Расчет гидропескоструйной перфорации

            6. Расчет гидропескоструйной перфорации.

Рассчитать процесс гидропескоструйной перфорации на глубине L = 1020м. Скважина имеет эксплуатационную колонну с условным диаметром D = 0,114м и толщиной стенки s = 0,0074мм. При обработке используют колонну НКТ с условным диаметром d = 0,048м, s = 0,004м. Применяют насадки диаметром 0,0045м. Перепад давления Δр_т  + Δр_к = 0,115МПа/100м. Группа прочности К.

Решение.

V_ж = 1,88 ·D ²вн· L = 1,88·0,0992²·1020 = 18,87 м³,

где V_ж – общее количество жидкости;

       D_вн = 0,0992 - внутренний диаметр эксплуатационной колонны, м.

D_вн  = D - 2· s = 0,114 – 2·0,0074 = 0,0992м;

Q_п = 1,13·D ²вн· L ·с_п = 1,13·0,0992²·1020·100 = 1134 кг,

где Q_п – общее количество песка;

    с_п = 100 - объемная концентрация песка в 1мжидкости, кг/м.

Q = 1,414· μ ·n_н ·f_н ·= 1,414 ·0,82 ·4· 0,000016· = 9 м³/с,

где Q – расход рабочей жидкости;

       μ = 0,82 – коэффициент расхода;

       n_н = 4 – количество насадок, шт;

       f_н = 0,000016 – плщадь поперечного сечения насадки на выходе, м²;

f_н = 0,785·0,0045² = 0,000016 м²;

      Δр_н = 19 – потери давления в насадках, МПа;

       ρ - плотность жидкости – песконосителя

ρ = ρ·(1- β) + ρ· β= 1000·(1- 0,04) + 2500·0,04 =1060 кг/м,

    где ρ= 1000 - плотность рабочей жидкости, кг/м;

          ρ= 2500 – плотность песка, кг/м;

             β =0,04 - объемная концентрация песка в смеси;

β= ;

Р = Δр_т  + Δр_к  + Δр_н + Δр_п = 0,115·10,2 + 19 + 3,5 = 23,67 МПа,

где Р – гидравлические потери при проведении гидропескоструйной перфорации;

      Δр_п = 3,5 – потери давления в полости, образовавшейся при воздействии на             породу абразивной струи, МПа.

Р_уд

где Р_уд – допускаемое давление на устье;

       Р_стр = 196 – страгивающая нагрузка резьбового соединения НКТ, кН;

      q_т = 18,5 – вес 1м трубы НКТ, Н/м;

         F_т = 0,000868 – площадь поперечного сечения трубы НКТ.

Условие безопасной работы выполняется:

Р_уд = 136 МПа > 23,7 МПа = Р.

Вывод: Применение НКТ диаметром 48 мм допустимо, т.к. условие безопасной работы выполняется. Гидропескоструйная обработка призабойной зоны скважины для повышения проницаемости является в настоящее время эффективным методом повышения проницаемости ПЗС.