Анализ эффективности ГТМ Урманского месторождения. Томский политехнический университет

• Название: Томский политехнический университет
• Анкор: Анализ эффективности ГТМ Урманского месторождения
• Дата: 25.06.2022
• Размер: 0.93 Mb.
• Имя файла: TPU411635.docx
• Тип: Анализ; #614708
• страница: 18 из 29

Технологический расчет ГРП

Проводимое ГРП приходится на скв. 105 с воздействием на пласт М+М₁ с использованием агрегата 4АН-700.

Исходные данные для расчета приведены ниже:

Таблица 5.1 – Исходные данные для расчета

Глубина скважины, м	Толщина пласта, м	Внутренний диаметр НКТ, м	Плотность нефти, кг/м3	Вязкость нефти, Па*с	Масса песка, т	Диаметр зерна, мм	Темп закачки, м3/с
2340	7,8	0,0748	964	0,302	4,2	1,02	0,012

Проницаемость пласта: 307,4 мД

Проектирование процесса гидравлического разрыва пласта представляет собой достаточно сложную задачу, которая состоит из двух частей: расчет основных характеристик процесса и выбор необходимой техники для его осуществления: определение вида трещины и расчет ее размеров.

Для расчета забойного давления разрыва пласта ρзаб при использовании нефильтрующейся жидкости можно воспользоваться следующей формулой (при закачке 1 м³ жидкости разрыва):

^Pзбр  ( ^Рзабр 1)³  5,25 ¹  (^Е

_{)2 } Q _жр

(5.1)

Pгг

^Ргг

(1  ² )<sup>2

Р</sup>гг

^Ргг

где Р_гг– горизонтальная составляющая горного давления, МПа;

Q – темп закачки жидкости разрыва, м³/с (в соответствии с характеристикой насосного агрегата);

_жр – вязкость жидкости разрыва, Па-с;

 – коэффициент Пуассона горных пород ( =0,2-0,3).

^Ргг

 Р<sub>гв

</sub> 

(1  )

(5.2)

где _гв – вертикальная составляющая горного давления, МПа.


гв п c
Р  Р g L 10^6
(5.3)

где Р_п– плотность горных пород над продуктивным горизонтом, кг/м³ (_п

=2600 кг/м³).

Для приближенной оценки забойного давления разрыва пласта при использовании фильтрующейся жидкости можно использовать формулу;

забр c
Р  10^2  К L

где K– коэффициент, принимаемый равным (1,5 -1,8) МПа/м.

(5.4)

При закачке жидкости-песконосителя давление на устье скважины

Р_у Р_забр Р_жп gL_cР_тр


п
где Р_жп– плотность жидкости с песком, кг/м3:

(5.5)

жп

Р
Ржп=

¹  (1 

)  Р_п

  _п

(5.6)

кг/м3;

где Р¹- плотность жидкости, используемой в качестве песконосителя,


жп
_Рп– плотность песка, кг/м3 (ρ_п =2500 кг/м3);

_п – объемная концентрация песка в смеси.

С_п

_п=

Р_п^Сп 1

_Рп

(5.7)

где С_п– концентрация песка в 1 м³ жидкости, кг/м³ (С_п =250-300 кг/м³). Потери давления на трение жидкости-песконосителя:

8    Q²  L P

_Р1тр=c жп


вн
 ²  d⁵

где  – коэффициент гидравлических сопротивлений:

(5.8)

 = ⁶⁴ , (5.9)

Re

Re=

4  Q Р_жп

  d_вн _жп

(5.10)

Где Q–темп закачки, м³/с;

_жп – вязкость жидкости с песком, Па*с:

_жп=¹_жп^ exp(3,18 ^ _п) (5.11) где ¹_жп – вязкость жидкости, используемой в качестве песконосителя,

Па*с.

