Файл: Курсовой проект по дисциплине Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений на Арктическом шельфе.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 438
Скачиваний: 11
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
(6)
где рхб - плотность раствора хлористого бария, кг/мЗ (рхб 4000 кг/м3).
В качестве стабилизатора используют уксусную кислоту, объем которой рассчитывают по формуле
(7)
где bук - норма добавки 100%-ной уксусной кислоты (bук = 3 %); сук — объемная доля товарной уксусной кислоты (сук = 80 %) .
Объем ингибитора
(8)
где bи - норма добавки ингибитора, %. Если в качестве ингибитора используют реагент В-2, то bи = 0,2 %; си - объемная доля товарного ингибитора, % (си = 100 %).
Объем интенсификатора
(9)
где bин - норма добавки интенсификатора, %.
Если в качестве интенсификатора используют Марвелан-К, то bин = 0,3 %.
Объем воды для приготовления кислотного раствора
(10)
Порядок приготовления кислотного раствора следующий: наливают в емкость воду, добавляют к воде расчетные объемы ингибитора Vик‚ уксусной кислоты Vук, а затем расчетное количество товарной соляной кислоты, тщательно перемешивая. Затем добавляют хлористый барий Vхб и интенсификатор Vин. Перемешивают раствор и оставляют для реакции и осветления.
Задача1. Рассчитать необходимое количество реагентов для приготовления кислотного раствора при обработке карбонатного продуктивного горизонта, вскрытая толщина которого h = 11,5 м. Техническая соляная кислота имеет концентрацию 27,5 %, температура приготовления кислоты 15 °С. Плотность соляной кислоты при 25 °С составляет рк25 = 1134 кг/м3. Кислотный раствор должен иметь концентрацию 13,5 %.
Решение. Рассчитываем по (1) объем кислотного раствора
В соответствии с условиями задачи хк = 27, 5 %, хp = 13,5 %. По формуле (2) вычисляем объем товарнок кислоты
Рассчитываем плотность кислоты при t: = 15 °С:
При данной температуре объем товарной кислоты
Рассчитываем количество хлористого бария по (5) :
или его объём
По формуле (7) рассчитываем объем уксусной кислоты Vук = 3∙12,65/80= 4,74∙10-1 м3.
Затем по формулам (8) и (9) рассчитываем соответственно объем ингибитора и интенсификатора:
Наконец, по формуле (10) рассчитываем объем воды Vв = 12,65-5,82-(0,0119 +0,474 +0,0253 + 0,03795) = 6,28 м3.
Расчет давления и времени закачки кислотного раствора для известного агрегата ведется по известным формулам
Проектирование процесса гидравлического разрыва пласта
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 рзаб p при использовании нефильтрующейся жидкости можно воспользоваться следующей формулой (при закачке 1 м3 жидкости разрыва) :
(13)
где ргг - горизонтальная составляющая горного давления, МПа:
(14)
v - коэффициент Пуассона горных пород (v = 0,2-0,3); ргв - вертикальная составляющая горного давления, МПа:
(15)
рп - плотность горных пород над продуктивным горизонтом
, кг/м3 (рп = 2600 кг/мз); Е - модуль упругости пород (Е = (1-2)104 МПа) ;
Q - темп закачки жидкости разрыва, м3 /с (в соответствии с характеристикой насосного агрегата); μжр - вязкость жидкости разрыва, Па∙с.
Для приближенной оценки забойного давления разрыва пласта при использовании фильтрующейся жидкости можно использовать формулу
(16)
гдв К - коэффициент, принимаемый равным (1,5 - 1,8) МПа/м.
При закачке жидкости-песконосителя давление на устье скважины
(17)
где ржп - плотность жидкости-песконосителя, кг/мз:
(18)
Где р'жп - плотность жидкости, используемой в качестве песконосителя, кг/мз; рп - плотность песка, кг/м3 (рп = 2500 кг/мз); βп - объемная концентрация песка в смеси
(19)
Сп - концентрация песка в 1 м3 жидкосги, кг/м3 (Сп = 250-300 кг/мз).
Потери давления на трение жидкости-песконосителя:
(20)
где λ - коэффициент гидравлических сопротивлений:
(21)
(22)
Q - темп закачки, мз/с; μжп - вязкость жидкости с песком, Па∙с;
(23)
μ'жп - вязкость жидкости, используемом в качестве песконосителя, Па∙с.
