Tải bản đầy đủ
4 Xác định độ sâu đặt van gaslift và các đặc tính của van

4 Xác định độ sâu đặt van gaslift và các đặc tính của van

Tải bản đầy đủ

71
5. Áp suất nhỏ nhất mà dòng chất lỏng trong ống khai thác đạt được khi khí nén qua
van 1:
Pmin = 230psig.
6. Hệ số hiệu chỉnh tỷ trọng và nhiệt độ khí nén ở vị trí van 1:

C tg1 = 0,075. γ kn .(Tkn1 + 273) = 0,075. 0,65.(63 + 273) = 1,2
b Xác định đường kính van
Áp suất khí nén cân bằng lực đóng mở van 1:
Pkcbl = Pknl - ∑∆Pkl = 1120 – 0 =1120psig.
(∑∆Pkl =0 là tổng tổn hao áp suất của khí sau khi nén qua các van phía trên,vì là
van thứ nhất nên tổn hao áp suất này bằng 0).
Áp suất cực đại trong ống nâng tại vị trí van số 1:
Để xác định áp suất cực đại trong ống nâng tại điểm đặt van, ta chỉ cần nối điểm
áp suất khí nén tại độ sâu đặt van dưới nó với điểm áp suất miệng. Theo (hình 5.1) ta
có giá trị Pmax= 668 psig.
Áp suất chất lỏng trong ống nâng dùng để cân bằng lực đóng mở van 1:
Plcbl = Pmin+ f.(Pkcbl - Pminl)
Trong đó:
f - là phần trăm độ chênh áp, nếu chọn f=0% thì hạn chế van một cách tuyệt
đối; nếu chọn f=100% thì hệ thống van sẽ làm việc ổn định nhưng nó lại làm tăng số
van. Vậy chọn f=0%.
Plcbl = Pmin1 = 230 psig.
Khi áp suất khí nén nhỏ hơn Plcb1 van sẽ đóng. Nếu áp suất khí nén lớn hơn P lcb1
thì van sẽ mở.
Tỷ số khí lỏng khi nén khí qua van số 1:
Từ độ sâu H1=3620 ft và áp suất Plcbl = 230 psig theo hình (5.2) ta có:
GLR1=400SCF/bbl.
Vậy lưu lượng khí có trong 430bbl/d là:
Qkt =400 . 400= 160000 ft3/d.
Do có sự ảnh hưởng của nhiệt độ nên ta hiệu chỉnh lưu lượng khí cần thiết qua
van 1 là:

72
Qkn1 = Qk1. Ctg1 = 160000.1,2 = 192000 ft3/d.
Đường kính lỗ van:
Từ các thông số van: Áp suất khí nén cân bằng: Pkcbl=1120psig.
Áp suất chất lỏng cân bằng: Plcbl = 230 psig.
Lưu lượng khí nén :

Qknl = 160000 Mcf /d.

Dựa vào các thông số trên xác định được đường kính lỗ van 1 theo độ thị hình
(5.3) là 1/8”.
c Xác định áp suất mở van ở điều kiện chuẩn 15,50C (600F)
Điều này nhằm xác định áp suất mở van ở điều kiện chuẩn tương đương với áp
suất mở van ở điều kiện trong giếng đối với van đó trong quá trình cần sửa chữa và lắp
đặt van ở trên mặt đất.
Với đường kính lỗ van là 1/8 ”(in) tra Bảng5.3, ta có hệ số Fp1 = 0,043; để xác
định giá trị hiệu dụng Ct1 ta cần phải tính:
Pbt1 =

