Файл: Задача 1 Произведите расчет основных показателей процесса гидравлического пласта, осуществляемого в скважине. Дано.docx
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 47
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
= 11,24 м. вод.ст.,
Для III скорости:
= 13,96 м. вод.ст.,
Для IV скорости:
= 15,82 м. вод.ст.,
5.Потери давления на гидравлические сопротивления в шланге, в вертлюге, нагнетательной линии от насоса до шланга при движении воды определяются опытным путем, принимаем на скорости:
Для I скорости: (h4+ h5+ h6) = 6 м. вод.ст.;
Для II скорости: (h4+ h5+ h6) = 13,1 м. вод.ст.;
Для III скорости: (h4+ h5+ h6) = 28,2 м. вод.ст.;
Для IV скорости: (h4+ h5+ h6) = 44 м. вод.ст.;
6.Определяем давление на выкиде насоса на I, II, III и IV скоростях:
Рн = ∙ρж∙ g∙(h1+ h2+ h3 + h4+ h5+ h6) , МПа
Для I скорости: Рн = ∙1000 ∙ 9,8∙ (75,51+ 3,52+ 7,51 + 6) = 0,91 МПа
Для II скорости: : Рн = ∙1000 ∙ 9,8∙ (162,78+ 11,32+ 11,24 + 13,1) = 1,94 МПа
Для III скорости: : Рн = ∙1000 ∙ 9,8∙ (367,6+ 27,2+ 13,96 + 28,2) = 4,28 МПа
Для IV скорости: : Рн = ∙1000 ∙ 9,8∙ (867,2+ 59,26+ 15,82 + 44) = 9,66 МПа
7.Определяем мощность, необходимую для промывки песчаной пробки при работе агрегата на I, II, III и IV
скоростях:
N = Рн ∙ Q/ 103∙ ηа, кВт
где Q – подача агрегата, л/с;
ηа = 0,65 – общий механический КПД агрегата.
Для I скорости: N = 0,91∙106 ∙ 3,8 ∙ 10-3 / 103∙ 0,65 = 5,32 кВт
Для II скорости: N = 1,94 ∙106 ∙ 5,6∙ 10-3 / 103∙ 0,65 = 16,71 кВт
Для III скорости: N = 4,28∙106 ∙ 8,4∙ 10-3 / 103∙ 0,65 = 55,31 кВт
Для IV скорости: N = 9,66∙106 ∙ 12,9 ∙ 10-3 / 103∙ 0,65 = 191,71 кВт
Сравниваем полученные мощности с максимальной мощностью двигателя выбранного агрегата.
Так как насосная установка УН1Т – 100 – 200 имеет номинальную полезную мощность 83 кВт, то работа ее на IV скорости невозможна.
8. Выбираем оптимальную скорость работы с учетом использования максимальной мощности промывочного агрегата. Определяем коэффициент использования мощности промывочного агрегата:
К = ∙ 100%
Для I скорости: К = ∙ 100% = 6,4 %
Для II скорости: К = ∙ 100% = 20,1 %
Для III скорости: К = ∙ 100% = 66,6 %
Задача №3
Проведите выбор необходимого количества материалов и оборудования для установки цементного моста ниже интервала нарушения. Нарушение сообщается с зоной поглощения промывочной жидкости.
Дано:
Диаметр эксплуатационной колонны Dэ = 168 мм
Толщина стенки эксплуатационной колонны σэкс = 10 мм
Диаметр НКТ (насосно-компрессорных труб) d = 73 мм
Толщина стенки НКТ σнкт = 5,5 мм
Интервал устанавливаемого моста Нм = 1000 – 950 м
Плотность добываемой жидкости ρж = 1,05 г / см3
Высота цементного моста h = 50 м
Дефект в эксплуатационной колонне на глубине Нд = 500 м
Водоцементное отношение m = 0,45
Плотность цементного раствора ρц.р = 1,9 т / м3
Температура в скважине t = 60оС
Решение задачи:
- эксплутационной колонны Vэк. к ;
Vэк. к = = = 0,017м3
- кольцевого пространства Vк. п. ;
Vк.п = = = 0,013 м3
- насосно- компрессорных труб VНКТ
Vнкт = = = 0,003 м3
Vц.р = h · Vэк. к , м3
где h- высота цементного моста.
