Причины невозможности использования формулы барометрического нивелирования:
1)скважина экспл
уатируется по фонтанным трубам и затрубному пространству одновременно;
2)скважина не имеет фонтанных труб;
3)скважина оборудована пакером.
Исходное уравнение количества движения
dp/dL+ r .g.(dz/dL)+2. l. r.w2/DT=0 .
Здесь L – длина трубы в м (берётся обычно от устья до середины вскрытого интервала; для наклонных скважин определяется по вертикали h=L cosa;); w – скорость газа в м/с; g – ускорение силы тяжести в м/с2; l -коэффициент гидравлического трения; r – плотность газа в кг/м3 ; DT – диаметр трубы в м.
Общий вид формулы
(2.5)
где s=0.03415.`r .
L / (Тср.zср) ;
. (2.6)
Алгоритм расчета. Забойное давление определяют методом последовательных приближений, так как в формулу входит коэффициент zcp, для определения которого необходимо знать рз. Чтобы оценить zcp, значение рср можно вычислить по формуле
В первом приближении рср=ру. Вычисленное значение р’з подставляется в формулу определения забойного давления. Приближения выполняются до тех пор, пока относительная погрешность вычисления z соседних итераций не окажется меньше заданной величины e .
Коэффициент гидравлического сопротивления. Коэффициент гидравлического сопротивления l зависит от режима движения газа по трубе и поверхности стенок труб. При встречающихся на практике скоростях в газовых скважинах l зависит от числа Рейнольдса Re и относительной шероховатости d
Число Рейнольдса, относительная шероховатость, критическое значение числа Рейнольдса. Число Рейнольдса – параметр,определяющий отношение инерционных сил к вязкостным где К – температурный коэффициент, равный 1910 при 273 К и уменьшающийся с ростом температуры ( равен 1777 при Т=293 К), кг.с2/м4; Q – дебит газа, тыс. м3/сут.; lk – абсолютная шероховатость, мм; D – внутренний диаметр труб, см; `r – относительная плотность по воздуху.
Выражение для сопротивления в случае ламинарного течения. Если режим ламинарный (Re 2300), то l не зависит от шероховатости и его определяют по формуле l =64/Re.
Выражение для сопротивления в случае турбулентного течения. При турбулентном режиме течения l зависит от Re и d и его определяют по формуле
При больших скоростях (дебит больше значения минимального дебита Qmin ) наступает турбулентная автомодельность и тогда l не зависит Re
В целом коэффициент сопротивления фонтанных труб, кроме шероховатости, зависит от местных сопротивлений и неровностей в местах их соединения, от наличия в потоке твёрдых и жидких примесей и других факторов. Сопротивление труб меняется в процессе эксплуатации скважины по мере изменения шероховатости поверхности труб. В области автомодельности для труб диаметром 63мм значения l колеблется в пределах 0.01 – 0.02 и при расчётах принимают равным 0.014.
Выражение для эквивалентного диаметра при течении в межтрубном пространстве – .
Выражение для эквивалентного диаметра в случае одновременного течения по НКТ и в межтрубном пространстве –
В последних формулах: dвн, dн – внутренний и наружный диаметры фонтанных труб; D – внутренний диаметр эксплуатационной колонны.