Определение дебита нефтяной скважины: формула и методы расчета
Формула расчета дебита нефтяной скважины – нужная вещь в современном мире. Все предприятия, которые добывают нефтепродукты, должны рассчитывать дебит для своих детищ. Многие используют формулу Дюпюи – французского инженера, многие годы посвятившего изучению движения грунтовых вод. Его формула поможет легко понять, стоит ли производительность того или иного источника денег на оборудование скважины.
Что такое дебит нефтяной скважины?
Дебит – объем жидкости, поставляемой через скважину за определенную единицу времени. Многие пренебрегают его расчетам при установке насосного оборудования, но это может оказаться фатально для всей конструкции. Интегральная величина, определяющая количество нефти рассчитывается по нескольким формулам, которые будут приведены ниже.
Дебит часто называют производительностью насоса. Но эта характеристика немного не подходит под определение, так как все свойства насоса имеют свои погрешности. И определенный объем жидкостей, и газов иногда в корне отличается от заявленного.
Изначально этот показатель должен просчитываться для выбора насосного оборудования. Когда вы будете знать, какой производительностью участок, можно будет сразу исключить из выбираемого списка оборудования несколько неподходящих агрегатов.
Обязательно нужно рассчитывать дебит в нефтедобывающей промышленности, так как малопроизводительные участки будут нерентабельны для любого предприятия. И неправильно подобранная насосная установка из-за упущенных расчетов может принести компании убытки, а не предполагаемую со скважины прибыль.
Он обязателен к подсчету на всех типах нефтедобывающих предприятий – даже дебиты близлежащих скважин могут слишком отличаться от новой. Чаще всего, огромная разница лежит в величинах, подставляемых в формулы для подсчета. К примеру, проницаемость пласта может существенно отличаться на километре под землей. При плохой проницаемости, показатель будет получаться меньше, а значит, и прибыльность скважины будет уменьшаться в геометрической прогрессии.
Дебит нефтяной скважины подскажет не только как правильно выбрать оборудование, но и где его установить. Установка новой нефтяной вышки –рискованное дело, так как даже самые умные геологи не могут разгадать тайны земли.
Да, созданы тысячи моделей профессионального оборудования, которое определяет все нужные параметры для бурения новой скважины, но лишь результат, увиденный после этого процесса, сможет показать правильные данные. Исходя из них, и стоит высчитывать прибыльность того или иного участка.
Методы расчета дебитов скважин.
Существует всего несколько методов для подсчета дебита нефтяного местарождения – стандартный и по Дюпюи. Формула человека, который практически всю жизнь занимался изучением этого материала и выведением формулы, гораздо точнее показывает результат, ведь в ней гораздо больше данных для подсчета.
Формула расчета дебита скважин
Для расчетов по стандартной формуле — D = H x V/(Hд – Hст), нужна всего лишь такая информация:
- Высота водного столба;
- Производительность насоса;
- Статический и динамический уровень.
Статический уровень в этом случае – расстояние от начала подземных вод до первых слоев почвы, а динамический уровень – абсолютная величина, получаемая при замере уровня воды после откачивания.
Также существует понятие, как оптимальный показатель дебита нефтяного месторождения. Определяется он, как для общего установления уровня депрессии отдельной скважины, так и всего пласта в целом. Формула высчитывания среднего уровня депрессии месторождения определяется, как Р заб=0. Дебит одной скважины, который был получен при оптимальной депрессии, и будет являться оптимальным дебитом нефтяной скважины.
Однако такая формула и сам показатель оптимального дебита применяется не на каждом месторождении. Из-за механического и физического давления на пласт, может происходить обрушение части внутренних стенок нефтяных скважин. По указанным причинам, часто приходится уменьшать потенциальный дебит механическим способом, чтобы сохранить бесперебойность процесса добычи нефти и сохранения прочности стенок.
Это – простейшая формула расчета, которая не сможет с точностью получить правильный результат – будет большая погрешность. Для того чтобы избежать неправильных расчетов и направить себя на получение более точного результата, используют формулу Дюпюи, в которой необходимо взять гораздо больше данных, чем в выше представленной.
Но Дюпюи был не просто умным человеком, но и отличным теоретиком, поэтому он разработал две формулы. Первая – для потенциальной продуктивности и гидропроводности, которые вырабатывают насос и месторождение нефти. Вторая – для неидеального месторождения и насоса, с их фактической продуктивностью.
Рассмотрим первую формулу:
N0 = kh/ub * 2Pi/ln(Rk/rc).
Эта формула для потенциальной производительности включает в себя:
N0 – потенциальная продуктивность;
Kh/u – коэффициент, определяющий свойство гидропроводности нефтяного пласта;
B – коэффициент расширения по объему;
Pi – Число П = 3,14…;
Rk – радиус контурного питания;
Rc – долотный радиус скважины по расстоянию до вскрытого пласта.
Вторая формула имеет такой вид:
N = kh/ub * 2Pi/(ln(Rk/rc)+S).
