Ибряевского месторождения
.pdf67
По действующей классификации допустимых сроков эксплуатации принято считать, что водоводы,
эксплуатируемые:
до трех лет – новые;
до десяти лет – средней продолжительности;
более десяти лет – старые.
Следуя данной классификации, из таблиц видно, что 53,21 % водоводов отработали нормативный срок
эксплуатации, установленный продолжительностью 10 лет в нефтедобывающей промышленности (РД 39-132-94) [5].
Таким образом, рассматриваемая водоводная система эксплуатации Ибряевского месторождения требует контроля,
диагностического обследования технического состояния водоводов, а также рекомендуется проведение ежегодного планового капитального ремонта и замены отбракованных и непригодных к дальнейшей эксплуатации участков
водоводов.
Фактические и требуемые показатели качества воды для закачик в пласт приведены в таблицах 1.18 1.19.
Таблица 1.18
|
|
|
Фактические показатели качества воды для ППД |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Критерий |
|
|
Показатели |
|
|
|
|
Содержание нефтепродуктов, мг/мд3 |
|
22 |
|
|
|
|
|
Содержание механических примесей, мг/мд3 |
26 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 1.19 |
|
|
|
Требуемые показатели качества воды для ППД |
||||
|
|
|
|
|
|||
Тип коллектора |
Проницаемость, |
Разрешенное содержание загрязнений, мг/л |
|
||||
|
|
мкм2 |
Нефть |
Мех. примеси |
|
||
Поровый |
<0.2 |
15-20 |
10-15 |
|
|
||
Консорциум « Н е д р а »
vk.com/id446425943
Макет космического корабля «Восток-1» в павильоне «Космос» на ВДНХ. За ним — цитата К. Э. Циолковского:
«Сначала неизбежно идут: мысль, фантазия, сказка. За ними шествует научный расчёт. И уже в конце концов исполнение венчает мысль»
Консорциум « Н е д р а »
68
|
0.2-0.5 |
20-30 |
20-30 |
|
>0.5 |
30-40 |
30-40 |
Проницаемость пласта на данном месторождении составляет 0,51 мкм2, следовательно мы укладываемся в рамки
требований.
Выводы по системы ППД:
1.Невозможно замерить приемистость нагнетательной скважины. Необходимо оборудовать нагнетельную скважину счетчиком расхода жидкости. Счетчик типа СВУ.
2.Сырьем для ППД является пластовая вода отделенная в аппаратах ДНС-3 с УПСВ и УПСВ Ибряевская.
3.Надежная и безаварийная эксплуатация действующей системы высоконапорных водоводов пластовой воды в дальнейшем будет осложнена тем, что трубопроводы отработали на 53,21% на Ибряевском месторождении свой нормативный срок. Необходимо заменить трубопроводы отработавшие нормативный срок 10 лет, на новые гибкие полимерно-металлические ГПМТ-100.
4.Глава 2.Техническая часть
2.1 Гидравлический расчет сложного однофазного трубопровода
По водоводу, выполненному из старых стальных труб, подают воду от ВРП-6 к скважине №1514. Найти потери и сравнить с фактическими, если фактический перепад давления от ВРП-6 до скв №1514 составляет 22 КПа.
