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: 439
Скачиваний: 11
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
р = 29 МПа, а Qp = 0,0146 мз/с.
Необходимое число агрегатов
Объем продавочной жидкости Vп = 0,785∙0,07592∙2270 = 10,3 м3.
Объем жидкости для осуществления гидроразрыва (жидкость разрыва и жидкость-песконоситель) Vж = 4500/275 = 16,4 м3.
Суммарное время работы одного агрегата 4АН-700 на 4 скорости
(30)
или
Расчет размеров трещин
Определение ширины трещины затруднительно, хотя и имеются формулы для ее вычисления. У стенки скважины ширина трещины наибольшая и к концу убывает до нуля. При закачке в пласт маловязкой жидкости, легко проникающей в горизонтальный проницаемый прослой, возникает, как правило, горизонтальная трещина, в которой давление превышает локальное горное. В результате происходит упругое расщепление пласта по наиболее слабым плоскостям. При закачке нефильтрующейся жидкости образуются вертикальные трещины, так как вследствие отсутствия фильтрации в пласт явление разрыва становится подобным разрыву длинной трубы с бесконечно толстыми стенками. При наличии в пласте естественных трещин разрыв будет происходить по их плоскостям независимо от фильтруемости жидкости.
В случае образования горизонтальной трещины радиус ее Rт (в м) можно вычислить по следующей эмпирической формуле:
(31)
Где Q - темп закачки жидкости разрыва, м3/с; μжр - вязкость жидкости разрыва, Па∙с; t - время закачки жидкости разрыва, с; k - проницаемость призабойной зоны, м2.
Ширина (раскрытость) трещины на стенке скважины ω0 в случае разрыва фильтрующейся жидкостью рассчитывается по формуле
(32)
а при разрыве нефильтрующейся жидкостью по формуле
(33)
В случае образования вертикальной трещины при разрыве пласта фильтрующейся жидкостью:
-раскрытость трещины
(34)
где m - пористость пласта;
-длина трещины
(35)
В случае разрыва пласта нефильтрующейся жидкостью:
-раскрытость трещины
(36)
-длина трещины
(37)
Задача 1. Для условий предыдущей задачи рассчитать размеры трещины, если разрыв проведен агрегатом 4АН-700, работающим на 4 скорости (Qρ = 0,0146 мз/с), а объем жидкости Vж = 16,4 м3.
Решение. Вычисляем по (37) длину вертикальной трещины
Рассчитываем по (36) раскрытость трещины
Таким образом, в результате проведения гидроразрыва в данной скважине образуется вертикальная трещина длиной 69,3 м и шириной на стенке скважины 1,7 см.
Проектирование процесса закачки воды
Поддержание пластового давления - эффективное средство разработки нефтяного месторождения. Процесс проектирования закачки воды с целью поддержания пластового давления представляет сложную технико-экономическую задачу, решаемую на этапе составления технологической схемы или Проекта разработки месторождения.
Проектирование процесса закачки воды сводится к определению для конкретных условий оптимального давления на устье нагнетательной скважины, давления на забое и необходимого количества воды. Кроме того, рассчитывается число нагнетательных скважин и их приемистость.
Оптимальное давление на устье нагнетательной скважины вычисляют по формуле академика А.П. Крылова:
(1) где Сс - стоимость нагнетательной скважины, руб.; ƞ - КПД наосного агрегата; Кпрм - коэффициент приемистости нагнетательной скважины, м3/(сут ∙ МПа); t - время работы нагнетательной скважины, год; w - энергетические затраты на нагнетание 1 м
3 воды при повышении давления на 1 МПа, кВт . ч/(м3 ∙ МПа) (w= 0,27); Св - стоимость 1 кВт ∙ ч электроэнергии, руб/(кВт . ч) (Св = 0,015); рст - гидростатическое давление воды в скважине глубиной Lc, МПа
(2) 
пл - среднее пластовое давление в зоне нагнетания воды, МПа; pтр - потери давления при движении воды от насоса до забоя, МПа.
Давление на забое нагнетательной скважины
(3)
Величину pтр можно принять равной 3 Мпа.
Необходимое количество закачиваемой воды Vв (в мз/сут) рассчитывают по формуле
(4)
где Vнпл - объем добываемой из залежи нефти, приведенной к пластовым условиям, мз/сут; Vгсвпл - объем свободного газа в пласте при пл и Тпл, который добывается вместе с нефтью за сутки, м3/сут; Vвпл - объем добываемой из залежи воды, м3/сут.
Объем нефти в пластовых условиях
, (5)
объем свободного газа
, (6)
объем воды
,
где Qнд, Qв - соответственно количество дегазированной нефти и воды, добываемое из залежи за сутки, т/сут; bнпл, bвпл - соответственно объемные коэффициенты нефти и воды при пластовых условиях; G0 - газовый фактор, м3/м3; a - средний коэффициент растворимости газа в нефти, мЗ/(м3 ∙ МПа).