Этой формулой для фактической продуктивности месторождения сейчас пользуются абсолютно все компании, которые бурят нефтяные скважины. В ней поменяны только две переменные:
N – фактическая продуктивность;
S–скин-фактор (параметр фильтрационного сопротивления течению).
В некоторых способах для повышения дебита нефтяных месторождений, применяется технология гидравлического разрыва пластов с полезным ископаемым. Она подразумевается образованием механическим способом трещин в продуктивной породе.
Естественный процесс снижения дебита нефтяных месторождений происходит с показателем в 1-20 процентов в год, исходя из первоначальных данных этого показателя при запуске скважины. Применяемые и описанные выше технологии могу интенсифицировать выработку нефти из скважины.
Периодически может проводиться механическая регулировка дебита нефтяных скважин. Она знаменуется повышением забойного давления, что приводит к снижению уровня добычи и высокому показателю возможностей отдельно взятого месторождения
Для повышения показателей и уровня дебита может применяться также термокислотный метод обработки. С помощью нескольких видов растворов, таких как кислотная жидкость, производится очистка элементов месторождения от смолянистых отложений, соли и других химических компонентов, мешающих качественному и результативному проходу добываемой породы.
Кислотная жидкость изначально проникает в скважину и заполняет площадь перед пластом. Далее производится процесс закрытия задвижки и под давлением кислотный раствор проникает в глубинный пласт. Оставшиеся детали этой жидкости промываются нефтью или водой после продолжения работы по добыче.
Расчет дебита следует проводить периодически для формирования стратегии векторного развития нефтедобывающего предприятия.
Расчет производительности скважины
Читайте также:
ДЕБИТ (от франц. debit — сбыт, расход * а. discharge, flow rate, yield, production rate; н. Forderrate, Zuflu ß rate, Entnahmerate, Ergiebigkeit; ф. debit; и. caudal de un pozo, rendimiento de un sondeo) — объём жидкости (воды. нефти ) или газа. поступающий в единицу времени из естественного или искусственного источника (колодца. скважины ); измеряется л, м 3. т в секунду, час, сутки. Для водозаборных скважин также используют термин «удельный дебит скважины» — объём продукта, выдаваемый скважиной при понижении уровня воды в ней на 1 метр дебита скважины — основной показатель промышленной ценности водоносных горизонтов и нефтегазоносных залежей. Дебиты скважин одного и того же месторождения могут изменяться в 50-100 раз, а дебиты скважин, расположенных на разных участках одной и той же залежи, — в 5-10 раз. Наибольший дебит скважин наблюдается при вскрытии высоконапорных водоносных горизонтов или продуктивных пластов нефти и газа с повышенной водо-, нефтегазоотдачей горных пород. а также при больших запасах; он зависит также от диаметра эксплуатационной скважины. Дебит скважины при откачке воды варьирует от нескольких м 3 /сутки до тысячи м 3 /сутки и более, при откачке нефти от 1-2 т/сутки и менее до 1500-3000 т/сутки и более, а при фонтанировании скважины достигает 4000-5000 т/сутки, при добыче газа — до десятков тысяч м 3 /сутки.
Дебит скважины на воду определяется коэффициентом фильтрации водоносных пород. их мощностью, величиной понижения уровня (напора) воды в скважине, запасами воды в водоносном горизонте, а также конструкцией фильтра. Дебит скважины на нефтяных промыслах прямо пропорционален депрессии на пласт (перепаду между пластовым и забойным давлением ), толщине пласта и его проницаемости и обратно пропорционален вязкости нефти. Основные факторы, определяющие дебит скважины, поддаются регулированию (например, депрессия на пласт, варьирующая на разных месторождениях от 0,2 до 20 мПа). С целью увеличения дебита скважины проводится повышение или поддержание пластового давления в залежах путём нагнетания в них под давлением воды или газа. Снижение забойных давлений в добывающих скважинах достигается увеличением диаметра штуцера или спуском в скважины насоса пониженной производительности. Высокая вязкость нефти снижается прогревом пласта паром или горячей водой.
Дебит скважины определяется дебитомерами различных конструкций. Дебит скважины — величина непостоянная во времени. Различают установившийся и неустановившийся дебит скважины; при наличии в нефти или воде большого количества растворённого газа вначале получают завышенные значения дебита. Начальный дебит скважины характеризует возможность добычи продукта из неистощённого пласта. Он сохраняется длительное время (до 3 лет), но по мере извлечения запасов нефти, обводнения добываемой продукции или истощения пластовой энергии начальный дебит скважины снижается до предела экономии, рентабельности эксплуатации скважины. По результатам наблюдений за изменением дебита скважины строят кривые его зависимости от времени, по которым с помощью математических расчётов устанавливают коэффициент падения дебита скважины, используемый при подсчёте запасов.
Теперь энциклопедия доступна на вашем смартфоне
Как рассчитать дебет скважины
Одной и самых главных характеристик скважины по праву считается дебит. Именно он дает возможность определить способность водозабора обеспечить хозяйственные и питьевые нужды, правильно выбрать производительность насосного оборудования. Дебит показывает, сколько воды может дать скважина в определенный промежуток времени (день, час, минуту). Чем выше этот показатель, тем выше производительность водозабора, и тем мощнее должно быть насосное оборудование и больше диаметр обсадных труб.
