Để xác định các thông số của van 4, từ điểm Pmin3 = 879,79 psi = 59,89 at trên

67



Từ độ sâu H = 8431 ft = 2569,87 m và áp suất lỏng cân bằng P lcb4= 72,54 at

(1065,58 psi) tra hình 4.1 ta có: GRL4= 900 scf/bbl (160,28 m 3 / m 3 )

11. Lưu lượng chất lỏng đi lên trong ống nâng

Áp suất đáy giếng khi bơm ép khí qua van 4:

Pd4 = Pmin4 +



= 70,05 +



= 202 (at)



Vì Pd4< P v nên lúc này có dòng chảy từ vỉa vào giếng nên ta chọn lưu lượng

tăng thêm 20% so với lưu lượng thiết kế

QL4 = 30 + 20%.62 = 42,4 m 3 /ng.đ

12. Thể tích khí nén qua van :

Vk4 = (GLR4 − FGLR).QL4

Trong đó :

GLR4 : Là tỷ số khí lỏng khi khí nến qua van 4

FGLR: Là tỷ số lưu lượng khí riêng của dòng sản phẩm

FGLR = FGOR .(1−f ) = 100.0,84.( 1− 0,5 ) = 42 (m 3 /m3)

nc

Khi đó: Vk4= (160,28 – 42).42,4 = 5015(m 3 /ng.đ)

Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ tại vị trí đặt van ta hiệu chỉnh lại lượng khí nén

lớn nhất qua van 4 là :

Vknmax4= Vk4.Ctg4 = 5015 .1,255 = 3996.1 (m 3 /ng.đ)

13. Đường kính lỗ van,từ các thông số của van 4

Áp suất khí nén cân bằng: Pkcb4 = 94,954 at =1394,87 psi = 93,12 (bar)

Áp suất chất lỏng cân bằng: Plcb4 = 72,54 at = 1065,58 psi = 71,14 (bar)

Lượng khí nén lớn nhất: Vknmax4 = 3996,1 (m 3 /ng.đ) = 165 Mcu.ft/ngđ

Ta có : Plcb4 = 72,54 at

Pkcb4 = 94,954 at

Plcb4/Pkcb4 = 0,764 tra hình 4.4 ta được K4 = 0,412

C’ =



=



= 0,287



Với Pkcb4 = 94,954.14,69 = 1394,87 psi

Từ hệ số C’ ta có đường kính lỗ van :

d=



=



= 0,078 inch



68



chọn đường kính lỗ van theo nhà sản xuất bảng 4.5 là



inch



14. Áp suất mở van ở điều kiện chuẩn 15,5 0C (60 0F)

Với đường kính lỗ van là 1/8” inch tra bảng hệ số hiệu chỉnh của lỗ van

(Bảng 4.5) ta có : Fl4= 0,0716

Để xác định giá trị hiệu dụng Cl4 ta cần tính :

Áp suất mở van ở điều kiện bề mặt :

Pbm4=



=



= 93,46 (at)



Tra bảng 4.6. với Tl4 = = 99,860C = 211,750F và Pbm4= 93,46 (at) = 91,65

(bar) ta được Ct4= 0,7467

Áp suất mở van ở điều kiện chuẩn là :

Pmv4= Ct4.(



+



.Fl4) = 0,7467.(94,954 + 72,54.0,0716) = 74,78(at)



3.3.3.5 Van số 5.

Để xác định các thông số của van 5, từ điểm P min4 = 1029 psi = 70,05 at trên

hình 4.1, 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 so

với đường bơm ép khí của van làm việc số 4 khoảng 40 psi để tạo chênh áp cho khí

nén đi qua van số 5 vào ống nâng được dễ dàng.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 cần thiết đặt van số 5.

Tính toán tương tự như đối với van trên ta có các thông số của van 5 như sau:

1. Độ sâu đặt van 5:

H5 = 9450 ft = 2880,3 m.