Vц.р = 50 · 0,017 = 0,85 м3
, т
где m - водоцементное отношения (m= 0,4-0,5);
ц. р - плотность цементного раствора, т/м3
= 1,12 т
4.Определяем объём пресной воды:
Vв = (V зат + V р + V´ р)·K, м3
где V зат – объём воды для затворения цемента, м3
V р – разделительная жидкость («подушка» пресной воды) перед цементным раствором,
V р= 0,5÷ 1м3;
V´ р - разделительная «подушка» после цементного раствора;
K – коэффицент запаса учитыващий потери жидкости при затворении, K=1,5.
V зат = Ц · m = 1,12·0,45 = 0,504 т/м3
Объём разделительной «подушки» после цементного раствора определяют из условий равновесия объёмов в кольцевом и трубном пространстве, то есть
Следовательно
= 0,23 м3
Vв = (0,504 + 1,0 + 0,23)·1,5 = 2,6 м3
,м3
где Hм – нижняя граница интервала установленного моста, м
м3
6.Определяем общий объём глинистого раствора
, м3
где Vцир – объём глинистого раствора для восстановления циркуляции перед цементированием, м³.
В случае когда наблюдается частичное поглощение промывочной жидкости принимается,
Vцир = 2 ÷ 3 м³
= 3,85 м3
7.Определяем время, необходимое для полного заполнения колонны заливочных труб при работе ним агрегатом ЦА-320 М на III скорости при диаметре втулок 100мм
= = 9,13 мин
где qIII – подача цементного насоса 9Т на III скорости, qIII = 5,2дм³/с
V3 = Vпр – объём колонны заливочных труб, м³.
8.Определяем время вымыва излишка тампонажного раствора при обратной промывке при работе агрегатом ЦА-320М на IV скорости :
= = 6,01 мин
где qIV = 7,9дм³/с
9.Находим время на затворение и продавку тампонажного раствора в пласт
, мин
где Tдоп – время начала схватывания цементного раствора (для горячих скважин) = 105 мин ;
То = 5 ÷ 10 мин – время на подготовление и заключительные работы при затворении цемента
= 79,86 мин.
Задача №4
Выбрать способ, жидкость глушения, необходимое оборудование, материалы, их количество для глушения скважин. Составить схему глушения, план работ.
Дано:
Глубина скважины Нф = 1810 м
Диаметр эксплуатационной колонны Dэ = 146 мм
Пластовое давление Рпл = 18,59 МПа
Способ эксплуатации - УСШН
Диаметр НКТ (насосно-компрессорных труб) d = 60 мм
Глубина спуска насоса L (Lн) = 1100 м
Дебит скважины Qж = 28 м3/ сут.
Обводненность продукции nв = 16 %
Плотность нефти ρн = 850 кг / м3
Плотность воды ρв = 1120 кг / м3
Тип насоса – НСН2 – 43
Штанги – 22,19
Вид ремонта – Ревизия насосов
Условия перемещения – грунтовые дороги
Наличие вышки - имеется
Решение задачи:
1.Выбираем способ глушения в зависимости от величины пластового давления, приемистости и литологии пласта, вида спущенного в скважину оборудования, вида применяемой жидкости.
Основным требованием при выборе способа и жидкости глушения является обеспечение необходимого противодавления на забой скважины и предупреждение ухудшения проницаемости призабойной зоны.
Глушение может производиться следующими способами:
Выбираем глушение с частичной заменой скважинной жидкости
2. Определяем плотность жидкости глушения из условия создания противодавления на пласт
ρгл = ( Рпл + (0,1…0,25) ∙ Рпл)106 – ρсм∙g∙ Н + ρсм =
g ∙ L
= ( 18,59 + 0,1 ∙ 18,59 ) 106 – 893,2 ∙9,8 ∙ 1810 + 893,2 = 1311,24 кг/м3
9,8 ∙ 1100
ρсм = ρв ∙ nв + ρн ∙ (1 - nв) = 1120 ∙ 0,16 + 850 ∙ (1 - 0,16) = 893,2 кг/м3
где ρгл - плотность жидкости глушения, кг/м3;
(0,1...0,25) ∙ Рпл - величина противодавления на пласт согласно требованиям правил безопасности ведения работ, МПа;
3. Выбираем жидкость глушения в соответствии с рассчитанной плотностью и особенностью пласта.
