КРС Сб.задач

где VБУНК = 9 м3 объем бункера пескосмесительного агрегата.

Продолжительность процесса ГРП выражается уравнением:

где q =0,0225 м3/с - темп закачки жидкостей ГРП.

Используя формулы (16-25) произведем расчет процесса ГРП.

Определим вертикальную составляющую горного давления:

Pгв = 2070 9,81 2725 = 55,33 МПа

Горизонтальная составляющая горного давления:

Давление ГРП на забое скважины:

Рз = 23,71 +6 = 29,71 МПа

Давление на устье при проведении ГРП:

Pу = 23,71 +5,41 +6 −27 = 8,12 МПа

Объем жидкости разрыва:

Vжр = 2 20 = 40 м3

Объем продавочной жидкости:

Объем жидкости песконосителя:

VП = 012,56 = 21,4 м3

Общий объем жидкости для проведения процесса

21

V = 9,61 +40 +21,4 =73,71 м3

Число насосных агрегатов:

Принимаем число насосных агрегатов = 5.

Число пескосмесительных агрегатов:

N2 = 129 =1,33

Принимаем число пескосмесителей равным 2.

Продолжительность процесса ГРП:

t = 0,022573,71 = 3276c = 54,6 мин

2.1 Выбор вида и состава жидкости для ремонта скважин

Основные жидкости, используемые для капитального ремонта и заканчивания скважин обычно подвергают обработке для придания им стабильности и способности не загрязнять продуктивный пласт (вводят KCl, реагенты стабилизаторы). Их загущяют биополимерами или гидроксиэтил целлюлозой, которые очень мало загрязняют продуктивный пласт. Вводят ПАВ для регулирования характера смачиваемости поверхности породы.

Жидкости для капитального ремонта должны быть тщательно отфильтрованы для того, чтобы они не загрязняли продуктивный пласт. Ниже перечислены факторы, которые нужно учитывать при выборе жидкости для КРС:

а) Поддержание нормального состояния ствола скважины;

-величина пластового давления;

-фильтратоотдача;

-размещение в заданном интервале;

-вынос твёрдых частиц при циркуляции; б) Загрязнение продуктивного пласта.

-проникновение в пласт твёрдых частиц или перемещение твёрдых частиц в поровых каналах;

-взаимодействие с частицами глинистых минералов;

-изменение относительной проницаемости;

22

-изменение характера смачиваемости породы;

-выпадение твёрдых продуктов;

-растворение

в) Стабильность, поддержание заданных свойств.

-влияние химического и бактериологического факторов;

-механические свойства;

г) Наличие (доступность)

-количество или качество;

-транспортировка, хранение, способы работы с жидкостью;

-стоимость.

д) Утилизация

-обработка и хранение для повторного использования;

-влияние на окружающую среду, токсичность.

Приведем пример расчёта

1 Определяем массу воздушной фазы.

Производительность компрессора УКП-80 равна 8м3/мин или 0,133 м3/с. Плотность воздуха при нормальных условиях составляет 1,29 кг/м3.

Тогда:

3 Определяем массу жидкой фазы

Принимаем расход воды для аэрации 3 м3/10 мин = 0,005 м3/с; плотность жидкой фазы с твёрдыми добавками – p = 1100 кг/м3 Тогда:

4 Предельная величина растворимости воздуха в воде находится приближённо. Известно, что максимальная растворимость природного газа в 1 м3 воды при забойном давлении Р = 350 кгс/см2 и температуре t = 1200С составляет 4 м3/м3. Эту величину и следует принять, хотя раствори-

23

мость воздуха значительно ниже. Объём воды плотностью 1000 кг/м3 берётся при температуре t = 15ºС и давлении 1 кгс/см2. Масса данного киломоля воздуха равна 29 кг/кмоль. Следовательно

5. Находим мольную долю водяного пара в забойных условиях. По формуле Осборна-Майерса давление насыщенных паров принято 1 кгс/см2 имеем

6 Рассчитываем концентрацию воды в газовой фазе.

7 Плотность газовой фазы в забойных условиях определяется приближённо как отношение массы одного киломоля воздуха к мольному объёму воздуха, равному 0,2 м3/кмоль.

8 Определяем величину β

24

9 Рассчитываем плотность аэрированной суспензии при давлении 350 кгс/см2 и температуре 120ºС.