2. Nhiệt độ khí nén tại độ sâu đặt van 5: Tkn5 = 103,9 0C = 219 0F

3. Nhiệt độ chất lỏng trong ống khai thác ở độ sâu đặt van 5:

T15 = 106,7 0C = 224,1 0F.

4. Áp suất khí nén tại vị trí van 5:

Pkn5 = 1458,13 psi = 99,26 at.

5. Áp suất nhỏ nhất (từ điểm đặt van) mà dòng chất lỏng trong ống khai thác đạt

được khi khí nén qua van 5:

Pmin5 = 1142,2 psi = 77,75 at.

6. Áp suất cực đại trong ống nâng tại vị trí van 5:

Để xác định áp suất cực đại trong ống nâng tại điểm đặt van, ta chỉ cần nối

điểm áp suất miệng với điểm áp suất khí nén tại độ sâu của van dưới nó P kn5 . Theo

(hình 4.1) ta có giá trị :

Pmax5 =1349,32 psi = 91,85 at.

7. Hệ số hiệu chỉnh lưu lượng khí nén ở vị trí van 5:



69



Ctg5 = 0,075.



= 0,075.



= 1.269



8. Áp suất khí nén dùng để cân bằng lực đóng mở van 5

Pkcb5= Pkn5 - ∑∆Pk5

= (Pmax4- Plcb4).Fl4 = (89,86 – 72,54). 0,0716 = 1,24 (at)

∑∆Pk5 =



+ ∑∆Pk4 = 1,24 + 4,906 = 6,146 (at)



Vậy Pkcb5 = 99,26 – 6,146 = 93,11 (at) = 1367,8 psi

9. Áp suất chất lỏng trong ống nâng dùng để cân bằng lực đóng mở van 5:

Plcb5= Pmin5+ f.( Pkcb5- Pmin5)

Chọn f = 10%

Khi đó : Plcb5 = 1142,2+10%.(1367,8-1142,2) = 1164,76 psi = 79,29 at

10. Tỷ số khí lỏng khi nén khí qua van 5:

Từ độ sâu H = 9450 ft = 2880,3 m và áp suất lỏng cân bằng P lcb5= 79,29 at (1164,76

psi) tra hình 4.1 ta có: GRL5= 950 scf/bbl (169,19 m 3 / m 3 )

11. Lưu lượng chất lỏng đi lên trong ống nâng

Áp suất đáy giếng khi bơm ép khí qua van 5:

Pd5 =Pmin5 +

Vì Pd5< P v



= 77,75 +



= 173,4(at)



nên lúc nàycódòng chảy từ vỉa vào giếng ,ta chọn :



QL5= 54,8 m 3 /ng.đ

12. Thể tích khí nén qua van :

Vk5 = (GLR5- FGLR).QL5

Trong đó :

GLR5 : Là tỷ số khí lỏng khi khí nến qua van 5

FGLR: Là tỷ số lưu lượng khí riêng của dòng sản phẩm

FGLR = FGOR .(1-f ) = 100.0,84.( 1- 0,5 ) = 42 (m 3 /m3)

nc

Khi đó: Vk5= (169,19 – 42).54,8 = 6970 (m 3 /ng.đ)

Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ tại vị trí đặt van ta hiệu chỉnh lại lượng khí nén

lớn nhất qua van 5 là :

Vknmax5 = Vk5.Ctg5 = 6970.1,269 = 8845 (m 3 /ng.đ)

13. Đường kính lỗ van,từ các thông số của van 5

Áp suất khí nén cân bằng: Pkcb5 = 93,11 (at) = 1367,8 psi = 91,3 (bar)

Áp suất chất lỏng cân bằng: Plcb5 = 79,29 at = 1164,76 psi = 77,7 (bar)