Pkcb1 + Plcb1 . f p1
1 + f p1

=

1120 + 230.0,043
= 1083,3 psig = 62,67 at.
1 + 0,043

Với Pbt1 = 62,67 at và T11= 86,70C , tra Bảng5.5 ta có: Ct1 = 0,785
Áp suất mở van ở điều kiện chuẩn là:
Pmvl = Ct1.(Pkcbl + Plcbl.fpl)
= 0,785(1120 + 230.0,043) = 886,96 psig.
5.4.2 Van số 2
Để xác định các thông số của van 2, từ điểm P min1 =230 psig trên Hình5.1, ta vẽ
đường thẳng song song với đường áp suất thuỷ tĩnh cắt đường áp suất khí nén tại một
điểm và chọn trên đường này một điểm có áp suất nhỏ hơn tại điểm cắt khoảng 50psig
để khí nén đi vào cột ống nâng thuận lợi. Từ điểm vừa chọn này ta vẽ đường thẳng
song song với trục áp suất cắt trục độ sâu tại một điểm, điểm này chính là độ sâu đặt van 2.
Tính toán tương tự như đối với van 1 ta có các thông số của van 2 như sau:
+ Độ sâu đặt van 2:

H2 = 6590 ft.

+ Nhiệt độ khí nén tại độ sâu đặt van 2: Tkn2 = 198 0F (92,2 0C).
+ Nhiệt độ chất lỏng trong ống khai thác ở độ sâu đặt van 2:

73
T12 = 218 0F (103,3 0C).
+ Áp suất khí nén tại vị trí van 2:

Pkn2 = 1195 psig.

+ Áp suất nhỏ nhất mà dòng chất lỏng trong ống khai thác đạt được khi khí nén qua
van 2:
Pmin2 = 393 psig.
+ Áp suất cực đại trong ống nâng tại vị trí van 2:

Pmax2 = 940 psig.

+ Hệ số hiệu chỉnh tỷ trọng và nhiệt độ khí nén ở vị trí van 2: Ctg2 = 1,25.
+ Tổn hao áp suất khí nén qua van 1: ∆Pkn1 = (Pmax1 – Plcb1).fp1 = 29,35 psig.
+ Tổng tổn hao áp suất khí nén qua các van 1:

∆∑Pk = 29,35 psig.

+ Áp suất khí nén cân bằng lực đóng mở van 2:

Pkcb2 = 1165,6 psig.

+ Áp suất chất lỏng trong ống nâng dùng để cân bằng lực đóng mở van 2:
Plcb2 = 393 psig.
+ Đường kính lỗ van 2:

dv2 =1/8”.

+ Pbt2 = 1155,2 psig
+ Giá trị hiệu chỉnh:

Ct2= 0,742

+ Áp suất mở van ở điều kiện chuẩn:

Pmv2 = 77,4 psig.

5.4.3 Van số 3
Trên Hình5.1, từ điểm Pmin2 = 393 psig, vẽ đường thẳng song song với đường áp
suất thuỷ tĩnh cắt đường phân bố áp suất khí nén tại một điểm và chọn trên đường này
một điểm có áp suất nhỏ hơn tại điểm cắt khoảng 50psig để cho khí nén đi vào ống
nâng thuận lợi . Từ điểm vừa chọn này ta vẽ đường thẳng song song với trục áp suất
cắt trục độ sâu tại một điểm, điểm này chính là độ sâu đặt van 3.
Thực hiện tương tự các bước như trên ta được thông số của van 3 như sau:
+ Độ sâu đặt van 3:

H3 =8900 ft.

+ Nhiệt độ khí nén tại độ sâu đặt van 3: Tkn3=240 0F (115,5 0C).
+ Nhiệt độ chất lỏng trong ống khai thác ở độ sâu đặt van 3:
T13=242 0F ( 116,6 0C).
+ Áp suất khí nén tại vị trí van 3:

Pkn3=1250 psig.

74
+ Áp suất nhỏ nhất mà dòng chất lỏng trong ống khai thác đạt được khi khí nén qua
van 3:
Pmin3= 542 psig.
+ Áp suất cực đại trong ống nâng tại vị trí van 3: Pmax3 = 1087 psig.
+ Hệ số hiệu chỉnh tỷ trọng và nhiệt độ khí nén ở vị trí van 3: Ctg3 = 1,28.
+ Tổn hao áp suất khí nén qua van 2: ∆Pkn2 = (Pmax2 – Plcb2).fp2 = 30 psig.
+ Tổng tổn hao áp suất khí nén qua các van 1 và van 2: ∆∑Pk = 60 psig.
+ Áp suất khí nén cân bằng lực đóng mở van 3:

Pkcb3= 1190 psig.

