КРС. 3,4,5 практики. Практическая работа 3 расчеты при проведении кислотной обработки скважин

• Название: Практическая работа 3 расчеты при проведении кислотной обработки скважин
• Дата: 03.04.2022
• Размер: 390.99 Kb.
• Имя файла: 3,4,5 практики.docx
• Тип: Практическая работа; #437332

Практическая работа № 3
«РАСЧЕТЫ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКИ СКВАЖИН»
Цель занятия: Научиться проводить расчеты при проведении кислотной обработки скважины

Объем аудиторных часов: 45 мин.
1) Внутренний диаметр НКТ d_в.нкт, м, вычисляется по формуле:
d_в.нкт= d_нкт - 2б_нкт=0,073-2*0,003=0,067 м (28)
где d_нкт ‒ диаметр НКТ, м;

σ_нкт - толщина стенки НТ, м.
2) Объем колонны НКТ V_нкт, м³, вычисляется по формуле:
V_нкт= 0,785 *d_в.нкт²* l_нкт=0,785*0,067²*2750=9,69 м³ (29)
где l_нкт– длина спуска НКТ, м;
3) Внутренний диаметр эксплуатационной колонны в интервале обработки Д_в.эк.к, м, вычисляется по формуле:
Д_в.эк.к= Д_эк.к - 2б_эк.к=0,168-2*0,007=0,154 м (30)
где Д_эк.к – диаметр эксплуатационной колонны, м;

σ_эк.к – толщина стенки эксплуатационной колонны в интервале вскрытой мощности пласта, м.
4) Объем эксплуатационной колонны в интервале башмака НКТ и верхнего отверстия перфорации V_к, м³ вычисляется по формуле:
V_к= 0,785 * Д_в.эк.к²* l_нкт =0,785*0,154²*2750= 51,2 м³(31)
где l - длина интервала от башмака НКТ до верхнего отверстия перфорации, м;
l= l_нкт- l₂=2779-2750=29 м (32)
где l_нкт – длина спуска НКТ, м.

l₂ – длина от устья до верхнего отверстия перфорации, м;
5) Объем раствора кислоты V_HCl, м³ вычисляется:
V_HCl= 1*h_эф=29*20=580 м³, (33)
где h_эф – эффективная мощность пласта, м.
6) Объем товарной кислоты V_т.к, м³, вычисляется по формуле:
V_т.к= (V_HCl*х_р*(5,09*х_р + 999)) / (х_к*(5,09*х_р + 999))=(580*0,13*(5,09*0,13+999))/(0,24*(5,09*0,13+999))=314,17 м³, (34)
где х_р – концентрация раствора кислоты, % = 13 %;

х_к – концентрация технической соляной кислоты, % = 24 %.
7) Объем хлористого бария V_х.б, м³, вычисляется по формуле:
V_х.б= (21,3*V_HCl*((a*x_P) / (x_K - 0,02))) / р_х.б=21,3*580*0,004*0,13/(0,24-0,02)/4000=0,0073 м³(35)
где а – объемная доля уксусной кислоты в товарной соляной кислоте, % (а = 0,4 %);

х_к – концентрация технической соляной кислоты, %;

р_х.б – плотность раствора хлористого бария, кг/м³ (р_х.б = 4000 кг/м³)
8) Объем уксусной кислоты V_ук.к, м³, вычисляется по формуле:
V_ук.к= (в_ук.к*V_HCl) / С_ук.к=0,03*580/0,8=21,75 м³, (36)
где в_ук.к – норма добавки 100 %-ной уксусной кислоты, % (в_ук.к = 3 %);

С_ук.к – объемная доля товарной уксусной кислоты, % (С_ук.к = 80 %).
9) Объем ингибитора (Додикор) V_и, м³, вычисляется по формуле:
V_и=(в_и*V_HCl) / C_и=0,002*580/1=1,16 м³ , (37)
где в_и – норма добавки ингибитора, % (в_и = 0,2 %);

С_и – объемная доля товарного ингибитора, % (С_и = 100 %).
10) Объем интенсификатора (Марвелан-К), V_ин, м³, вычисляется по формуле:
V_ин= (в_ин*V_HCl) / С_ин=0,003*580/1=1,74 м³ , (38)
где в_ин – норма добавки интенсификатора, % (в_ин = 0,3 %);

С_ин – объемная доля товарного интенсификатора, % (С_ин = 100 %).