Основные характеристики, которые применяются при расчете дебита скважины
— статический уровень воды. Измеряется расстояние от зеркала воды в состоянии покоя. Для измерения можно использовать веревку с грузом на конце. После того как груз опустился в воду, по длине троса можно определить статический уровень воды;
— динамический уровень воды. Определяется после того, как в действие приведен насос. Во время работы устройства происходит снижение уровня воды, которое устанавливается на некоторой отметке. Этот уровень называется динамическим. Если в процессе работы насосного оборудования динамический уровень остается неизменным, это говорит о том, что в скважину пребывает такое количество воды, которое из нее откачивается. Это позволяет утверждать, что производительность водозабора равна произвольности насоса (показатель можно посмотреть в паспорте оборудования). Если дебит вашей скважины ниже производительности насоса, динамический уровень будет постоянно снижаться, пока вода не иссякнет вовсе. Если разница между статическим и динамическим уровнем — не более 1 метра, это говорит о высокой производительности источника, которая, как видно, превышает мощность установленного насосного оборудования.
Опытным путем можно определить показатель производительности источника, если установить более мощный насос, мерную емкость известного объема. Насос ставится на дно источника, после чего производится полная выкачка воды из скважины, затем засекаем время и ждем, пока уровень воды восстановится. Зная объем перекаченной воды и время восстановления можно рассчитать дебит. Для этого следует разделить объем на время.
Для более точного определения показателя производительности скважины можно использовать формулу. Например, у нас есть водозабор, глубина которого до фильтра составляет 50 метров. При этом статический уровень находится на 30 метрах (высота водного столба – 50-30=20 метров).
Первый забор воды производим насосом, имеющим расход 2 м3/ч. При этом динамический уровень составил 37 метра (воду откачивали в течение часа). Дебит нашей скважины рассчитываем по такой формуле:
глубина скважины, м – H;
дебит скважины, м3/ч – D;
производительность насоса, м3/ч – V;
динамический уровень, м — Hд;
статический уровень — Hст .
После подстановки значений получаем следующее: D1 = 5,7 м3/ч.
После проведения второго водозабора с использованием насосного оборудования производительностью 4 м3/ч, динамический уровень составил 41 м, следовательно, дебит — D2 = 7,2.м3/ч. Находим удельное значение:
Dуд = (D2 — D1)/ (h2 – h1) ,
где удельный дебит — Dуд;
высота падения водного уровня (7 и 11 метров соответственно) — h1 и h2.
Итак, можно подвести итог: при повышении динамического уровня на 1 метр, происходит увеличение дебита источника на 0,375м3/ч. Используя полученное значение, можно вычислить максимальный показатель Dмакс скважины, при котором уровень воды способен опуститься до фильтра.
Dмакс = Dуд х hмакс.
В нашем примере случае Dмакс = 0,375 х 50 = 18,75м3/ч. Поэтому максимальная мощность насоса должна быть на 10% ниже данного значения. Получается, что в наш водозабор следует устанавливать насос мощностью, не более 16 м3/ч.
Для небольших скважин показатель можно рассчитать по следующей формуле:
где производительность насоса, м3/ч – V;
временной интервал, в течение которого можно полностью выкачать воду из источника, ч – T;
объем воды в водозаборе на начало, вычисляется как hxS (h– высота столба воды, м; S – площадь поперечного сечения источника, вычисляется как πхd2/4, при этом d – внутренний диаметр трубы).
Например, водозабор имеет глубину 40 м, при этом статический уровень – 30 метров, диаметр внутренний обсадной трубы — 3 дюйма (79 мм). Откачка жидкости из источника была произведена за 1 час, производительность насоса – 2 м3/ч. Получается, что D = (2 х 0,5 – 10 х 3,14 х 0,0792/4)/0,5 = 3,8 м3/ч.
Одной и самых главных характеристик скважины по праву считается дебит. Именно он дает возможность определить способность
Добрый день. Пробурили скважину на 22 м, промывали за трубное пространство и в трубе, прокачали до чистой воды, сделали замер дебет 600-700 л/ч, как вы считаете это нормально? сколько проживет такая скважина. за ранее спасибо.
эксперта: Доброго времени суток. Скважина до 30 метров считается "малой" скважиной. Вырабатываемая мощность в
Организация индивидуального водоснабжения от глубоководной скважины – процесс достаточно сложный, требующий профессионального
Шнековое бурение скважин
Бурение скважин шнековым методом применяется в основном для песчаных и гравийно-песчаных грунтов. Оно производится
Скважина на воду – лучший источник водоснабжения дома. Однако ее создание является делом трудоемким и дорогостоящим
Бурение артезианских скважин
Свое название артезианская скважина получила от названия провинции Артуа, располагающейся во Франции (лат.
Источники: http://snkoil.com/press-tsentr/polezno-pochitat/debit-neftyanoy-skvazhiny/, http://www.mining-enc.ru/d/debit, http://aquagroup.ru/articles/kak-rasschitat-debet-skvazhiny.html