70



Lượng khí nén lớn nhất: Vknmax5 = 8845(m 3 /ng.đ) = 321,6 Mcu.ft/ngđ

Ta có : Plcb5 = 79,29 at

Pkcb5 = 93,11 at

Plcb5/Pkcb5 = 0,85 tra hình 4.4 ta được K5 = 0,35

C’ =



=



= 0,6717



Với P = 93,11.14,69 = 1367,8 psi

Từ hệ số C’ ta có đường kính lỗ van :

d=



=



= 0,145 inch



chọn đường kính lỗ van theo nhà sản xuất bảng 4.5 là



inch



14. Áp suất mở van ở điều kiện chuẩn 15,5 0C (60 0F):

Với đường kính lỗ van là 3/16” inch tra bảng hệ số hiệu chỉnh của lỗ van

(Bảng 4.5) ta có : Fl5= 0,1348

Để xác định giá trị hiệu dụng Cl5 ta cần tính :

Áp suất mở van ở điều kiện bề mặt :

Pbm5=



=



= 91,47 (at)



Tra bảng 4.6. với Tl5 = 106,7 0 C = 224,1 0 F và Pbm5= 91,47 (at) = 89,7 (bar) ta được

Ct5= 0,733

Áp suất mở van ở điều kiện chuẩn là :

Pmv5= Ct5.(



+



.Fl5) = 0,733.(93,11 + 79,29.0,1348) = 76,08 (at)



3.3.3.6. Van số 6.

Để xác định các thông số của van 6, từ điểm P min5 = 1142,2 psi = 77,75 at trên

hình 4.1, 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 so

với đường bơm ép khí của van làm việc số 5 khoảng 40 psi để tạo chênh áp cho khí

nén đi qua van số 6 vào ống nâng được dễ dàng.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 cần thiết đặt van số 6.

Tính toán tương tự như đối với van trên ta có các thông số của van 6 như sau:



71



1. Độ sâu đặt van 6:

H6 = 10148 ft = 3093 m.

2. Nhiệt độ khí nén tại độ sâu đặt van 6: Tkn6 = 109,650C = 229,40F

3. Nhiệt độ chất lỏng trong ống khai thác ở độ sâu đặt van 6:

T16 = 111,44 0C = 232,60F.

4. Áp suất khí nén tại vị trí van 6:

Pkn6 = 1435,97 psi = 97,75 at.

5. Áp suất nhỏ nhất (từ điểm đặt van) mà dòng chất lỏng trong ống khai thác đạt

được khi khí nén qua van 6:

6. Áp suất cực đại trong ống nâng tại vị trí van 6:

Pmin6 = 1221,48 psi = 83,15 at.

Để xác định áp suất cực đại trong ống nâng tại điểm đặt van, ta chỉ cần nối

điểm áp suất miệng với điểm áp suất khí nén tại độ sâu của van dưới nó P kn6 . Theo

(hình 4.1) ta có giá trị :

Pmax6 = 1352,8 psi = 92,09 at

7. Hệ số hiệu chỉnh lưu lượng khí nén ở vị trí van 6:

Ctg6 = 0,075.



= 0,075.



= 1.279



8. Áp suất khí nén dùng để cân bằng lực đóng mở van 6

Pkcb6= Pkn6 - ∑∆Pk6

= (Pmax5- Plcb5).Fl5 = (91,85 – 79,29). 0,1348 = 1,693 (at)

∑∆Pk6 =



+ ∑∆Pk5 = 1,693 + 6,146 = 7,839 (at)



Vậy Pkcb6 = 97,75 – 7,839 = 89,911 (at) = 1320,79 psi

9. Áp suất chất lỏng trong ống nâng dùng để cân bằng lực đóng mở van 6:

Plcb6= Pmin6+ f.( Pkcb6 − Pmin6)

Chọn f = 10%

Khi đó : Plcb6 = 1221,48 + 10%.(1320,79 − 1221,48)= 1231,41 psi = 83,83 at

10. Tỷ số khí lỏng khi nén khí qua van 6:

Từ độ sâu H =10148 ft = 3093 m và áp suất lỏng cân bằng P lcb6= 83,83 at

(1231,41 psi) tra hình 4.2 ta có: GRL6= 1000 scf/bbl (178 m 3 / m 3 )