Консорциум « Н е д р а »
|
|
Исходные данные. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Длина первого участка трубопровода |
|
L1=639 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
Внутренний диаметр первого участка трубопровода |
|
Dвн1=0,71 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
Расход жидкости на первом участке |
|
Q1=0,00168 м3/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
Давление на устье скважины №68 |
|
Рвых=5*106 Па |
|
|
|
|
|
|
|
|
Плотность воды |
|
в=1170 кг/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Динамическая вязкость воды |
|
в=1,1*10-3 Па*с |
|
|
|
|
|
|
|
|
Абсолютная шероховатость труб |
|
е=1*10-3 м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт. |
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт проводим по формуле Лейбензона: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
2−m |
|
m |
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
P |
= |
|
|
|
5−m |
||
|
|
|
тр |
|
|
|
D |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вн |
|
||
где |
– эмпирический коэффициент; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Q |
– расход жидкости, м3/с; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– кинематическая вязкость жидкости, м /с; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– плотность воды, кг/м ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
69
Таблица 2.1
(2.1)
Консорциум « Н е д р а »
L |
– длина трубопровода, м; |
|
Dвн |
– внутренний диаметр трубопровода, м; |
|
|
|
|
m |
– эмпирический коэффициент. |
|
|
||
= |
|
|
|
||
|
где |
– динамическая вязкость жидкости, Па с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,1 10 |
−3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
= 9,40 10 |
−7 |
м2/с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1170 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
4 |
|
2−m |
|
|
|
|
|
|
= |
|
||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где A – эмпирический коэффициент.
70
(2.2)
(2.3)
1.Определим режим движения для первого участка трубопровода. Для этого определим числа РейнольдсаRe, Reпер1
иReпер2.
где
v
Re = |
v Dвн |
= |
4 Q |
= |
4 Q |
(2.4) |
|
|
|
||||
|
|
Dвн |
|
Dвн |
|
|
– средняя скорость движения жидкости в трубе, м2/с.
Re 1 |
= |
|
4 0,00168 |
3201 |
|
|
|
|
|||
|
|
0,71 9,40 10 −7 |
|||
|
3,1416 |
|
|
||
Так как Re1 2320, то режим течение турбулентный.
Консорциум « Н е д р а »
|
Re |
пер1 = |
59,5 |
|
|||
|
|
|
|||||
|
87 |
||||||
Re |
|
= |
665 − 765 lg |
||||
пер2 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
где – относительная шероховатость внутренней стенки трубы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
2 е |
||
|
|
|
|
D |
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
вн |
|
71
(2.5)
(2.6)
(2.7)
где
e
– абсолютная шероховатость труб, м.
|
|
|
2 1 10 |
−3 |
|
|
|
= |
|
||
1 |
0,071 |
||||
|
|
||||
|
|
|
|||
=
0,0281
|
|
|
|
|
|
Re |
|
= |
59,5 |
|
= 3125 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
пер1 |
8 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0281 |
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
Re пер2 = |
665 − 765 lg 0,0281 |
|
= 62174 |
|
||||||||||
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0281 |
|
|
|
|
|
|
Так как Re1<Reпер2, следовательно, |
имеем |
|
переходный режим. |
Значит коэффициент m=0,25, а коэффициент |
||||||||||||
А=0,3164. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3164 |
|
4 |
|
2−0,25 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
= |
|
= 0,2414 |
|
|||||||||
|
|
1 |
2 |
|
3,1415 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
P |
= |
0,2414 |
0,001682−0,25 (9,40 10−7 )0,25 |
1170 639 |
= 22315Па. |
|||||||||||
|
|
|||||||||||||||
тр1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0715−0,25 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Консорциум « Н е д р а »
72
Сравним фактические и рассчитанные перепады давления:
∆ факт = 22000 Па; ∆ расч = 22315 Па;
∆= 22315 − 22000 = 1,43% 22000
Из расчёта делаем вывод, что трубопровод работает в нормальном режиме. Погрешность между фактическими показателями и расчетными не превышают 5%. Это говорит о том, что внутри трубопровода отсутствуют отложения, увеличивающие сопротивление при движении жидкости.
2.2 Гидравлический расчет сложного двухфазного трубопровода.
По трубопроводу выполненный из старых стальных труб транспортируется газонасыщенная нефть от скважины №101 до АГЗУ-201. Определить общий перепад давления и сравнить с фактическим. Фактический перепад давления 9 КПа.