4. Определяем объем жидкости глушения
Для III скорости:
= 13,96 м. вод.ст.,
Для IV скорости:
= 15,82 м. вод.ст.,
5.Потери давления на гидравлические сопротивления в шланге, в вертлюге, нагнетательной линии от насоса до шланга при движении воды определяются опытным путем, принимаем на скорости:
Для I скорости: (h4+ h5+ h6) = 6 м. вод.ст.;
Для II скорости: (h4+ h5+ h6) = 13,1 м. вод.ст.;
Для III скорости: (h4+ h5+ h6) = 28,2 м. вод.ст.;
Для IV скорости: (h4+ h5+ h6) = 44 м. вод.ст.;
6.Определяем давление на выкиде насоса на I, II, III и IV скоростях:
Рн = ∙ρж∙ g∙(h1+ h2+ h3 + h4+ h5+ h6) , МПа
Для I скорости: Рн = ∙1000 ∙ 9,8∙ (75,51+ 3,52+ 7,51 + 6) = 0,91 МПа
Для II скорости: : Рн = ∙1000 ∙ 9,8∙ (162,78+ 11,32+ 11,24 + 13,1) = 1,94 МПа
Для III скорости: : Рн = ∙1000 ∙ 9,8∙ (367,6+ 27,2+ 13,96 + 28,2) = 4,28 МПа
Для IV скорости: : Рн = ∙1000 ∙ 9,8∙ (867,2+ 59,26+ 15,82 + 44) = 9,66 МПа
7.Определяем мощность, необходимую для промывки песчаной пробки при работе агрегата на I, II, III и IV
скоростях:
N = Рн ∙ Q/ 103∙ ηа, кВт
где Q – подача агрегата, л/с;
ηа = 0,65 – общий механический КПД агрегата.
Для I скорости: N = 0,91∙106 ∙ 3,8 ∙ 10-3 / 103∙ 0,65 = 5,32 кВт
Для II скорости: N = 1,94 ∙106 ∙ 5,6∙ 10-3 / 103∙ 0,65 = 16,71 кВт
Для III скорости: N = 4,28∙106 ∙ 8,4∙ 10-3 / 103∙ 0,65 = 55,31 кВт
Для IV скорости: N = 9,66∙106 ∙ 12,9 ∙ 10-3 / 103∙ 0,65 = 191,71 кВт
Сравниваем полученные мощности с максимальной мощностью двигателя выбранного агрегата.
Так как насосная установка УН1Т – 100 – 200 имеет номинальную полезную мощность 83 кВт, то работа ее на IV скорости невозможна.
8. Выбираем оптимальную скорость работы с учетом использования максимальной мощности промывочного агрегата. Определяем коэффициент использования мощности промывочного агрегата:
К = ∙ 100%
Для I скорости: К = ∙ 100% = 6,4 %
Для II скорости: К = ∙ 100% = 20,1 %
Для III скорости: К = ∙ 100% = 66,6 %
Задача №3
Проведите выбор необходимого количества материалов и оборудования для установки цементного моста ниже интервала нарушения. Нарушение сообщается с зоной поглощения промывочной жидкости.
Дано:
Диаметр эксплуатационной колонны Dэ = 168 мм
Толщина стенки эксплуатационной колонны σэкс = 10 мм
Диаметр НКТ (насосно-компрессорных труб) d = 73 мм
Толщина стенки НКТ σнкт = 5,5 мм
Интервал устанавливаемого моста Нм = 1000 – 950 м
Плотность добываемой жидкости ρж = 1,05 г / см3
Высота цементного моста h = 50 м
Дефект в эксплуатационной колонне на глубине Нд = 500 м
Водоцементное отношение m = 0,45
Плотность цементного раствора ρц.р = 1,9 т / м3
Температура в скважине t = 60оС
Решение задачи:
-
Определяем объём одного погонного метра (1 п. м.):
- эксплутационной колонны Vэк. к ;
Vэк. к = = = 0,017м3
- кольцевого пространства Vк. п. ;
Vк.п = = = 0,013 м3
- насосно- компрессорных труб VНКТ
Vнкт = = = 0,003 м3
-
Определяем объём цементного раствора для установки цементного моста по формуле:
Vц.р = h · Vэк. к , м3
где h- высота цементного моста.
Vц.р = 50 · 0,017 = 0,85 м3
-
Находим количество сухого цемента:
, т
где m - водоцементное отношения (m= 0,4-0,5);
ц. р - плотность цементного раствора, т/м3
= 1,12 т
4.Определяем объём пресной воды:
Vв = (V зат + V р + V´ р)·K, м3
где V зат – объём воды для затворения цемента, м3
V р – разделительная жидкость («подушка» пресной воды) перед цементным раствором,
V р= 0,5÷ 1м3;
V´ р - разделительная «подушка» после цементного раствора;
K – коэффицент запаса учитыващий потери жидкости при затворении, K=1,5.