11. Lưu lượng chất lỏng đi lên trong ống nâng

Áp suất đáy giếng khi bơm ép khí qua van 6:

Pd6 =Pmin6 +



= 83,15 +



= 188,7(at)



Vì Pd6< P v nên lúc này có dòng chảy từ vỉa vào giếng ,ta chọn QL6= 62 m 3 /ng.đ

12. Thể tích khí nén qua van :



72



Vk6 = (GLR6- FGLR).QL6

Trong đó :

GLR6 : Là tỷ số khí lỏng khi khí nến qua van 6

FGLR: Là tỷ số lưu lượng khí riêng của dòng sản phẩm

FGLR = FGOR .(1-f ) = 100.0,84.( 1- 0,5 ) = 42 (m 3 /m3)

nc

Khi đó: Vk6= (178 – 42).62 = 8432 (m 3 /ng.đ)

Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ tại vị trí đặt van ta hiệu chỉnh lại lượng khí nén

lớn nhất qua van 6 là :

Vknmax6= Vk6.Ctg56= 8432 .1,279 = 10784,5 (m 3 /ng.đ)

13. Đường kính lỗ van,từ các thông số của van 6

Áp suất khí nén cân bằng: Pkcb6 = 89,911 (at) = 1320,79 psi = 88,17 (bar)

Áp suất chất lỏng cân bằng: Plcb6 = 83,83 at = 1231,41 psi = 82,2 (bar)

Lượng khí nén lớn nhất: Vknmax5 = 10784,5 (m 3 /ng.đ) = 379,21 Mcu.ft/ngđ

Ta có : Plcb6 = 83,83 at

Pkcb6 = 89,911 at

Plcb6/Pkcb6 = 0,93 tra hình 4.4 ta được K6 = 0,25

C’ =



=



= 1,148



Với Pkcb6 = 89,911.14,69 = 1320,79 psi

Từ hệ số C’ ta có đường kính lỗ van :

d=



=



= 0,157 inch



chọn đường kính lỗ van theo nhà sản xuất bảng 4.5 là



inch



14. Áp suất mở van ở điều kiện chuẩn 15,5 0C (60 0F);

Với đường kính lỗ van là 3/16” inch tra bảng hệ số hiệu chỉnh của lỗ van (Bảng 4.5)

ta có : Fl6= 0,1348

Để xác định giá trị hiệu dụng Cl6 ta cần tính :

Áp suất mở van ở điều kiện bề mặt :

Pbm6=



=



= 89,18 (at)



Tra bảng 4.6. với Tl6 = 111,44 0C = 232,60F và Pbm6 = 89,18 (at) = 87,45 (bar) ta



73



được Ct6= 0,7235

Áp suất mở van ở điều kiện chuẩn là :

Pmv6= Ct6.(



+



.Fl6)= 0,7235.(89,911 + 83,83.0,1348) = 73,23 (at)



3.3.3.7. Van số 7.

Để xác định các thông số của van 7, từ điểm P min6 = 1142,2 psi = 77,75 at trên

hình 4.1, 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 so

với đường bơm ép khí của van làm việc số 6 khoảng 40 psi để tạo chênh áp cho khí

nén đi qua van số 7 vào ống nâng được dễ dàng.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 cần thiết đặt van số 7.

Tính toán tương tự như đối với van trên ta có các thông số của van 7 như sau:

1. Độ sâu đặt van 7:

H7 = 10578 ft = 3224 m.

2. Nhiệt độ khí nén tại độ sâu đặt van 7: Tkn7 = 113,160C = 235,690F

3. Nhiệt độ chất lỏng trong ống khai thác ở độ sâu đặt van 7:

T17 = 114,33 0C = 237,810F.

4. Áp suất khí nén tại vị trí van 7:

Pkn7 = 1400 psi = 95,3 at.