Задача 1. Рассчитать основные показатели процесса закачки воды, если из залежи извлекается нефти Qнд = 11000 т/сут, воды Qв = 5600 т/сут, газовый фактор G0 = 60 м3/м3, среднее пластовое давление меньше давления насыщения
пл = 8,5 МПа; коэффициент растворимости газа в нефти a = 5 м3/(м3 ∙ МПа), пластовая температура Тпл = 303 К, объемный коэффициент нефти bвпл = 1,15, плотность дегазированной нефти pнд = 852 кг/м3, объемный коэффициент пластовой воды bвпл = 1,01. Стоимость нагнетательной скважины Сс = 120000 руб., коэффициент приемистости нагнетательной скважины Kпрм = 50 мз/(сут ∙ МПа), время работы нагнетательной скважины t= 12 лет‚ КПД насосного агрегата ƞ = 0,6. Глубина скважины Lс = 1200 м, а плотность нагнетаемой воды pв = 1050 кг/м3. Коэффициент сверхсжимаемости газа принять:z = 0,87.
Решение. По формуле (1) вычисляем оптимальное давление на устье нагнетательной скважины
При этом гидростатическое давление воды в скважине рст = 10-6 ∙ 1050 ∙ 9,81 ∙1200 = 12,4 МПа.
Давление на забое нагнетательной скважины рзабн = 8,1 + 12,4 - 3 = 17,5 МПа.
Рассчитываем Vнпл, Vгсвпл и Vвпл:
По формуле (4) суточный объем закачки воды Vв = 1,2 (14850 + 2750 + 5387) = 27585 м3/сут.
Таким образом, для заданных условий суточный объем закачки составляет 27585м3 при давлении на устье нагнетательной скважины рун = 8,1 МПа.
Расчет числа нагнетательных скважин
Число нагнетательных скважин определяют с учетом наиболее трудных условий работы в конце цикла разработки газоконденсатного месторождения, с принятием во внимание давления на выкиде, которое будут создавать установленные дожимные компрессоры. При этом следует иметь в виду, что чем выше степень сжатия, тем больше расходы на сжатие газа, но при этом потребуется меньше нагнетательных скважин при одинаковом давлении на приеме КС. Следовательно, число нагнетательных скважин определяют технико-экономическим анализом.
Объем закачки воды в одну нагнетательную скважину
qвн = Kпрм(рабн - пл) (8)
Тогда число нагнетательных скважин
n= Vв / qвн (9)
Задача 1. Для условий предыдущей задачи рассчитать число нагнетательных скважин, если коэффициент приемистости их одинаков.
Решение. Рассчитываем приемистость одной скважины:
qвн = 50 (17,5 - 8,5) = 450 м3/сут.
Число нагнетательных скважин n = 27 585/450 = 61.
Таким образом, в данных условиях требуется 61 нагнетательная скважина.
Необходимое число агрегатов
Объем продавочной жидкости Vп = 0,785∙0,07592∙2270 = 10,3 м3.
Объем жидкости для осуществления гидроразрыва (жидкость разрыва и жидкость-песконоситель) Vж = 4500/275 = 16,4 м3.
Суммарное время работы одного агрегата 4АН-700 на 4 скорости
(30)или
Расчет размеров трещин
Определение ширины трещины затруднительно, хотя и имеются формулы для ее вычисления. У стенки скважины ширина трещины наибольшая и к концу убывает до нуля. При закачке в пласт маловязкой жидкости, легко проникающей в горизонтальный проницаемый прослой, возникает, как правило, горизонтальная трещина, в которой давление превышает локальное горное. В результате происходит упругое расщепление пласта по наиболее слабым плоскостям. При закачке нефильтрующейся жидкости образуются вертикальные трещины, так как вследствие отсутствия фильтрации в пласт явление разрыва становится подобным разрыву длинной трубы с бесконечно толстыми стенками. При наличии в пласте естественных трещин разрыв будет происходить по их плоскостям независимо от фильтруемости жидкости.
В случае образования горизонтальной трещины радиус ее Rт (в м) можно вычислить по следующей эмпирической формуле:
(31)Где Q - темп закачки жидкости разрыва, м3/с; μжр - вязкость жидкости разрыва, Па∙с; t - время закачки жидкости разрыва, с; k - проницаемость призабойной зоны, м2.
Ширина (раскрытость) трещины на стенке скважины ω0 в случае разрыва фильтрующейся жидкостью рассчитывается по формуле
(32)а при разрыве нефильтрующейся жидкостью по формуле
(33)В случае образования вертикальной трещины при разрыве пласта фильтрующейся жидкостью:
-раскрытость трещины
(34)где m - пористость пласта;
-длина трещины
(35)В случае разрыва пласта нефильтрующейся жидкостью:
-раскрытость трещины
(36)-длина трещины
(37)Задача 1. Для условий предыдущей задачи рассчитать размеры трещины, если разрыв проведен агрегатом 4АН-700, работающим на 4 скорости (Qρ = 0,0146 мз/с), а объем жидкости Vж = 16,4 м3.
Решение. Вычисляем по (37) длину вертикальной трещины
Рассчитываем по (36) раскрытость трещины
Таким образом, в результате проведения гидроразрыва в данной скважине образуется вертикальная трещина длиной 69,3 м и шириной на стенке скважины 1,7 см.
