Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
4 лаба я.docx
Скачиваний:
1
Добавлен:
04.12.2018
Размер:
248.4 Кб
Скачать

Цель работы: повысить дебит скважины, путем проведения гидравлического разрыва пласта.

Задание: рассчитать основные технологические показатели ГРП для скважин, геолого-эксплуатационные, данные по которым приведены в табл. 1 и 2. Выбрать необходимое оборудование для проведения ГРП, а так же отобразить схему его расположения.

Исходные данные:

Таблица 1

№ п.п.

Показатели

Вариант

5

1

Мощнсть пласта, h, м

18

2

Количество жидкости разрыва, Q, м3

10

3

Концентрация песка в жидкости песконосителя, Сп, кг/м3

-

4

Диаметр эксплуатационной колонны. (условный) D, мм

168

Таблица 2

№ п.п.

Показатели

Вариант

3

1

Количество песка, т

40

2

Глубина скважины, ℓ, м

2700

3

Условный диаметр НКТ, Dусл, мм

60

Дополнительные данные: RT=8м, µж = 60 Па*с, Wверт ≈ 1 см, Wгор ≈ 1 см;

Решение

Минимальный расход закачки жидкости разрыва может быть оценен при образовании вертикальных и горизонтальных трещин.

Необходимый расход для образования вертикальной трещины:

где h – мощность пласта, см;

Wверт – ширина вертикальной трещины, см;

µж – вязкость жидкости разрыва, мПа*с.

Необходимый расход для образования горизонтальной трещины:

где RTрадиус горизонтальной трещины, см;

Wгор – ширина горизонтальной трещины, см;

µж – вязкость жидкости разрыва, мПа*с.

Для образования двух видов трещин, принимает наибольших из расходов, Q = 6 л/с.

Исходя из расхода, выбираем насосный агрегат 4АН-700, который обеспечит необходимый расход жидкости на 1 скорости при диаметре сменных плунжеров насоса 100 мм.

Таблица 3

Техническая характеристика насосного агрегата 4АН-700

Номинальная мощность двигателя В2-800ТК, кВт

588

Частота вращения вала, соответствующая номинальной мощности, об/мин

2000

Эксплуатационная мощность, кВт

530

Частота вращения вала, соответствующая эксплуатационной мощности, об/мин

1800

Число ступеней коробки передач 3КПМ

4

Передаточные числа:

I передача

4,67

II передача

3,43

III передача

2,43

IV передача

1,94

Ход плунжера, мм

200

Наибольшее число двойных ходов в минуту

192

Наибольшее допустимое давление, МПа

70

Скорость

Число двойных ходов насоса в минуту

Диаметр сменных плунжеров насоса 4Р-700 мм

100

120

подача, л/с

давление, MПa

подача, л/с

давление, МПа

I

80

6,3

70

9,0

51,0

II

109

8,5

54

12,3

37,5

III

153

12,0

38

17,3

26,6

IV

192

15,0

30,5

22,0

21,0

Диаметры трубопроводов (обвязка), мм:

всасывающего

130

напорного

50

Число труб вспомогательного трубопровода

6

Общая длина труб вспомогательного трубопровода, м

23,5

Габариты агрегата, мм:

длина

9800

ширина

2900

высота

3320

Масса снаряженного агрегата, кг

23 300

Определяем давление нагнетания на устье скважины:

где PГРПзабойное давление разрыва, МПа;

Pпл – пластовое давление, МПа;

ΔPтр – давление, затрачиваемое на трение в трубах, МПа.

Определяем давление разрыва:

где PГвертикальное горное давление, МПа;

σр – предел прочности породы на разрыв в условиях всестороннего сжатия (принимаем σр = 2 МПа).

Вертикальное горное давление:

где L – глубина залегания пласта, м;

ρп – средняя плотность вышележащих пород, кг/м3 п=2400 кг/м3).

Тогда давление разрыва:

Определяем пластовое давление Pпл. В приближенных расчетах можно принять Pпл= Pгс, где Pгс – гидростатическое давление жидкости в скважине. В таком случае определяем гидростатическое давление в скважине по формуле

где L – глубина скважины, м;

ρж – плотность столба жидкости в скважине, кг/м3 ж=980 кг/м3).

Определяем давление, затрачиваемое на трение в трубах ΔPтр по формуле:

где L – глубина скважины, м;

dвнвнутренний диаметр НКТ, м;

ρжразр – плотность жидкости разрыва, кг/м3;

vп – скорость потока жидкости в НКТ, м/с;

λ – коэффициент гидравлического сопротивления.