11) Объем плавиковой кислоты VHF, м, ³ вычисляется по формуле:

VHF= (h_эф *КHF) / С_HF =20*0,3/0,4=15 м³, (39)
где КHF – норматив закачки плавиковой кислоты на 1 погонный метр еффективной толщины = 0,3;

С_HF – объемная доля товарной плавиковой кислоты, % (С_HF = 40 %).
12) Объем воды V_в, м³, вычисляется по формуле:
V_в= V_HCl- V_т.к - (V_х.б + V_ук.к + V_и + V_ин +VHF)=580-314,17-0,0073-21,75-1,16-1,74-15=226,173 м³, (40)
13) Необходимый объем продавочной жидкости V_пр.ж, м³ вычисляется по формуле:
V_пр.ж= V_HCl+ V_НКТ + V_к +VHF =580+9,69 +51,2 +15=655,89 м³(41)
14) Закачка производится в скважину, при открытой затрубной задвижке соляной кислотой в объеме:
V₁= V_НКТ + V_к +VHF=9,69+51,2 +15=75,89 м³

(42)
V₂= V_HCl +VHF+ V_OS+VGF1- V₁=580+15+0,5+0,2-75,89=519,81 м³ (43)
где V_OS – объем оксилалкилированного спирта (по лабораторным исследованиям оптимальный объем равен 0,5 м³);

VGF1 – объем гидрофобизатора ВS3000 (по лабораторным исследованиям оптимальный объем равен 0,2 м³);
15) Ожидаемый радиус воздействия HCl R_х, м, определяется по формуле:
R_х= V_HCl / (m*3,14*h_эф) + R_скв²=580/(20*3,14*20)+0,084²=0,4689 м, (44)
m – пористость продуктивного пласта, %.

Исходные данные для расчета представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Исходные данные для расчета

Параметр, ед. изме	Значение
dнкт(внешний), мм	73
σнкт, мм	3 мм
Lнкт, м	2750
Dэк.к(внешний), мм	168
σэк.к, мм	7 мм
L2, м	2779
hэф,м	20

Практическая работа № 4
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ПЕРФОРАЦИОННЫХ ОТВЕРСТИЙ»

Цель занятия: Пользуясь исходными данными необходимо определить количество перфорационных отверстий

Объем аудиторных часов: 90 мин.
Пользуясь исходными данными таблицы 6 находим количество перфорационных отверстий по формуле:
n₁ = h_п · n=35*20=700, шт (46)
где: n₁ – количество перфорационных отверстий;

h_п - интервал перфораций:, м;

n – плотность перфорации, отв/м;


Таблица 6 – Исходные данные для расчета

№ варианта	Интервал перфорации, hп (м)	Тип перфоратора			Плотность перфорации, отв/м
		ПКО89 «С»	ПРК42 «С»	ПК 105 «С»
1	2710-2740	-	V	-	20
2	2620-2645	V	-	-	20
3	2340-2375	-	-	V	12
4	1800-1835	V	-	-	20
5	2560-2590	-	-	V	12
6	2900-2930	-	V	-	20
7	2720-2745	V	-	-	20
8	2840-2870	-	-	V	12
9	2640-2665	V	-	-	20
10	2810-2835	-	-	V	12

Механизм образования кумулятивной струи следующий. При взрыве веще­ства в виде цилиндрического заряда происходит почти мгновенное превра­щение его в газоподобные продукты, которые разлетаются во все стороны в направлениях, перпендикулярных поверхности заряда. Суть эффекта куму­ляции в том, что газоподобные продукты детонации части заряда, называю­щиеся активной частью и движущиеся к оси заряда, концентрируются в мощный поток, который называется кумулятивной струей. Если углубление в заряде облицовано тонким слоем металла, то при детонации заряда вдоль ее оси образуется кумулятивная струя, состоящая не только из газоподобных продуктов, но и из размягченного металла, который выделяется из металлической облицовки. Имея очень высокую скорость в главной части (6-8 км/с), при ударе о твердую перепонку струя развивает такое давле­ние, под воздействием которого наиболее прочные материалы разрушаются. Для большинства зарядов давление кумулятивной струи на перепонку со­ставляет 20-30 ГПа, в то время как граница прочности горных пород в 400-600 раз меньше.

Таким образом, длина канала в перегородке при проникновении в нее кумулятивной струи почти не зависит от прочности перегородки, благодаря чему кумулятивные перфораторы могут применяться для вскрытия пластов с наиболее прочными породами.

Формирование перфорационных каналов в пласте носит следующий характер. При разрушении металлической облицовки от детонации заряда в кумулятивную струю переходит лишь 10 % ее массы. Остальная ее часть формируется в стержне сигароподобной формы, который называется пестом и двигается со скоростью около 1000 м/с. Обладая меньшей кинетической энергией и большим диаметром, чем главная часть струи, пест может заст­рять в уже образовавшемся канале и частично или даже полностью закупо­рить его. Лабораторные эксперименты показывают, что около 15 % всех перфорационных каналов полностью закупорены застрявшим в обсадной колонне пестом. При проникновении струи в перепонку расширение канала происходит за счет бокового давления и инерционного движения среды от оси канала. Поэтому диаметр канала обычно больше диаметра собственно струи.