Если Rе > 200, то потери давления на трение по (16) увеличивают в 1,52 раза:
(24)
Необходимое число насосных агрегатов
(25)
где рр - рабочее давление агрегата;
Qр - подача агрегата при данном рр; Kтс- коэффициент технического состояния агрегата (Kтс = 0,5 - 0,8)
Необходимый объем продавочной жидкости (при закачке в НКТ)
(26)
Минимальный темп закачки жидкости разрыва определяется по формулам: для горизонтальном трещины
(27)
для вертикальной трещины
(28)
де Rт - радиус горизонтальной трещины, м; ω0- ширина (раскрытость) трещины на стенке скважины, м; μжр - вязкость жидкости разрыва, Па∙с; h - толщина пласта, м.
В случае проведения разрыва пласта нефипьтрующейся жидкостью можно Принять фактический темп закачки жидкости Qравным Qmin.
При проведении разрыва фильтрующейся жидкостью фактический темп закачки жидкости Q > Qmin.
Количество пескаQп на один гидравлический разрыв пласта принимается равным 8-10 т. При концентрации песка в 1 м3 жидкости Сп объем жидкости
(29)
Задача 1. Рассчитать основные характеристики гидроразрыва пласта в добывающей скважине глубиной Lс = 2270 м. Вскрытая толщина пласта h = 10 м. Разрыв провести по НКТ с пакером, внутренний диаметр НКТ dвн = 0.0759 м. В качестве жидкости разрыва и песконосителя используется нефильтрующаяся амбарная нефть плотностью р'ж = 945 кг/м3 и вязкостью μж = 0,285 Па∙с. Предполагается закачать в скважину Qп = 4,5 т песка диаметром зерен 1 мм. Принимаем темп закачки Q = 0,010 м3/с. Используем агрегат 4АН-700.
Решение. Рассчитываем по (15) вертикальную составляющую горного давления
Принимая v=0,3, по формуле (14) рассчитываем горизонтальную составляющую горного давления
В данных условиях предположительно образуются вертикальныe или наклонные трещины.
По формуле (13) рассчитываем забойное давление разрыва
= 2∙10-5 ;
Рассчитываем по (19) βп (принимая Сп = 275 кг/м3):
Плотность жидкости-песконосителя рассчитываем по (18):
Рассчитываем по (23) вязкость жидкости с песком
Число Рейнольдса Re = 4∙0,010∙1100/ (3,14∙0.0759∙0,392) = 471.
Коэффициент гидравлического сопротивления λ = 64/471 = 0,136.
Потери на трение рассчитываем по (20):
Учитывая, что Re = 471 > 200. потери на трение составят: ртр = 1,52- 11=16,72 МПа.
Давление на устье скважины при закачке жидкости-песконосителя
При работе агрегата 4АН-700 на 4 скорости p
где рхб - плотность раствора хлористого бария, кг/мЗ (рхб 4000 кг/м3).
В качестве стабилизатора используют уксусную кислоту, объем которой рассчитывают по формуле
(7)где bук - норма добавки 100%-ной уксусной кислоты (bук = 3 %); сук — объемная доля товарной уксусной кислоты (сук = 80 %) .
Объем ингибитора
(8)где bи - норма добавки ингибитора, %. Если в качестве ингибитора используют реагент В-2, то bи = 0,2 %; си - объемная доля товарного ингибитора, % (си = 100 %).
Объем интенсификатора
(9)где bин - норма добавки интенсификатора, %.
Если в качестве интенсификатора используют Марвелан-К, то bин = 0,3 %.
Объем воды для приготовления кислотного раствора
(10)Порядок приготовления кислотного раствора следующий: наливают в емкость воду, добавляют к воде расчетные объемы ингибитора Vик‚ уксусной кислоты Vук, а затем расчетное количество товарной соляной кислоты, тщательно перемешивая. Затем добавляют хлористый барий Vхб и интенсификатор Vин. Перемешивают раствор и оставляют для реакции и осветления.
Задача1. Рассчитать необходимое количество реагентов для приготовления кислотного раствора при обработке карбонатного продуктивного горизонта, вскрытая толщина которого h = 11,5 м. Техническая соляная кислота имеет концентрацию 27,5 %, температура приготовления кислоты 15 °С. Плотность соляной кислоты при 25 °С составляет рк25 = 1134 кг/м3. Кислотный раствор должен иметь концентрацию 13,5 %.
Решение. Рассчитываем по (1) объем кислотного раствора
В соответствии с условиями задачи хк = 27, 5 %, хp = 13,5 %. По формуле (2) вычисляем объем товарнок кислоты
Рассчитываем плотность кислоты при t: = 15 °С:
При данной температуре объем товарной кислоты
Рассчитываем количество хлористого бария по (5) :
или его объём По формуле (7) рассчитываем объем уксусной кислоты Vук = 3∙12,65/80= 4,74∙10-1 м3.
Затем по формулам (8) и (9) рассчитываем соответственно объем ингибитора и интенсификатора:
Наконец, по формуле (10) рассчитываем объем воды Vв = 12,65-5,82-(0,0119 +0,474 +0,0253 + 0,03795) = 6,28 м3.
