|
Iteracyjna metoda do obliczania spadku ciśnienia w odwiercie poziomym |
|
|
|
|
Iteracyjna metoda do obliczania spadku ciśnienia w odwiercie poziomym Autorzy: Z. Gacek, A. Olajossy
Znajomość ciśnienia dynamicznego na dnie odwiertu jest konieczna dla poznania charakterystyki złoża,
czy określenia warunków wydobycia z odwiertu. Są to podstawowe dane do obliczeń hydrodynamicznych
eksploatacji poziomu skały zbiornikowej, niezbędne dla prawidłowego rozmieszczenia odwiertów, ustalenia
najbardziej racjonalnych odległości między odwiertami oraz określenia tempa eksploatacji poziomu
skały zbiornikowej. Wiedza na temat wielkości ciśnienia dennego pomaga również określić stopień uszkodzenia
przepuszczalności skały zbiornikowej w czasie operacji zakończeniowych w odwiercie, prawidłowo
ustalić konieczność i terminy prac remontowych i procesów intensyfi kacji wydobycia.
W prezentowanym artykule autorzy podjęli próbę wyznaczenia ciśnienia dynamicznego na dnie odwiertu
oraz określenia spadku ciśnienia w odwiercie poziomym w przypadku jednofazowego przepływu
gazu w odwiercie i ustabilizowanego przepływu w złożu. Z uwagi na to, że parametry gazu takie jak gęstość
i lepkość oraz współczynnik ściśliwości zależą od jego ciśnienia i temperatury, analityczne rozwiązanie
dotyczące spadku ciśnienia dla przepływu gazu jest bardziej skomplikowane niż w wypadku przepływu
płynu nieściśliwego. Dodatkowo przepływ gazu przez perforacje w części produktywnej otworu poziomego
zaburza strumień przepływającego gazu i powoduje zmianę oporów przepływu wzdłuż odwiertu.
Podstawowym równaniem do określenia ciśnienia w odwiercie poziomym jest równanie bilansu energii
mechanicznej (1). W przypadku przepływu gazu analityczne rozwiązanie tego równania wymaga uśrednienia
wzdłuż odwiertu parametrów gazu zależnych od ciśnienia i temperatury (lepkości, współczynnika
ściśliwości gazu oraz współczynnika oporu przepływu), co może powodować dodatkowe błędy. Ponadto
w otrzymanych rozwiązaniach równania bilansu energii (4), (6) uśrednione wcześniej parametry zależą od
ciśnienia. Do obliczenia ciśnienia statycznego i dynamicznego opracowano procedurę iteracyjną, której
postać przedstawiono na Rys. 3. Na postawie algorytmu procedury iteracyjnej napisano w Borland Pascalu
aplikację do obliczania spadku ciśnienia w odwiercie poziomym (aplikacja ta może zostać użyta także
do obliczania spadku ciśnienia w odwiertach pionowych i kierunkowych). Spadek ciśnienia w odwiercie
określono dla poszczególnych segmentów odwiertu, a uwikłane we wzorach ciśnienie obliczono drogą
kolejnych przybliżeń. Opory przepływu spowodowane przepływem gazu przez perforację odwiertu określono
korygując współczynnik oporu liniowego przy pomocy korelacji Quyang’a (Ouyang. i in., 1998).
Wykazano, iż dla jednofazowego przepływu gazu dostatecznie dokładną wartość ciśnienia na dnie odwiertu
można obliczyć z posiadanych danych dostępnych podczas eksploatacji odwiertu tj. składu gazu, temperatury
i ciśnienia na głowicy, temperatury złożowej oraz parametrów odwiertu i instalacji wydobywczej.
Przydatność zastosowanej metody została potwierdzona rzeczywistym przykładem obliczeniowym. |
2011