Расчет освоения скважин методом замены жидкости

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2,3

Цель работы: Уметь рассчитать основные параметры освоения: забойное давление, давление закачки, объем закачиваемого флюида и продолжительность закачки.

Задание: Рассчитать основные параметры процесса освоения скважины для следующих условий: глубина скважины , глубина спуска колонны НКТ H, пластовое давление . Скважина обсажена обсадной колонной с внутренним диаметром и полностью заполнена глинистым раствором плотностью . Наружный диаметр НКТ , внутренний диаметр . Необходимо рассчитать давление закачки , объем жидкости закачки и продолжительность закачки при прямой (жидкость подается в колонну НКТ) и обратной (жидкость подается в кольцевой зазор между трубами) закачках. Жидкость закачки – вода (плотность = 1000 кг/м, вязкость = 0.001 Па с. Закачка ведется агрегатом 4АН-700 (УН 1-630 700А).

Так как закачка ведется агрегатом 4АН-700, выбирают, например, третью скорость при диаметре плунжера 100мм (подача Q = 0.012м/с, давление p =37.4 МПа).

Таблица №1 Исходные данных

Параметр	Вариант
	1-3	4-6	7-9	10-12	13-15	16-18	19-21	22-24	25-27	28-30

H, м
, МПа
	0.1053	0.1053	0.1053	0.1053	0.1053	0.1053	0.1053	0.1053	0.1053	0.1053
кг/м³

Таблица №2 Исходных данных

Вариант	Параметр
	,мм	, кг/м³	,Па
1;4;7;10;13;16;19;22;25;28	0.089	0.076		0.001
2;5;8;11;14;17;20;23;26;29	0.073	0.062		0.001
3;6;9;12;15;18;21;24;27;30	0.073	0.059		0.001

Под освоением скважины понимаются процессы снижения противодавления на пласт, создания депрессии и вызова притока депрессии и вызова притока. Основные рассчитываемы параметры – забойное давление, давление закачки, объем закачиваемого флюида и продолжительность закачки.

Закачка жидкости может быть прямой (жидкость закачки подается в колонну насосно-компрессорных труб) и обратной (жидкость закачки подается в кольцевой зазор между НКТ и обсадной колонной). При этом для каждого вида закачки необходимо уметь рассчитать потери на трение.

1. Рассчитываем величины пластической вязкости и предельного (динамического)напряжения сдвига по формулам:

0.022

где = - плотность неньютоновской (вязкопластичной) жидкости, кг/м,

ŋ - пластическая вязкость, Па с;

- предельное (динамическое) напряжение сдвига, Па.

2. Вычисляем скорость движения жидкости в кольцевом зазоре:

где Q =0,012м³/с - расход жидкости, м /с.

3. Рассчитываем число Рейнольдса для воды

4. Коэффициент гидравлического сопротивления рассчитываем в зависимости от числа Рейнольдса по следующим формулам:

при

при

5. Градиент потерь давления на трение при движении воды находим по формуле:

6. Рассчитываем параметр Хедстрема:

7. Критическое число Рейнольдса:

8. Определим критическую скорость по формуле:

9. Вычислим параметр Сен-Венена-Ильюшина:

10. По рисунку 1 определяем коэффициент ( кривая 2).

Рисунок 1 – Зависимость коэффициента β от параметра Сен-Венана-Ильюшина Sen

1 – для круглого сечения; 2 – для кольцевого сечения

11. Рассчитываем градиент потерь давления на трение при движении жидкости глушения и закачки в кольцевом зазоре соответственно:

=

12. Определяем высоту от забоя скважины:

13. Объем жидкости закачки определяем по формуле:

14. Максимальный объем жидкости закачки рассчитываем по формуле:

15. Определяем продолжительность закачки:

, сек- перевести в минуты

16. Максимальное время закачки определяем по формуле:

17. Для вычисления максимального давления закачки предварительно определяем скорость движения в трубе:

18. Число Рейнольдса для воды:

19. При 100000 коэффициент гидравлического сопротивления рассчитывают по формуле Г.К.Филоленко:

²

20. Потери на трение в трубах Δр_твычисляются по формуле Дарси-Вейсбаха:

Δр_т=(0,81·λ·Н·Q²·ρ_ж)/d_вн⁵, Па (перевести в МПа)

21. Определяем критическую скорость в трубе:

= 25

22. При режим движения турбулентный и потери рассчитываются по формуле:

= 0.012 / (перевести в МПа)

23. Находим потери давления на трение при движении жидкости глушения в кольцевом зазоре на расстоянии Н, Па:

= Н, МПа (перевести в МПа)

24. Выше уже определены (см.п.20) и вычисляем :

= Н, МПа

25. Рассчитываем давление закачки:

= ( - ) g(H – x) + +

26. Рассчитываем максимальное давление закачки:

= gH( - ) + +

Вывод: при работе насосного агрегата на третьей скорости максимальное давление прямой закачки составляет_________ МПа, а насосный агрегат развивает давление 37.4 МПа.