Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 74
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Тема 3. – Расчет закачки химических реагентов в ПЗП (на примере растворителя нефрас и соляной кислоты)
ЗАДАЧА №3
Общин положения.
Для составления плана обработки ПЗП в скважине № 1 рассчитывается объём растворителя, закачиваемый соответственно без давления и под давлением.
В процессе подготовительных работ проводится промывка скважины и заполняется нефтью.
В процессе эксплуатации в призабойной зоне, на эксплуатационной колоне и НКТ откладываются механические примеси – соли, парафин, смолы. Они снижают продуктивность скважины и потому требуют периодического удаления.
Механические примеси, представляющие продукты разрушения пласта, накапливаются на забое или образуют пробки в трубах.
Наиболее простой и широко применяемый способ их удаления – промывка, прямая и обратная. В данном случае мы рассчитаем прямую промывку для скважины.
Произвести гидравлический расчет промывки водой забойной песчаной пробки, для чего определить давление на выкиде насоса, необходимую мощность двигателя, давление на забой скважины, время на промывку пробки и разрушающее действие струи.
Данные для расчета: приведены ниже, песчаная пробка находится в эксплуатационной колонне выше фильтра.
Промывка ведется промывочным агрегатом ПАВ-80, который состоит из трактора G-80 с дизелем КДМ-46 максимальной мощностью (при 1000 об/мин) 93 л. с. и поршневого двухцилиндрового насоса двойного действия НГ-80. Этот насос имеет три скорости. Диаметр цилиндра 115 мм, длина хода поршня 250 мм.
Исходные данные.
| Исходные данные | Вариант | |||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 9 | 10 | |
| Глубина скважины Н. м | 2742, | 2700 | 2450 | 2560 | 2680 | 2700 | 2720 | 2740 | 2765 | 2770 |
| Вскрытая эффективная мощность карбонатного пласта h, м | 7,31 | 3,2 | 4,0 | 4,5 | 4,8 | 5,2 | 5,6 | 6,7 | 7,2 | 7,6 |
| Проницаемость пород k, мкм2 | 0,0053 | 0,003 | 0,004 | 0,005 | 0,006 | 0,007 | 0,008 | 0,009 | 0,01 | 0,02 |
| Пластовое давление Рпл, МПа | 28,8 | 25,8 | 26,3 | 26,7 | 27,4 | 27,6 | 28,0 | 28,5 | 29,0 | 29,5 |
| Глубина зумпфа | 10 | 7,5 | 8 | 8,5 | 9,0 | 9,5 | 10 | 10,5 | 11,0 | 11,5 |
| Диаметр насосно-компрессорных труб d, м | 0,057 | |||||||||
| Внутренний диаметр скважины Dвн, м | 0,15 | |||||||||
| Дебит скважины Qскв, м3/сут | 21 | 16,0 | 16,5 | 17,0 | 17,5 | 18,0 | 18,5 | 19,0 | 19,5 | 20,0 |
| Расход реагента Vуд., м3/м | | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,75 | 0,8 | 0,85 | 0,9 | 0,95 | 1,0 |
Расчет.
Необходимо определить количество реагентов и составить план обработки ПЗ растворителем Нефрас и соляной кислотой для следующих условий (для 0 варианта):
Для примера проведем расчет обработки забоя скважины № 1 растворителем Нефрас и соляной кислотой.
Расчет:
Примем необходимое количество реагента Vуд. = 0,8 м3/м.
Vраст. = h · Vуд. = 4,16 м3. (1)
Прямая промывка
1 Гидравлическое сопротивление при движении жидкости в 58 мм трубах:
H1=λ
, (2)где λ =0,037 – коэффициент трения при движении воды в 57 мм трубах;
dв = 0,05 м – внутренний диаметр 57 мм промывочных труб;
vн – скорость нисходящего потока жидкости в 58 мм трубах;
g – ускорение свободного падения. Скорость движения жидкости в центральных трубах в см/с.
Подставив числовые значения в формулу, получим:
При работе агрегата на I скорости
Для скважины 1:
h1=0,037
209,8 м вод. ст.При работе агрегата на II скорости
h1=0,037
296,6 м вод. ст.При работе агрегата на III скорости
h1=0,037
584,9 м вод. ст.2 Гидравлическое сопротивление при движении смеси жидкости с песком в кольцевом пространстве скважины
H1= φλ
, (3)где φ=1,1 – 1,2 – коэффициент, учитывающий повышение гидравлических потерь в результате содержания песка в жидкости;
λ – коэффициент трения при движении воды в кольцевом пространстве; величина А, определяется по разности диаметров 132-мм и 62-мм труб и равна
Определим сопротивление, возникающее при движении жидкости с песком в кольцевом пространстве:
При работе агрегата на I скорости
h2=
При работе агрегата на II
скорости
h2=
При работе агрегата на III скорости
h2=
78,12 м вод. ст.3 Потери напора на уравновешивание столбов жидкости разной плотности в промывочных трубах и кольцевом пространстве определяются по формуле К.А.Апресова
h3=
, (4)где m=0,3 – пористость песчаной пробки;
F=139 см2 – площадь сечения 150-мм эксплутационной колонны ;
l=12 м – высота пробки, промытой за один приём (длина двухтрубного колена труб);
f – площадь сечения кольцевого пространства скважины в см2 (между 150-мм и 58 мм трубами);
pп=2,6 – относительная плотность песка;
pж=1 – относительная плотность воды;
vкр – cкорость свободного падения песчинок.