Расчет давления и времени закачки кислотного раствора для известного агрегата ведется по известным формулам
Проектирование процесса гидравлического разрыва пласта
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 рзаб p при использовании нефильтрующейся жидкости можно воспользоваться следующей формулой (при закачке 1 м3 жидкости разрыва) :
(13)где ргг - горизонтальная составляющая горного давления, МПа:
(14)v - коэффициент Пуассона горных пород (v = 0,2-0,3); ргв - вертикальная составляющая горного давления, МПа:
(15)рп - плотность горных пород над продуктивным горизонтом
, кг/м3 (рп = 2600 кг/мз); Е - модуль упругости пород (Е = (1-2)104 МПа) ;
Q - темп закачки жидкости разрыва, м3 /с (в соответствии с характеристикой насосного агрегата); μжр - вязкость жидкости разрыва, Па∙с.
Для приближенной оценки забойного давления разрыва пласта при использовании фильтрующейся жидкости можно использовать формулу
(16)гдв К - коэффициент, принимаемый равным (1,5 - 1,8) МПа/м.
При закачке жидкости-песконосителя давление на устье скважины
(17)где ржп - плотность жидкости-песконосителя, кг/мз:
(18)Где р'жп - плотность жидкости, используемой в качестве песконосителя, кг/мз; рп - плотность песка, кг/м3 (рп = 2500 кг/мз); βп - объемная концентрация песка в смеси
(19)Сп - концентрация песка в 1 м3 жидкосги, кг/м3 (Сп = 250-300 кг/мз).
Потери давления на трение жидкости-песконосителя:
(20)где λ - коэффициент гидравлических сопротивлений:
(21) (22)Q - темп закачки, мз/с; μжп - вязкость жидкости с песком, Па∙с;
(23)μ'жп - вязкость жидкости, используемом в качестве песконосителя, Па∙с.
Если Rе > 200, то потери давления на трение по (16) увеличивают в 1,52 раза:
(24)Необходимое число насосных агрегатов
(25)где рр - рабочее давление агрегата;
Qр - подача агрегата при данном рр; Kтс- коэффициент технического состояния агрегата (Kтс = 0,5 - 0,8)
Необходимый объем продавочной жидкости (при закачке в НКТ)
(26)Минимальный темп закачки жидкости разрыва определяется по формулам: для горизонтальном трещины
(27)для вертикальной трещины
(28)де Rт - радиус горизонтальной трещины, м; ω0- ширина (раскрытость) трещины на стенке скважины, м; μжр - вязкость жидкости разрыва, Па∙с; h - толщина пласта, м.
В случае проведения разрыва пласта нефипьтрующейся жидкостью можно Принять фактический темп закачки жидкости Qравным Qmin.
При проведении разрыва фильтрующейся жидкостью фактический темп закачки жидкости Q > Qmin.
Количество пескаQп на один гидравлический разрыв пласта принимается равным 8-10 т. При концентрации песка в 1 м3 жидкости Сп объем жидкости
(29)Задача 1. Рассчитать основные характеристики гидроразрыва пласта в добывающей скважине глубиной Lс = 2270 м. Вскрытая толщина пласта h = 10 м. Разрыв провести по НКТ с пакером, внутренний диаметр НКТ dвн = 0.0759 м. В качестве жидкости разрыва и песконосителя используется нефильтрующаяся амбарная нефть плотностью р'ж = 945 кг/м3 и вязкостью μж = 0,285 Па∙с. Предполагается закачать в скважину Qп = 4,5 т песка диаметром зерен 1 мм. Принимаем темп закачки Q = 0,010 м3/с. Используем агрегат 4АН-700.
Решение. Рассчитываем по (15) вертикальную составляющую горного давления
Принимая v=0,3, по формуле (14) рассчитываем горизонтальную составляющую горного давления
В данных условиях предположительно образуются вертикальныe или наклонные трещины.
По формуле (13) рассчитываем забойное давление разрыва
= 2∙10-5 ; Рассчитываем по (19) βп (принимая Сп = 275 кг/м3):
Плотность жидкости-песконосителя рассчитываем по (18):
Рассчитываем по (23) вязкость жидкости с песком
Число Рейнольдса Re = 4∙0,010∙1100/ (3,14∙0.0759∙0,392) = 471.
Коэффициент гидравлического сопротивления λ = 64/471 = 0,136.
Потери на трение рассчитываем по (20):
Учитывая, что Re = 471 > 200. потери на трение составят: ртр = 1,52- 11=16,72 МПа.
Давление на устье скважины при закачке жидкости-песконосителя
При работе агрегата 4АН-700 на 4 скорости p