Скорость потока жидкости в НКТ:

где S – площадь сечения НКТ, м3;

Таблица 4

Насосно-компрессорные трубы

Обсадные трубы

условный размер труб, мм

площадь сечения, см2

объем 1м трубы, дм3

условный размер труб, мм

площадь сечения, см2

объем 1м трубы, дм3

60×5

20,0

2,0

168×9

177,0

17,7

Таблица 5

Размеры труб гладких высокогерметичных и муфт к ним – НКТ (мм)

Условный диаметр трубы

Трубы

Муфты

Наружный диаметр, D

Толщина стенки, S

Внутренний диаметр, d

Масса 1 м, кг

Наружный диаметр, Dм

Длина,

Lм

Масса,

кг

60

60,3

5,0

50,3

6,8

73,0

135

1,8

Коэффициент гидравлического сопротивления.

где Re – число Рейнольдса. Безразмерная величина, определяющая соотношение между силами вязкости и силами инерции в потоке.

где μжразр – вязкость жидкости песконосителя, Па·с;

Найдем число Рейнольдса:

Рассчитаем коэффициент гидравлического сопротивления:

Определяем давление, затрачиваемое на трение в трубах ΔPтр:

Так как число Рейнольдса Re > 400, то ΔPтр = 1,5· ΔPтр(расч):

Определяем давление нагнетания на устье скважины:

Выбранный агрегат подходит и по расходу и по необходимому давлению (64,9 МПА), так как давление, развиваемое агрегатом на 1 скорости составляет 70 МПа.

Объем жидкости разрыва: Vp=10 м3(см. табл 1).

Количество песка GП, необходимое для гидроразрыва, также нельзя рассчитать. В нашем случае GП = 40т = 40000 кг.

Концентрация песка С зависит от вязкости жидкости-песконосителя и темпа ее закачки. Обычно для керосина значение ее колеблется в пределах. 160—400 кг/м3. Принимаем С=300 кг/м3.

Объем жидкости-песконосителя при принятых количестве песка и его концентрации в жидкости составит:

Объем продавочной жидкости принимают на 20...30% больше, чем объем колонны труб, по которой закачивают жидкость с песком. При вычислении данного объема необходимо учесть, что согласно Правилам нефтяной и газовой промышленности блок манифольда должен располагаться на расстоянии не менее 10 м от устья скважины.

где dB внутренний диаметр труб, на которых спущен пакер, м;

К – коэффициент, учитывающий превышение объема жидкости над объемом труб (принимаем 1,3);

Dвн.ок внутренний диаметр эксплуатационной колонны, м;

hп.п – высота подпакерной зоны, м;

Н – глубина спуска труб НКТ, м

Объем продавочной жидкости:

Общую продолжительность процесса гидроразрыва определяют по формуле:

где Q расход рабочих жидкостей (Q = 0,0063 м3/с);

Vpобъем жидкости разрыва (Vp = 10 м3);

Vжп – объем жидкости песконосителя (Vжп = 133,33 м3);

Vпр – объем продавочной жидкости (Vпр = 11,98 м3).

Подставив эти данные в формулу, получаем:

Число насосных агрегатов. Количество агрегатов 4АН-700, найдем исходя из их подачи на 1 скорости, при диаметре втулок 100 мм, равной 6,3 л/с при давлении 70 МПа и требуемом расходе жидкости, равном 0,006 м3/с, число агрегатов (при одном резервном) составит:

Выбор пескосмесительного агрегата. Для выполнения ГРП я выбираю пескосмесительный агрегат УС-50-8х8К.

Рис. 2. Установка смесительная УС-50-8х8К

УС-50-8х8К установка смесительная на шасси КамАЗ-43118 (К) с осреднительной емкостью.

Установка предназначена для транспортирования сухих порошкообразных материалов, приготовления, аккумулирования и гомогенизации тампонажных и других растворов.

Таблица 6

Технические характеристики УС-50-8х8К

Вместимость бункера, м3

6,0

Масса транспортируемого материала, т

8

Количество шнеков дозировочных

2

Вместимость осреднительной емкости, м3

6,0

Количество мешалок

3

Устройство смешивающее гидровакуумное:

-плотность приготовляемого раствора, г/см3

1,3-2,4

Продолжение таблицы 6

-наибольшая производительность приготовления раствора плотностью 1,85 г/см3, дм3/сек

27

Габаритные размеры, мм

8500х2500х3500

Масса (без транспортируемого материала), кг

12000

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]