Но за счет этих процессов происходит изменение структуры норового пространства породы в зоне вокруг перфорационного канала. При этом в зависимости от свойств породы и условий в скважине в момент перфорации может иметь место как уплотнение породы вокруг канала, так и его разрых­ление. Это объясняется тем, что после прохождения волны сжатия в породе происходит смыкание норового пузыря в образовавшемся перфорационном канале. Вследствие этого обратная волна (волна растяжения) может вызвать зону разрушения породы, которая значительно превышает первичный раз­мер канала, если прочность породы на растяжение мала.

Так, при отстрелах по слабосцементированным песчаникам при среднем диаметре отверстия в породе 10 мм зона разрушения породы может достигать 20-35 мм. В случаях, когда порода имеет большой предел прочности на растяжение, происходит уплотнение породы вокруг канала с той или иной степенью уменьшения прочности. Кумулятивная струя имеет высокую температуру (900−100 ⁰С) поэтому стенки канала имеют следы плавления.

Для образования кумулятивной струи при взрыве заряда необходимое условие - отсутствие в кумулятивной полости заряда любой жидкости, иначе от взрыва заряда вместо кумулятивного эффекта будет иметь место фугасное действие. Поэтому кумулятивные заряды перфораторов изолируют от сква­жинной жидкости путем размещения их в индивидуальные герметические оболочки (бескорпусные перфораторы) или в общие герметические корпусы (корпусные перфораторы).

Корпусные кумулятивные перфораторы обеспечивают наименьшее не­желательное воздействие на обсадную колонну и затрубное цементное коль­цо, так как основную часть энергии взрыва заряда воспринимает на себя корпус перфоратора. При этом в зависимости от особенностей корпуса пер­фораторы делятся на корпусные многоразового (ПК) и корпусные одноразо­вого (ПКО) использования. В перфораторах типа ПК корпус воспринимает не только гидростатическое давление, но и многократные взрывные нагруз­ки, поэтому толщина его должна быть больше, чем в перфораторах типа ПКО. Это приводит к тому, что при одних и тех же габаритах перфоратора в ПК масса заряда меньше, чем в ПКО. Из перфораторов типа ПК наиболее распространены перфораторы ПК105С, ПК85ДУ, ПК95Н, а из перфора­торов типа ПКО - перфораторы ПКО89, ПКО73.

Бескорпусные кумулятивные перфораторы с зарядами в индивидуаль­ных оболочках позволяют значительно ускорять проведение прострелочно-взрывных работ, так как за один спуск перфоратора может быть вскрыто 30 м пласта. Малогабаритными бескорпусными перфораторами можно выполнять вторичное вскрытие пластов, спуская их внутрь насосно-компрессорных труб. Однако степень действия этих перфораторов на обсад­ную колонну и цементное кольцо значительно больше, чем при использова­нии корпусных перфораторов. Кроме того, после взрыва зарядов на забое остаются обломки от корпусов заряда и соединяющих деталей, которые поз­же могут привести к осложнениям при эксплуатации скважины.

Схема распределения кумулятивной струи показана на рисунке 1.




Рисунок 1 ‒ Схема распределения кумулятивной струи

1 – продуктивный пласт; 2 – кумулятивная струя; 3 – перфоратор

Практическая работа № 5
«РАСЧЕТ ДЕБИТА НЕФТЯНОЙ СКВАЖИНЫ ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ ПЗП»
Цель занятия: Научиться рассчитывать дебит нефтяной скважины после обработки ПЗП.

Объем аудиторных часов: 90 мин.
Расчет дебита нефтяной скважины необходимо проводить по формуле Дюпюи:
(47)

=

где К – проницаемость после обработки, м²

h – эффективная н/н толщина пласта, м,

Р_пл – пластовое давление, Па

Р_заб – забойное давление, Па

μ_н – вязкость нефти, Па*с

b_н = объемный коэффициент нефти

R – радиус контура дренирования, м

r_c – радиус скважины, м

S – скин-фактор – параметр, описывающий состояние (степень загрязнения) призабойной зоны пласта (ПЗП) после обработки ПЗП.
Задание:

Рассчитать дебит скважины по формуле Дюпюи после обработки ПЗП:

К = 500 мД = 500 * 10^-15 м²;

h = 5 м;

Р_пл = 118 атм = 118*10⁵ Па;

Р_заб = 80 атм = 80*10⁵ Па;

μ_н – 1 сПз = 10^-3 Па*с;

b_н = 1,15;

R = 900 м;

r_c = 0,1 м;

S – скин фактор – параметр, описывающий состояние (степень загрязнения) призабойной зоны пласта (ПЗП) = 0.