3. Гидравлический разрыв пласта.
Рассчитать основные характеристики ГРП для нагнетательной скважины глубиной L=1020м. Разрыв провести по НКТ с пакером, условный диаметр d = 48мм, толщина стенки δ = 4мм. Проверить колонну НКТ на избыточное внутреннее давление и сделать заключение о пригодности НКТ для ГРП(группа прочности К). В качестве жидкости разрыва и песконосителя нефильтрующийся амбарная нефть: плотность ρ = 945 кг/м, динамическая вязкость μ = 0,285 Па·с. Предполагается закачивать в скважину Q = 4,5 т песка с диаметром зерен 1мм. Темп закачки Q=0,01м3/с. Использовать агрегат 4АН – 700. Рассчитать необходимое количество агрегатов 4АН и автоцистерн для транспортировки на скважину промывочной жидкости. Определить размер трещины после ГРП. Толщина пласта h = 6 м.
Решение.
1. Определение давления на забое Р:
Вертикальная составляющая горного давления Р:
Р= ρ·g·L = 2500 · 9,8 · 1020 · 10= 25 МПа,
где ρ= 2500 – средняя плотность песка, кг/м.
Горизонтальная составляющая горного давления Р:
Р = Рν/(1- ν) = 25·0,2/(1- 0,2) = 6,25 МПа,
где ν = 0,3 – коэффициент Пуассона.
Давления на забое Р:
Для приближенной оценки разрыва пласта при использовании фильтрующейся жидкости:
Р = 10·к· L = 10·1,8·1020 = 15,3 МПа;
2. Определение потерь давления на трение Р при движении жидкости – песконосителя по НКТ:
Плотность жидкости – песконосителя ρ:
ρ = ρ·(1- β) + ρ· β= 945·(1- 0,09) + 2500·0,09 =1085 кг/м,
где ρ= 1050 - плотность чистой жидкости без воды, кг/м;
ρ= 2500 – плотность песка, кг/м;
β =0,09 - объемная концентрация песка в смеси;
β= ;
где с = 300 – объемная концентрация песка в 1мжидкости, кг/м.
Число Рейнольдса Rе:
Rе
где Q = 10 ·10 - темп закачки жидкости – песконосителя, м/c;
d = 0,0403 – внутренний диаметр НКТ, м;
μ = 0,381 - вязкость жидкости – песконосителя, Па·с.
μ = μ· е = 0,285·2,718 = 0,381 Па·с;
Так как Rе = 900 < 1530 – режим движения жидкости ламинарный. Значение коэффициента гидравлического сопротивления λ определится:
λ;
Р
3. Давление, которое необходимо создать на устье при гидроразрыве:
Р= Р + Р - ρgL = 15,3 + 6,0- 1085·9,8·1020·10-6 = 10,5 МПа;
Рабочая жидкость гидроразрыва в скважину закачивают насосными агрегатами 4АН – 700.
Необходимое число насосных агрегатов:
N = Р· Q/(Р ·Q·к) + 1 = 10,5 ·10/(29· 14,6· 0,8) + 1 = 2,
где Р = 29 – рабочее давление агрегата на четвертой скорости, МПа;
Q = 14,6 – подача агрегата при этом давлении, л/с;
к = 0,5…0,8 – коэффициент технического состояния агрегата в зависимости от срока службы.
Объем жидкости для продавки жидкости – песконосителя:
V = 0,785·d·L = 0,785·0,0403·1020 = 1,30 м;
Объем жидкости - песконосителя:
V = Q/ с = 4,5·103/ 200 = 22,5 м;
Время работы одного агрегата:
t = (V+ V)/ Q = (1,3+ 22,5)/ (14,6· 10 ·60) = 27,2 мин;
4.Определение параметров трещины:
Длина трещины после закачки V = 22,5 м:
l =м;
Раскрытие или ширина трещины:
5.Проверка колонны НКТ на избыточное внутреннее давление:
Внутреннее избыточное давление, при котором наибольшее напряжение в трубах достигает предела текучести, определяется по формуле:
Р = 0,875 = 0,875= 71,6МПа,
где 0,875 – коэффициент учитывающий разность сечения трубы;
σ = 491 – предел текучести для НКТ группы прочности К, МПа.
Условие прочности трубы:
Р = 10,5 МПа < 54,2 МПа = Р/n,
где n = 1,32 – коэффициент запаса.
Вывод: колона Насосно-компрессорные трубы d = 48мм группы прочности К - для нижнего участка трубы условие прочности выполняется и для проведения гидропескоструйной перфорации подходят.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.