ρ= 1100 +0,18 145 = 954 кг/м3 = 0,954 г/см3

1+0,18

2.2Гидропескоскоструйная перфорация скважин

Наиболее эффективным способом вскрытия продуктивных отложений является гидропескоструйная перфорация (ГПП). Имея максимальную среди известных способов, глубину проникновения в пласт, ГПП позволяет увеличить приведенный радиус скважины.

Однако в производственных условиях в условиях геологоразведочных работ провести гидропескоструйную перфорацию в полном объеме с подготовкой специальных жидкостей носителя и расклинивающего агента, пескосмесительного агрегата, нескольких насосных агрегатов и т.д. чрезвычайно сложно. Поэтому чаще всего ГПП проводят по следующей схеме. В скважину спускают стандартный гидроперфоратор, оставив в нем незаглушенными лишь два отверстия, и проводят резку колонны с использованием глинистого раствора, утяжеленного баритом. Так как абразивность барита ниже, чем у песка, продолжительность резки увеличивают в два раза.

Существенным недостатком этого способа является ухудшение естественной проницаемости породы вблизи стенок образующегося канала перфорации вследствие проникновения в пласт фильтрата глинистого или любого другого раствора.

Перед проведением ГПП определяется темп закачки (расход) в процессе перфорации

где n − число насадок, шт;

ϕ =0,82 −коэффициент скорости закачки; f −площадь сечения насадки, см2;

P =15 МПа - перепад давления в насадке; ρсм −плотность смеси, кг/м3.

где с−объемная доля смеси воды с песком, %;

25

ρп −плотность песка, кг/м3;

ρв =1000 кг/м3- плотность воды.

где С0 =100 кг/м3 - массовая доля песка.

Определяется необходимое количество жидкости для ГПП, которое равно суммарному объему скважины Vcкв , объему жидкости с учетом

фильтрации ее в пласт ( 0,3 Vcкк ), объему жидкости равному объему скважины для промывки после ГПП.

где V − объем 1 м погонного эксплуатационной колонны, м3; H −глубина перфорации, м.

Определяется количество песка Qп.

Определяется предельно допустимая (безопасная) глубина спуска НКТ при циркуляции в скважине

где Gстр = 387 103 - страгивающая нагрузка в резьбовых соединениях

НКТ 73 марки стали К; к =1,3-1,5 Н - коэффициент запаса прочности;

Fвн =0,00273 м2 - площадь внутреннего сечения НКТ 73×7мм; Pу −давление на устье скважины при работе агрегатов, МПа;

qТ −вес 1 м труб с муфтами без учета потери веса в жидкости, Н/м.

26

Определяется максимально возможная глубина спуска НКТ при отсутствии циркуляции (при поглощении)

где Рк −потери давления в трубах, МПа; Рн −потери давления в насадках, МПа;

РП = 3,5 МПа - потери давления в полости, образованной абразивной

струей жидкости, МПа; Рк −в кольцевом пространстве, МПа.

Перепад давления в трубах определяется из выражения:

где λТ =0,035 −коэффициент трения при движении воды в НКТ 73 мм; dвн =0,052 м - внутренний диаметр НКТ.

где λк =0,04 −коэффициент трения в кольцевом пространстве;

Dв =0,152 м - внутренний диаметр эксплуатационной колонны; dн =0,073 м - наружный диаметр НКТ.

Допустимое устьевое давление Ру определяют из выражения

где qт =11,39 кг/м - масса 1 метра НКТ 73×7,0; L - длина колонны НКТ, м;

n - коэффициент запаса прочности (n = 1,32);

27

Fв - площадь проходного канала труб, м2.

Для определения удлинения колонны используем формулу Гука:

где q'Т −вес в воздухе 1 м труб с муфтами, Н;

fн −площадь поперечного сечения трубы по наружному диаметру, м2; Ртр −потери давления в трубах, Па;

L −глубина спуска колонны НКТ, м;

fвн −площадь проходного сечения НКТ, м2; Е = 20,6 МПа - модуль упругости стали

fТ − площадь поперечного сечения тела трубы, м2.

Произведем расчет процесса ГПП для наших условий.

Определим необходимый для проведения процесса ГПП расход рабочей жидкости:

Определим плотность смеси:

ρсм =0,001 ( 2700 −1000 ) 1000 =1700 кг/м3

Определим объемную долю смеси воды с песком:

28