Проектирование процесса закачки воды
Поддержание пластового давления - эффективное средство разработки нефтяного месторождения. Процесс проектирования закачки воды с целью поддержания пластового давления представляет сложную технико-экономическую задачу, решаемую на этапе составления технологической схемы или Проекта разработки месторождения.
Проектирование процесса закачки воды сводится к определению для конкретных условий оптимального давления на устье нагнетательной скважины, давления на забое и необходимого количества воды. Кроме того, рассчитывается число нагнетательных скважин и их приемистость.
Оптимальное давление на устье нагнетательной скважины вычисляют по формуле академика А.П. Крылова:
(1) где Сс - стоимость нагнетательной скважины, руб.; ƞ - КПД наосного агрегата; Кпрм - коэффициент приемистости нагнетательной скважины, м3/(сут ∙ МПа); t - время работы нагнетательной скважины, год; w - энергетические затраты на нагнетание 1 м
3 воды при повышении давления на 1 МПа, кВт . ч/(м3 ∙ МПа) (w= 0,27); Св - стоимость 1 кВт ∙ ч электроэнергии, руб/(кВт . ч) (Св = 0,015); рст - гидростатическое давление воды в скважине глубиной Lc, МПа
(2) пл - среднее пластовое давление в зоне нагнетания воды, МПа; pтр - потери давления при движении воды от насоса до забоя, МПа. Давление на забое нагнетательной скважины
(3)Величину pтр можно принять равной 3 Мпа.
Необходимое количество закачиваемой воды Vв (в мз/сут) рассчитывают по формуле
(4)где Vнпл - объем добываемой из залежи нефти, приведенной к пластовым условиям, мз/сут; Vгсвпл - объем свободного газа в пласте при
пл и Тпл, который добывается вместе с нефтью за сутки, м3/сут; Vвпл - объем добываемой из залежи воды, м3/сут.Объем нефти в пластовых условиях
, (5) объем свободного газа
, (6) объем воды
,где Qнд, Qв - соответственно количество дегазированной нефти и воды, добываемое из залежи за сутки, т/сут; bнпл, bвпл - соответственно объемные коэффициенты нефти и воды при пластовых условиях; G0 - газовый фактор, м3/м3; a - средний коэффициент растворимости газа в нефти, мЗ/(м3 ∙ МПа).
Задача 1. Рассчитать основные показатели процесса закачки воды, если из залежи извлекается нефти Qнд = 11000 т/сут, воды Qв = 5600 т/сут, газовый фактор G0 = 60 м3/м3, среднее пластовое давление меньше давления насыщения
пл = 8,5 МПа; коэффициент растворимости газа в нефти a = 5 м3/(м3 ∙ МПа), пластовая температура Тпл = 303 К, объемный коэффициент нефти bвпл = 1,15, плотность дегазированной нефти pнд = 852 кг/м3, объемный коэффициент пластовой воды bвпл = 1,01. Стоимость нагнетательной скважины Сс = 120000 руб., коэффициент приемистости нагнетательной скважины Kпрм = 50 мз/(сут ∙ МПа), время работы нагнетательной скважины t= 12 лет‚ КПД насосного агрегата ƞ = 0,6. Глубина скважины Lс = 1200 м, а плотность нагнетаемой воды pв = 1050 кг/м3. Коэффициент сверхсжимаемости газа принять:z = 0,87.
Решение. По формуле (1) вычисляем оптимальное давление на устье нагнетательной скважины
При этом гидростатическое давление воды в скважине рст = 10-6 ∙ 1050 ∙ 9,81 ∙1200 = 12,4 МПа.Давление на забое нагнетательной скважины рзабн = 8,1 + 12,4 - 3 = 17,5 МПа.
Рассчитываем Vнпл, Vгсвпл и Vвпл:
По формуле (4) суточный объем закачки воды Vв = 1,2 (14850 + 2750 + 5387) = 27585 м3/сут.
Таким образом, для заданных условий суточный объем закачки составляет 27585м3 при давлении на устье нагнетательной скважины рун = 8,1 МПа.
Расчет числа нагнетательных скважин
Число нагнетательных скважин определяют с учетом наиболее трудных условий работы в конце цикла разработки газоконденсатного месторождения, с принятием во внимание давления на выкиде, которое будут создавать установленные дожимные компрессоры. При этом следует иметь в виду, что чем выше степень сжатия, тем больше расходы на сжатие газа, но при этом потребуется меньше нагнетательных скважин при одинаковом давлении на приеме КС. Следовательно, число нагнетательных скважин определяют технико-экономическим анализом.
Объем закачки воды в одну нагнетательную скважину
qвн = Kпрм(рабн -
пл) (8)Тогда число нагнетательных скважин
n= Vв / qвн (9)
Задача 1. Для условий предыдущей задачи рассчитать число нагнетательных скважин, если коэффициент приемистости их одинаков.
Решение. Рассчитываем приемистость одной скважины:
qвн = 50 (17,5 - 8,5) = 450 м3/сут.
Число нагнетательных скважин n = 27 585/450 = 61.
Таким образом, в данных условиях требуется 61 нагнетательная скважина.