раза:

Если Re200, то потери давления на трение по (5.5) увеличивают в 1,52

тр
_Ртр=1,52^{ Р1}

Необходимое число насосных агрегатов

(5.12)

^{N= Р}у ^{ Q} 1

Р_р Q_p K_тс

(5.13)

где P_p–рабочее давление агрегата;

Q_p– подача агрегата при данном P_p;

К_тс– коэффициент технического состояния агрегата (К_тс=0,5-0,8). Необходимый объем продавочной жидкости (при закачке в НКТ)

вн

п
  0,785  d²

• 
  L_c
  

(5.14)

Минимальный темп закачки жидкости разрыва определяется по формулам:

Для горизонтальной трещины:

^Qminr

_{10-3 }   R_T  






(5.15)

Для вертикальной трещины
^Qminw

жр




10^{-3 h  0}

(5.16)

жр
где R_Традиус горизонтальной трещины, м;

^ ^{– ширина (раскрытость) трещины на стенке скважины, м;}

_жр – вязкость жидкости разрыва, Па с;

h– толщина пласта, м.

В случае проведения разрыва пласта нефильтрующейся жидкостью можно принять фактический темп закачки жидкости Qравным Q_min. При проведении разрыва фильтрующейся жидкостью фактический темп закачки жидкости Q Q_min.

Количество песка Q_пна один гидравлический разрыв пласта принимается равным 8-10 т. При концентрации песка в 1 м³ жидкости С_побъем жидкости:

ж
V = ^Qп

С

(5.17)

п

Расчет: рассчитываем по (5.3) вертикальную составляющую горного давления

Р_гв= 2600 ^ 9.81 ^ 2340 ^ 10^-6 = 59,7 МПа.

Принимая =0.3, по формуле (5.2) рассчитываем горизонтальную составляющую горного давления

_Ргг=59,7× ^0,3

(1−0,3)

=25.58 МПа.

В данных условиях предположительно образуются вертикальные или наклонные трещины. По формуле (5.1) рассчитываем забойное давление разрыва

^Pзбр _

^Рзабр 3

(110¹⁰ )


0,01

0,3 _7

25,58

(  1)

25,58

^{ 5,25 } (1  0,3)^{2 } (25,58 10⁶ ) ^ 25,58 10⁶

 4,9 10

_Рзабр=36,67 МПа.

Рассчитаем по (5.7) β_п(принимая С_п=275 кг/м³);

275

β_п=²⁵⁰⁰ =0.1

275 _{ 1}

2500

Плотность жидкости с песком рассчитываем по (5.6);

Р_жп= 964 ^ (1-0,1)+2500 ^ 0,1=1117,6 кг/м³.

Рассчитываем по (5.11) вязкость жидкости с песком

_жп =0,302  exp(3.18  0.1)=0.415 Па*с.

Число Рейнольдса:

Re=

4  0,12 1117,6


3,14  0,0748  0,415

=550.

Коэффициент гидравлического сопротивления:

λ= ⁶⁴ =0,116.

550

Потери на трение рассчитываем по (5.8)

^Р1тр

₌ 8  0,116  0,012²  2340 1117,6 _{=15,17МПа.}

3,14²  0,0748⁵

Учитывая, что Re=550200, потери на трение составят:

Р_тр=1,52 ^ 15,17=23,07 МПа.

Давление на устье скважины при закачке жидкости-песконосителя:

Р_у=36,67-1117,6 ^ 9,81 ^ 2340 ^ 10^-6+23,07=34,08 МПа.

При работе агрегата 4АН-700 на IV скорости Р_р=29 МПа, а

Q_р=0,0146 м³/с.

Необходимое число агрегатов:

_N= 34,08  0,012

29  0,0146 0,5

 1=3.

Объем продавочной жидкости:

V_п=0,785 ^ 0,0748^{2 }

2340=10,3 м³.

Объем жидкости для осуществления гидроразрыва (жидкость разрыва и жидкость-песконоситель):

_Vж= ⁴²⁰⁰ =15,3 м³.

275

Суммарное время работы одного агрегата 4АН-700 на IV скорости:

или

_t= V_ж V<sub>п

Qр</sub>

t= ^{10,3  15,3} =1750 с или 29 мин.

0,0146

(5.18)