5. Áp suất nhỏ nhất (từ điểm đặt van) mà dòng chất lỏng trong ống khai

thác đạt được khi khí nén qua van 7:

Pmin7 = 1271,28 psi = 86,54 at.

6. Hệ số hiệu chỉnh lưu lượng khí nén ở vị trí van 7:

Ctg7 = 0,075.



= 0,075.



= 1.285



7. Áp suất khí nén dùng để cân bằng lực đóng mở van 7

Pkcb7 = Pkn7 - ∑∆Pk7

= (Pmax6- Plcb6).Fl6 = (92,09 – 83,83). 0,1348 = 1,113 (at)

∑∆Pk7 =



+ ∑∆Pk6 = 1,113 + 7,839 = 8,952 (at)



Vậy Pkcb7 = 95,3 – 8,952 = 86,348 (at) = 1268,45 psi

8. Áp suất chất lỏng trong ống nâng dùng để cân bằng lực đóng mở van 7:

Plcb7 = Pmin7+ f.( Pkcb7- Pmin7)

Chọn f = 10%

Khi đó : Plcb7 = 1271,28+10%.(1268,45 − 1271,28) = 1271 psi = 86,52 at

9. Tỷ số khí lỏng khi nén khí qua van 7:

Từ độ sâu H = 10578 ft = 3224 m và áp suất lỏng cân bằng P lcb7= 86,52 at

(1271 psi) tra hình 4.2 ta có: GRL7 = 1200 scf/bbl (214 m 3 / m 3 )



74



10. Lưu lượng chất lỏng đi lên trong ống nâng

Áp suất đáy giếng khi bơm ép khí qua van 7:

Pd7 =Pmin7 +



= 86,54 +



= 143(at)



Vì Pd7< P v nên lúc này có dòng chảy từ vỉa vào giếng ,ta chọn QL7= 62 m 3 /ng.đ

11. Thể tích khí nén qua van :

Vk7 = (GLR7 - FGLR).QL7

Trong đó :

GLR7 : Là tỷ số khí lỏng khi khí nến qua van 7

FGLR: Là tỷ số lưu lượng khí riêng của dòng sản phẩm

FGLR = FGOR .(1−f ) = 100.0,84.( 1− 0,5 ) = 42 (m 3 /m3)

nc

Khi đó: Vk7= (214 – 42).62 = 10664 (m 3 /ng.đ)

Dưới ảnh hưởng của nhiệt độ tại vị trí đặt van ta hiệu chỉnh lại lượng khí nén

lớn nhất qua van 7 là :

Vknmax7 = Vk7.Ctg7 = 10664 .1,285 = 13703,24 (m 3 /ng.đ)

12. Đường kính lỗ van,từ các thông số của van 7

Áp suất khí nén cân bằng: Pkcb7 = 86,348 (at) = 1268,45 psi = 84,67 (bar)

Áp suất chất lỏng cân bằng: Plcb7 = 86,52 at = 1271 psi = 84,85 (bar)

Lượng khí nén lớn nhất: Vknmax7 = 13703,24 (m 3 /ng.đ) = 484,39 Mcu.ft/ngđ

Ta có : Plcb7 = 86,52 at

Pkcb7 = 86,348 at

Plcb7/Pkcb7 = 1 tra hình 4.4 ta được K7 = 0,08

C’ =



=



= 4,62



Với Pkcb7 = 86,348.14,69 = 1268,45 psia

Từ hệ số C’ ta có đường kính lỗ van :

d=



=



= 0,325inch



chọn đường kính lỗ van theo nhà sản xuất bảng 4.5 là

13. Áp suất mở van ở điều kiện chuẩn 15,5 0C (60 0F)



inch



75



Với đường kính lỗ van là 5/16” inch tra bảng hệ số hiệu chỉnh của lỗ van (Bảng 4.5)

ta có : Fl7= 0,4569

Để xác định giá trị hiệu dụng Cl7 ta cần tính :

