетін аспаптар - пьезографтардың көмегімен статикалық деңгейдің өзгеруін өлшейді. Бұрын қысымды қалпына келтіру және ұңғыманы жабу процесінің нақты өтіп бара жатқан сәйкессіздігі байқалды, ол кейіннен ағынмен сүйемелденеді, пайдаланылатын математикалық аппаратпен, ұңғыманың лезде тоқтауын қарастырады. Бұл сәйкессіздікті жою үшін көптеген зерттеушілер КВД өңдеу әдістерін және келесі ағынын ескеруге, p(Lnt) сызығына түзетулер енгізуге және қисықтың түзу сызықты учаскесіндегі нүктелердің санын айтарлықтай арттыруға мүмкіндік беретін басқа да қосымша деректерді әзірледі. Ағынын ескере отырып, КВД өңдеу үшін уақыт функциясына осы келесі ағынын білу қажет. Оны жақсы өлшейді және өте сезімтал ұңғымалық дебитомермен өлшейді. Алайда мұндай өлшеулерді фонтандық және газлифттік ұңғымаларда ғана жүргізуге болады, онда СКҚ аспапты түсіру үшін бос. Келесі ағысты жанама жолмен анықтауға болады, бірақ дәл емес. Ол үшін фонтандық немесе газлифтік ұңғыма тоқтағаннан кейін үлгілік манометрлердің көмегімен құбыр сыртындағы кеңістіктегі және ұңғыма сағасындағы қысымның өзгеруі жазылады. Бұдан басқа, ұңғыманың түбіндегі жазылған КВД бар. Қысымның қалпына келтіру процесін уақыт бойынша интервалдарға бөле отырып және жоғарыда көрсетілген деректерді орналастыра отырып, сондай-ақ уақыт бойынша сол интервалдарға бөлінеді, сондай-ақ сақиналы кеңістік пен СКҚ қимасының ауданын біле отырып, тиісті уақыт аралығы ішінде сақиналы кеңістікке және СКҚ келіп түскен сұйықтық көлемін есептеуге болады. Сұйықтықтың көлемін уақыт өсіміне бөлуден бөлек, қазіргі уақытта шығын кетеді. Шығыс деректері бойынша p шамасына z > 1 түзету енгізіледі. Бұл қисықтың сол жақ, төмен бөлігінің нүктесін p(Lnt) көтеруге мүмкіндік береді және осылайша, қисықтың түзу сызықты бөлігіндегі нүктелердің көп санын алуға мүмкіндік береді. Ұңғымаларды белгіленбеген режимдерде зерттеу кезінде кейінгі ағуды есепке алудың 30-дан астам әдісі әзірленді. Олардың барлығы өте күрделі және күрделі есептеу және графикалық жұмысты талап етеді. Оларды екі топқа бөлуге болады: дифференциалдық әдістер және интегралдық әдістер. Біріншіден, қысымды қалпына келтірудің барлық процесі уақыт бойынша кезеңдерге бөлінеді-параметрлердің өзгеруінің сызықтық Заңы болжанатын қадамдар. Әрбір қадам үшін Ар үшін түзету есептеледі. Екінші процессті кезеңдерге бөлуді қарастырады, бірақ нүктеден нүктеге өту кезінде алдыңғы қадамдардың нәтижелері жинақталады, яғни интеграцияланады. Әрбір Келесі нүктені түзету алдыңғы қадамдарды ескере отырып айқындалады. Барлық әдістер нәтижелердің кейбір шашырауын береді, бірақ, әдетте, дифференциалды әдістер кезінде нүктелердің шашырауы интегралды әдістерге қарағанда айтарлықтай. Белгіленбеген режимдердегі зерттеу өткізгіштіктің өзгеруін немесе қабаттың қашықтағы аймақтарындағы өткізбейтін қосулардың болуын сапалы бағалауға мүмкіндік береді. Мұндай аномалиялардың болуы КВД соңғы учаскелерінің түрін тудырады. Соңғы учаскелерде B бұрыштық коэффициентінің ұлғаюы өткізгіштіктің азаюына, B азаюы - өткізгіштіктің ұлғаюына сәйкес келеді. жүктеу/скачать 9,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|