+ Áp suất chất lỏng trong ống nâng dùng để cân bằng lực đóng mở van 3:
Plcb3= 542 psig
+ Đường kính lỗ van 3:

dv3= 3/15”

+ Hệ số hiệu chỉnh áp suất mở van 3:

fp3 = 0,2278.

+ Pbt3 = 1163,3 psig.
+ Giá trị hiệu chỉnh:

Ct3=0,720.

+ Áp suất mở van 3 ở điều kiện chuẩn: Pmv3 = 864 psig.
5.4.4 Van số 4
Trên Hình 5.1, từ điểm Pmin3 = 542 psig, vẽ đường thẳng song song với đường
áp suất thuỷ tĩnh cắt đường phân bố áp suất khí nén tại một điểm và chọn trên đường
này một điểm có áp suất nhỏ hơn tại điểm cắt khoảng 50psig để cho khí nén đi vào ống
nâng thuận lợi. Từ điểm vừa chọn này ta vẽ đường thẳng song song với trục áp suất cắt
trục độ sâu tại một điểm, điểm này chính là độ sâu đặt van 4.
Thực hiện tương tự các bước như trên ta được thông số của van 4 như sau:
+ Độ sâu đặt van 4:

H4 = 10890 ft.

Chiều sâu đặt van thứ 4 vượt quá chiều sâu đặt Parker ( 9278 ft ) nên van này không
được sử dụng . Ta chỉ dùng ba van 1 , 2 , 3 . Trong đó van số 3 là van Gaslift làm việc ,
còn van 1 van 2 là van gaslift khởi động .

75

Hình 5.1 Biểu đồ xác định chiều sâu đặt van
Gaslift

76

Hình 5.2 Đường cong phân bố áp suất của hỗn hợp lỏng-khí

77

Hình 5.3 Đồ thị xác định đường kính lỗ van

78
Bảng 5.2 Bảng hệ số áp suất cột khí - tỷ trọng 0,65
Feet
1000
1050
1100
1150
1200
1250
1300
1350
1400
1450
1500
1550
1600
1650
1700
1750
1800
1850
1900
1950
2000
2050
2100
2150
2200
2250
2300
2350
2400
2450
2500
2550

Factor
0.0229
0.0240
0.251
0.0263
0.0274
0.0295
0.0297
0.0309
0.0321
0.0333
0.0341
0.0356
0.0367
0.0378
0.0390
0.0402
0.0414
0.0425
0.0437
0.0449
0.0461
0.0472
0.0484
0.0496
0.0508
0.0517
0.0532
0.0544
0.0556
0.0568
0.0580
0.0572

Feet
3250
3300
3350
3400
3450
3500
3550
3600
3650
3700
3750
3800
3850
3900
3950
4000
4050
4100
4150
4200
4250
4300
4350
4400
4450
4500
4550
4600
4650
4700
4750
4800

Factor
0.0760
0.0772
0.0784
0.0795
0.0820
0.0833
0.0845
0.0858
0.0870
0.0883
0.0894
0.0907
0.0919
0.0932
0.0944
0.0956
0.0968
0.0980
0.0992
0.1005
0.1017
0.1030
0.1042
0.1055
0.1068
0.1081
0.1094
0.1106
0.1118
0.1131
0.1143
0.1156

Feet
5500
5550
5600
5650
5700
5750
5800
5850
5900
5950
6000
6050
6100
6150
6200
6250
6300
6350
6400
6450
6500
6550
6600
6650
6700
6750
6800
6850
6900
6950
7000
7050

Factor
0.1321
0.1334
0.1347
0.1360
0.1373
0.1385
0.1398
0.1411
0.1424
0.1437
0.1460
0.1463
0.1475
0.1483
0.1500
0.1513
0.1525
0.1539
0.1552
0.1566
0.1579
0.1592
0.1605
0.1619
0.1632
0.1646
0.1659
0.1672
0.1685
0.1697
0.1710
0.1723

Feet
7750
7800
7850
7900
7950
8000
8050
8100
8150
8200
8250
8300
8350
8400
8450
8500
8550
8600
8650
8700
8750
8800
8850
8900
8950
9000
9050
9100
9150
9200
9250
9300