Таблица 2.2
Параметры трубопровода
Консорциум « Н е д р а »
73
Наименование параметра. |
|
|
|
Значение параметра. |
|
Длина 1 участка |
|
|
|
L1=119 м |
|
Внутренний диаметр труб на 1 участке |
|
|
|
D1=0,104 мм |
|
Общий объемный расход смеси на 1 участке |
|
|
|
Q1=139 м3/сут |
|
Объемное расходное газосодержание на 1 участке |
|
|
1=27 % |
|
|
Плотность нефти |
|
|
|
н=854 кг/м3 |
|
Плотность газа |
|
|
|
г=1,11 кг/м3 |
|
Динамическая вязкость нефти |
|
|
|
н=15,74 10-3 Па с |
|
Динамическая вязкость газа |
|
|
|
г=2,1 10-6 Па с |
|
Абсолютная шероховатость труб |
|
|
|
е=10-3 м |
|
Массовое газосодержание на 1 участке |
|
|
|
1=0,06 |
|
Расчёт: |
|
|
|
|
|
Определим методику расчёта. |
|
|
|
|
|
Для этого найдём значения показателей |
W |
и |
и сравним их с табличными. |
||
|
|
н |
|
г |
|
|
|
15,74 10 |
−3 |
||
н |
= |
= 7495 1000 |
|||
|
|
||||
|
2,1 10 |
−6 |
|||
|
|
|
|||
г |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
W = GS
где
G
–массовый расход, кг/с;
S
– площадь сечения трубы, м2.
|
G = Q |
||
G |
= 1,61 10 |
−3 |
854 = 1,37 кг / с |
|
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
D |
|
S = |
2 |
|
|
вн |
||
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Консорциум « Н е д р а »
|
|
|
3,1416 0,104 |
2 |
S |
|
= |
|
|
1 |
4 |
|
||
|
|
|
||
|
|
|
|
74
2 |
|
= 0,0085 м |
W |
= |
1,37 |
= 161,2 |
|
|||
1 |
|
0,0085 |
|
|
|
|
Таблица 2.3
|
|
|
|
Определение методика расчета |
W,кг/м2 ∙ с |
|
н |
|
Методика расчета |
|
|
в |
|
|
|
|
|
||
До 100 |
Свыше 1000 |
Локкарта-Мартенелли |
||
|
|
|
||
Свыше 100 |
Свыше 1000 |
Чисхолма |
||
|
|
|
||
Независимо |
До 1000 |
Фриделя |
||
Так как
|
н |
|
1000 |
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
и > 100, то применяем методику Чисхолма.
Исходное уравнение:
∆ = ∆ |
+ ∆ |
∙ (Г2 − 1) ∙ { ∙ [х ∙ (1 − х)]2− |
|
+ х2−} |
|
2 |
(2.10) |
||||
0 |
0 |
|
|
|
|
Определим параметр Чисхолма для шероховатых труб:
Г2 = н = 854 = 776,4г 1,1
Найдем массовое газосодержание:
х = ;
Консорциум « Н е д р а »
75
где = ∙ ;
= ∙ = 1,61 ∙ 10−3 ∙ 0,27 = 4,35 ∙ 10−4 м3/с= 4,35 ∙ 10−4 ∙ 1,1 = 4,785 ∙ 10−4 кг/с
Тогда:
х = 4,785 ∙ 10−4 = 3,49 ∙ 10−4 1,37
Для шероховатых труб: → 0.
Наконец найдем перепад давлений:
∆ = 12458 + 12458 ∙ (776,4 − 1) ∙ ∙ {15 ∙ [0,000349 ∙ (1 − 0,000349)]2 + 0,0003492} = 15483 Па
Сравним фактические и рассчитанные перепады давления: Скв №1584
∆ факт = 15000 Па; ∆ расч = 15483 Па;
∆= 15483 − 15000 = 3,22% 15000
Из расчёта делаем вывод, что трубопровод работает в нормальном режиме. Погрешность между фактическими показателями и расчетными не превышают 5%. Трубопровод работает в нормальном режиме, на внутренней поверхности трубопровода отложения отсутствуют
Консорциум « Н е д р а »