Áp suất mở van ở điều kiện bề mặt :

Pbm7=



=



= 86,4 (at)



Tra bảng 4.6. với Tl7 = 114,33 0C = 237,810F và Pbm7 = 86,4 (at) = 84,72 (bar)

ta được Ct7= 0,719

Áp suất mở van ở điều kiện chuẩn là :

Pmv7= Ct7.(



+



.Fl7)= 0,719. (86,348 +86,52.0,4569) = 90,5 (at)



 Ta thấy : Lưu lượng chất lỏng trong ống nâng tại van số 7 (Q l7) theo tính toán

là : Q = K.



= K.(Pv – Pd7) = 0,95.(220-140) = 76 (T/ngđ) = 63,84 (m3/ngđ)



Ql7 đạt mức lưu lượng theo thiết kế ,vì vậy ta chọn van số 7 là van làm việc ,các

van trên (1,2,3,4,5,6 là van khởi động) .

Ngoài ra để phòng trường hợp áp suất vỉa giảm ,ta thiết kế van dự phòng số 8 .Van

số 8 xác định từ điểm Pmin7 = 1271,28 psi = 86,54 at trên hình 4.2, 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 so với đường bơm ép khí của

van làm việc số 7 khoảng 40 psi để tạo chênh áp cho khí nén đi qua van số 8 vào

ống nâng được dễ dàng.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 cần thiết đặt van số

8.Độ sâu đặt van dự phòng số 8 : H8 = 10790 ft = 3288 m

3.4.Áp suất mở đóng van khởi động và đường kính lỗ van

Van



1



2



3



4



5



6



7



Độ sâu (m)



879,3



1587



2144,66



2569,87



2880,3



3093



3224



Tkn ( 0 C)



50,55



69,44



84,3



95,66



103,9



109,65



113,16



Tl ( 0 C)



62,4



78,12



90,45



99,86



106,7



111,44



114,33



76



Pkn (at)



94,6



97,73



99,4



99,86



99,26



97,75



95,3



Pmin (at)



31,19



47



59,89



70,05



77,75



83,15



86,54



P max (at)



59,49



76,68



85,32



89,86



91,85



92,09



∆Pk (at)



0



1,573



1,773



1,56



1,24



1,693



1,113



∑ ∆P (at)



0



1,573



3,346



4,906



6,146



7,839



8,952



Pkcb (at)



94,6



96,16



96,054



94,954



93,11



89,911



86,348



Plcb (at)



37,52



51,92



63,5



72,54



79,29



83,83



86,52



V max (m 3



2205



2298,9



3569,69



6070,43



8552,8



10451,4

8



13368,6

3



90,78



93,2



93,87



93,46



91,47



89,18



86,4



81,72



79,68



77,21



74,78



76,08



73,23



90,5



k



/ng.đ)



Φ lv (inch)



P



bm



(at)



P mv (at)



Bảng 3.3.Kết quả tính toán cho các van Gaslift



77



0



0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40

PRESSURE IN 100 PSI



1

2



1



6



Pmax2



Pmax3



Pmin3



8



Pmin5

Pmin6

Pmin7



H6

H7

H8



Tl2



Pmax5

Pmax6



Pkn3

Pkn4

Pkn5

Pkn6

Pkn7



Tl3

Tkn3



Tl4

Tkn4



Tl5

Tkn5

Tkn6



Tl6

Tl7

Tkn7



CAMCO

Gas Lift



14



Pmax4



Pmin4



9



H5



Pkn2

Tkn2



Pmin2



H4



13



Tl1

Tkn1



H3



12



4



Pmin1

DEPTH IN 1000 FEET



H2



5

Pkn1



Pmax1



H1



4



3



2



0 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260

TEMPERATURE (F)



Hình 3.1. Biểu đồ xác định chiều sâu đặt van Gaslift cho giếng 1007 - MSP10 Mỏ

Bạch Hổ