Factor
0.1911
0.1924
0.1938
0.1952
0.1955
0.1979
0.1993
0.2006
0. 2019
0.2032
0.2046
0.2067
0.2072
0. 2086
0.2093
0.2113
0. 2126
0.2133
0. 2139
0.2140
0.2164
0.2168
0.2182
0.2195
0.2209
0.2220
0.2236
0.2250
0.2264
0.2278
0.2291
0.2305

79

2600
2650
2700
2750
2800
1850
2900
2950
3000
3050
3100
3150
3200

0.0604
0.0616
0.0623
0.0640
0.0661
0.0663
0.0675
0.0687
0.0700
0.0712
0.0724
0.0736
0.0748

4850
4900
4950
5000
5050
5100
5150
5200
5250
5300
5350
5400
5450

0.1167
0.1182
0.1194
0.1205
0.1220
0.1232
0.1245
0.1258
0.1270
0.1283
0.1295
0.1208
0.1308

7100
7150
7200
7250
7300
7350
7400
7450
7500
7550
7600
7650
7700

0.1736
0.1749
0.1762
0.1777
0.1791
0.1805
0.1819
0.1832
0.1844
0.1857
0.1870
0.1884
0.1897

9350
9400
9450
9500
9550
9600
9650
9700
9750
9800
9850
9900
9950
10000

0.2348
0.2362
0. 2377
0.2391
0.2404
0.2410
0.2424
0.2443
0.2462
0.2457
0.2489
0.2503
0.2516
0.2530

80
Bảng 5.3 Hệ số hiệu chỉnh áp suất và đường kính tối đa của van

Kiểu van
inch
1/8
3/16
7/32
1/4
9/32
5/16
11/32
3/8
7/16
1/2

IPO
PPO

Hệ số hiệu chỉnh áp suất
1 inch OD
1 ½ inch OD
Square seat
Beveled seat
Square seat
Beveled seat
0.0447
0.0716
0.0170
0.0280
0.1036
0.1348
0.0393
0.0502
0.1453
0.1769
0.1972
0.2278
0.0710
0.0807
0.2620
0.3646
0.3034
0.4569
0.1146
0.1445
0.4454
0.5716
0.5769
0.7168
0.1727
0.2021
0.2496
0.3193
0.3516
0.4262
Đường kính tối đa của van
1” OD
5/16”
1/4”

1 ½ OD
1/2”
5/16”

Bảng 5.4 Đặc tính của một số van gaslift liên tục
Type
Valve

Ab
in

Ball
In

Seat
Ang Pott

Fts

Type
Valve

Ab
in

Ball
In

Seat
Ang Pott

Fts

81
le
LE-14

LME16
RM14R

RM14R
R-12R

0.12

1/4
5/16
3/8
3/8
0.23 1/2

45
45
45
45
45

0.16
0.20
0.20
0.25
0.25

0.20
0.32
0.46
0.24
0.43

3/16
0.12 1/4
5/16
5/16

45
45
37
45

0.12
0.16
0.19
0.20

0.12
0.20
0.23
0.32

1/4
0.23 5/16

45
45

0.12
0.20

0.11
0.17

0.31

45
45

0.16
0.20

0.08
0.12

1/4
5/16

NM-15
NM-15R

0.31

0.23
WFM-14
WF-14R
WFB-14R
WF-14
WF-3

0.31

N-15
N-15R

BKT

5/16
3/8
0.77 7/16
1/2
3/8
1/8”

-

0.250
0.312
0.375
0.437
0.500

0.67
0.103
0.148
0.200
0.261
0.43

WFM14R
0.12

1/4
5/16
3/8
7/16

le
-

1/4
5/16
3/8
3/8
1/2
1/2

37
37
38
45
38
45

1/4
5/16
3/8
3/8
1/2
1/2

37
37
38
45
38
45

1/4
9/23
5/16
3/8

37
37
37
37

5/32


0.18
7
0.25
0
0.31
2
0.37
5
-

-

0.094
0.166
0.256
0.367
0.08
0.12
0.13
0.24
0.33
0.43

0.06
0.09
0.14
0.18
0.24
0.32
0.15
0.19
0.23
0.33
0.067