V зат = Ц · m = 1,12·0,45 = 0,504 т/м3
Объём разделительной «подушки» после цементного раствора определяют из условий равновесия объёмов в кольцевом и трубном пространстве, то есть
Следовательно
= 0,23 м3
Vв = (0,504 + 1,0 + 0,23)·1,5 = 2,6 м3
-
Находим объём продавочной жидкости
,м3
где Hм – нижняя граница интервала установленного моста, м
м3
6.Определяем общий объём глинистого раствора
, м3
где Vцир – объём глинистого раствора для восстановления циркуляции перед цементированием, м³.
В случае когда наблюдается частичное поглощение промывочной жидкости принимается,
Vцир = 2 ÷ 3 м³
= 3,85 м3
7.Определяем время, необходимое для полного заполнения колонны заливочных труб при работе ним агрегатом ЦА-320 М на III скорости при диаметре втулок 100мм
= = 9,13 мин
где qIII – подача цементного насоса 9Т на III скорости, qIII = 5,2дм³/с
V3 = Vпр – объём колонны заливочных труб, м³.
8.Определяем время вымыва излишка тампонажного раствора при обратной промывке при работе агрегатом ЦА-320М на IV скорости :
= = 6,01 мин
где qIV = 7,9дм³/с
9.Находим время на затворение и продавку тампонажного раствора в пласт
, мин
где Tдоп – время начала схватывания цементного раствора (для горячих скважин) = 105 мин ;
То = 5 ÷ 10 мин – время на подготовление и заключительные работы при затворении цемента
= 79,86 мин.
Задача №4
Выбрать способ, жидкость глушения, необходимое оборудование, материалы, их количество для глушения скважин. Составить схему глушения, план работ.
Дано:
Глубина скважины Нф = 1810 м
Диаметр эксплуатационной колонны Dэ = 146 мм
Пластовое давление Рпл = 18,59 МПа
Способ эксплуатации - УСШН
Диаметр НКТ (насосно-компрессорных труб) d = 60 мм
Глубина спуска насоса L (Lн) = 1100 м
Дебит скважины Qж = 28 м3/ сут.
Обводненность продукции nв = 16 %
Плотность нефти ρн = 850 кг / м3
Плотность воды ρв = 1120 кг / м3
Тип насоса – НСН2 – 43
Штанги – 22,19
Вид ремонта – Ревизия насосов
Условия перемещения – грунтовые дороги
Наличие вышки - имеется
Решение задачи:
1.Выбираем способ глушения в зависимости от величины пластового давления, приемистости и литологии пласта, вида спущенного в скважину оборудования, вида применяемой жидкости.
Основным требованием при выборе способа и жидкости глушения является обеспечение необходимого противодавления на забой скважины и предупреждение ухудшения проницаемости призабойной зоны.
Глушение может производиться следующими способами:
-
Глушение с полной заменой скважинной жидкости производится, если: колонна НКТ или хвостовик спущены до продуктивного пласта; башмак колонны НКТ или насос находятся выше пласта, но пласт имеет хорошую приёмистость и поднасосная жидкость может быть продавлена в пласт без опасности ухудшения проницаемости призабойной зоны (например, при отсутствии глин в продуктивном пласте). -
Глушение частичной заменой скважинной жидкости (без задавки в пласт) рекомендуется в случае низкой приёмистости или опасности засорения пласта продавливаемой загрязнённой жидкостью, при насосном способе эксплуатации
Выбираем глушение с частичной заменой скважинной жидкости
2. Определяем плотность жидкости глушения из условия создания противодавления на пласт
ρгл = ( Рпл + (0,1…0,25) ∙ Рпл)106 – ρсм∙g∙ Н + ρсм =
g ∙ L
= ( 18,59 + 0,1 ∙ 18,59 ) 106 – 893,2 ∙9,8 ∙ 1810 + 893,2 = 1311,24 кг/м3
9,8 ∙ 1100
ρсм = ρв ∙ nв + ρн ∙ (1 - nв) = 1120 ∙ 0,16 + 850 ∙ (1 - 0,16) = 893,2 кг/м3
где ρгл - плотность жидкости глушения, кг/м3;
(0,1...0,25) ∙ Рпл - величина противодавления на пласт согласно требованиям правил безопасности ведения работ, МПа;
3. Выбираем жидкость глушения в соответствии с рассчитанной плотностью и особенностью пласта.
-
Глинистый раствор
4. Определяем объем жидкости глушения