Подставив числовые значения в формулу, найдём потери напора:
При работе агрегата на I скорости
h3=
см, или 11,03 м вод. ст.При работе агрегата на II скорости
h3=
см, или 12,66 м вод. ст.При работе агрегата на III скорости
h3=
см, или 14,60 м вод. ст.4 Гидравлическое сопротивление в шланге в вертлюге при движении воды определяется по опытным данным, для скважины № 1.
При работе агрегата на I скорости сопротивление, возникающее в шланге и вертлюге (угольнике), составляет в сумме
h4 + h5 = = 10,4 м вод. ст.,
при работе на II скорости:
h4 + h5 = 19,5 м вод. ст.,
при работе на III скорости”
h4 + h5 = 62,6 м вод. ст.
5 Гидравлическое сопротивление в 57-мм нагнетательной линии от насоса до шланга (принимаем длину этой линии lн = 40 м):
при работе агрегата на I скорости
h6=0,034
7,14 м вод. ст.при работе агрегата на II скорости
h6=0,034
14,28 м вод. ст.при работе агрегата на III скорости
h6=0,034
55,54 м вод. ст.6 Давление на выкиде насоса, определяемое суммой гидравлических сопротивлений, будет:
pн=
, (4)при работе агрегата на I скорости
pн=
кгс/см2 (5.63 МПа),при работе агрегата на II скорости
pн=
кгс/см2 (11,15 МПа),при работе агрегата на III скорости
pн=
кгс/см2 (42,93 МПа).7 Давление на забой скважины:
pзаб=
, (5)при работе агрегата на I скорости
pзаб=
кгс/см2 (27,13 МПа),при работе агрегата на II скорости
pзаб=
кгс/см2 (27,27 МПа),при работе агрегата на III скорости
pзаб=
кгс/см2 (28,03 МПа).8 Мощность, необходимая для промывки песчаной пробки:
N=
, (6)где Q – производительность агрегата,
pж – относительная плотность воды;
nа = 0,65 – общий механический к. п. д. агрегата;
при работе агрегата на I скорости
N=
л.с.при работе агрегата на II скорости
N=
л.с.при работе агрегата на III скорости
N=
л.с.Агрегат имеет максимальную мощность 93 л.с., поэтому работа его на III скорости невозможна.
9 Использование максимальной мощности промывочного агрегата:
K=
. (7)При работе на I скорости
K=
=27 %.10 Скорость подъёма размытого песка на I скорости для скважины 190
Vп=vв–vкр, (8)
Vп=0,46-0,095=0,365 м/с.
11 Продолжительность подъёма размытой пробки после промывки её каждым коленом до чистой воды на I скорости
t=
=
с = 2,78ч (9)12 Размывающая сила струи жидкости. Сила удара струи промывочной жидкости может быть определена по следующей формуле:
P=2.04
, (10)где Q – производительность агрегата в л/с;
fц=30,2 см2 – площадь поперечного сечения струи жидкости, нагнетаемой в скважину по 62-мм и 58-мм колонне;
F=139см2 – площадь внутреннего поперечного сечения 150-мм эксплуатационной колонны.
При работе на I скорости
P=2,04
кгс/см2.Объём растворителя, закачиваемой без давления:
V1 = Vпт + Vнкт + Vскв. пзп, м3, (11)
где Vпт – объём выкидной линии (при диаметре dпт=0,0503 м и длине
l=100 м), м3;
Vнкт – объём колонны насосно-компрессорных труб (при диаметре
dнкт= 0,057 м и длине НКТ L= 2290 м), м3;
Vскв. пзп – объём скважины в интервале обрабатываемой зоны пласта, м3.
Vпт = 0,785·dпт2·l = 0,198 м3, (12)
Vнкт = 0,785· dнкт2·L = 5,840 м3, (13)
Vскв. пзп = 0,785·(2rс)2·h = 0,200 м3. (14)
После промывки скважины выполняются следующие операции.
Трубы приподнимают, устанавливая башмак на глубине 2280 м, размещают и обвязывают оборудование.
Закачивают растворитель в объёме выкидной линии, нососно-компрессорных труб и ствола скважины от башмака НКТ до кровли пласта.
V1 = 5,840 м3.
Затем объём растворителя, закачивают под давлением, то есть закры-вают задвижку на затрубном пространстве и насосом агрегата закачивают остальной растворитель
V11 = Vр - V1 = 2,64 м