Подъем жидкости за счет энергии расширяющего газа

В фонтанных скважинах II и III типов газ выделяется из притекающей нефти. При давлении, равном давлению насы­щения Р_н, количество свободного газа, равно нулю, весь газ растворен в нефти. Вдоль пути движения по мере снижения давления от Р_н до Р_у, количество свободного газа, приходящегося на единицу расхода нефти, увеличивается от нуля до некоторого значения. Количество выделившегося (свободного) газа У_гс при любом текущем давлении Р можно представить как разность начального и текущего количеств растворенного газа:

где G₀ - газовый фактор; а - коэффициент растворимости газа в нефти; Q_н - расход нефти; Р₀ - атмосферное давление.

Поскольку с увеличением содержания газа плотность га­зожидкостной смеси уменьшается, то в целом для всей длины подъемных труб при уменьшении давления от Р₁ до Р₂ необхо­димо принять среднее количество свободного газа. Принимая давление, линейно зависящим от длины, усредненный по длине подъемных труб расход газа можно записать:

где п_в = Q_в/Q_ж- обводненность продукции; Q_e - расход добываемой попутно с нефтью воды; Q_ж= Q_н + Q_в - расход жидкости.

Таким образом, в подъемных трубах действует удельный расход газа, называемый эффективным газовым фактором.

Располагаемый эффективный газовый фактор должен быть не меньше потребного удельного расхода газа в газожидкостном подъемнике. Отсюда условие газлифтного фонтанирования можно записать в виде:

где R₀ - удельный расход газа, т.е. количество газа, рас­ходуемое на подъем 1 т жидкости.

С позиций рационального расходования пластовой энергии фонтанный подъемник должен работать при максимальном КПД, то есть при оптимальном удельном расходе газа. Тогда условие (3.18) уточняется так: