Файл: Курсовая работа по дисциплине Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика.docx
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 189
Скачиваний: 12
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Забой скважины очищают от грязи способом дренирования и затем промывают. В отдельных случаях для увеличения фильтрационных свойств пластов рекомендуется предварительно обработать скважину соляной или грязевой кислотой и провести дополнительную перфорацию. Осуществление этих мероприятий способствует снижению давления разрыва и повышению его эффективности.
После промывки, очистки и проверки специальным шаблоном в скважину спускают насосно-компрессорные трубы диаметром 75 или 100 мм, по которым прокачивается жидкость разрыва. Для предохранения обсадной колонны от воздействия большого давления над разрываемым пластом устанавливают пакер, который разобщает фильтровую зону пласта от ее вышележащей части. Благодаря этому давление, создаваемое насосами, передается только на фильтровую зону и на нижнюю поверхность пакера.
Применяют различные конструкции пакеров. Наиболее распространены шлипсовые пакеры, выпускаемые под различные диаметры эксплуатационных колонн и рассчитанные на давление 50 МПа.
Герметизация обсадной колонны осуществляется при деформации резиновых уплотнительных манжет от веса колонны насосно-компрессорных труб при опоре конуса на шлипсы пакера, центрирование которого осуществляется фонарем. Замковое устройство фонаря раскрывается при трении фонаря о стенки обсадных труб во время вращения пакера.
Осевая нагрузка при гидроразрыве воспринимается головкой пакера с опорным кольцом и передается на якорь, удерживающий пакер и колонну насосно-компрессорных труб от перемещения вверх. Головка пакера имеет левую резьбу в месте соединения с якорем.
В случае заклинивания манжет в обсадной колонне якорь может быть отвинчен от пакера правым вращением и поднят на поверхность.
В процессе закачки рабочей жидкости для гидроразрыва создающийся перепад давления между внутренней частью якоря и кольцевым зазором в эксплуатационной колонне деформирует резиновую трубку, выдвигая плашки до упора в стенку колонны. Плашки, врезаясь своими острыми зубцами в стенки труб, удерживают якорь и соответственно пакер от выталкивания вверх по скважине.
Наряду со шлипсовыми пакерами применяют пакеры самоуплотняющиеся ПС. В отличие от других типов пакеров в конструкции пакера ПС предусмотрен перепускной клапан, предназначенный для перепуска жидкости гидроразрыва в затрубное пространство во время спуска пакера, за счет чего снимается давление на самоуплотняющиеся манжеты. Перепускной клапан присоединяется через переводник и устанавливается выше гидравлического якоря.
После спуска труб с пакером и якорем устье скважины оборудуют специальной головкой, к которой подключают агрегаты для нагнетания в скважину жидкости разрыва.
2.4 Применяемые материалы при проведения ГРП.
Выбор жидкости гидроразрыва - первоочередная задача. При этом необходимо учесть еще и тип расклинивающего агента, и его концентрацию. Технология ГРП предусматривает приготовление жидкости разрыва путем смешивания специальных химических добавок (загустителя, реагента, для снижения показателя фильтрации и т.д.)
В качестве рабочего реагента при проведении гидроразрыва пласта применяются различные жидкости, обладающие разнообразными физическими параметрами. пласт разрыв горение скважина.
К данным жидкостям применяются следующие требования:
-
1) рабочие жидкости, нагнетаемые в пласт, не должны уменьшать ни абсолютную, ни фазовую проницаемость породы пласта. Поэтому, при ГРП в нефтяных скважинах могут применяться жидкости как на углеводородной основе, так и на водной основе -
2) рабочие жидкости для ГРП не должны содержать посторонних механических примесей и при соприкосновении с пластовыми жидкостями и породой пласта не должны образовывать нерастворимых осадков; -
3) рабочие жидкости для ГРП не должны обладать свойствами, обеспечивающими наиболее полное их удаление из созданных трещин и порового пространства пород. -
4) вязкость рабочих жидкостей должна быть стабильна в условиях обрабатываемого пласта в пределах времени проведения процесса ГРП.
Жидкости гидроразрыва делятся на три категории: жидкость разрыва, жидкость - песконоситель, продавочная жидкость . Свойства жидкости ГРП Вязкость жидкости разрыва в очень большой степени влияет на то, как жидкость поглощается породой пласта: густой жидкости теряется меньше, чем маловязкой. Более вязкие жидкости образуют с пропантом почти идеальную суспензию, что позволяет заполнить пропантом весь объем трещины.
Величина "эффективность жидкости ГРП" показывает, какой объем жидкости поглощается пластом по отношению к количеству жидкости, создающему трещину. Чем ниже потери жидкости, тем выше ее эффективность, т.к. исключается вероятность быстрого смыкания трещины, однако при этом должна быть обеспечена необходимая концентрация пропанта.
Коэффициент фильтруемости (КФ). КФ применяется для количественной характеристики потерь жидкости, учитывает свойства породы пласта, свойства жидкости и параметры жидкости разрыва. Материалы - добавки к жидкостям используются для создания специфического эффекта, не зависящего от типа жидкости (табл.1).
Таблица 1.
| Добавка | Концентрация, л или кг на м3 чистой жидкости | Назначение |
| Биоцид (бактерицид) | 0.1 -1.0 л/м3 | Предотвращает бактериальное разложение гуарового полимера |
| Тампонирующие материалы | 1.2 -6 кг/м3 | Уменьшает утечку жидкости в пласт при гидроразрыве |
| Деструкторы | 0.012 -1.2 кг/м3 | Обеспечивают контролируемое понижение вязкости жидкости |
| Понизители трения | 0.1 -1.0 л/м3 | Уменьшают потери давления на трение при закачке |
| Поверхностно- автивные вещества (ПАВ) | 0.05 -10 л/м3 | Уменьшают поверхностное натяжение, предотвращают образование эмульсий и изменяют смачиваемость |
| Пенообразователи | 1-10 л/м3 | Обеспечивают образование устойчивой пены с азотом или двуокисью углерода |
| Добавки для контроля набухания глин | как правило, 1-3% KCl | Обеспечивают временную или постоянную совместимость глин с водой |
Тип и концентрации используемых добавок сильно зависят от пластовой температуры, литологии и пластовых флюидов. Подбор рецептуры добавок для конкретных применений и консультирование клиентов являются главной функцией химика по обеспечению и контроля качества .
Пропант предназначен для предотвращения смыкания трещины после окончания закачивания.
Пропант добавляется к жидкости глушения и закачивается вместе с ней. Возможности трещины транспортировать жидкость к стволу скважины, обусловлены пропускной способностью трещины. Обычно она определяется произведением проницаемости трещины и ширины трещины: s k w, (1) где к - проницаемость (миллидарси); w - ширина трещины (мм).
Размер частиц песка, применяемый при ГРП
Таблица 2.
| Размер сит | Предельные размеры частиц (мм) |
| 100 | 0,150 |
| 40-60 | 0,419-0,250 |
| 20-40 | 0,841-0,419 |
| 12-20 | 1,679-0,841 |
| 8-12 | 2,380-1,679 |
Выбор пропанта и его действие.
При производстве ГРП, для того чтобы регулировать процессы оседания, применяют методы закачки пропанта различных фракций. Примером такой технологии может служить закачка основного объема песка, или среднепрочного пропанта типа 20/40, с последующей закачкой средне- или высокопрочного пропанта типа 16/20 или 12/20 в количестве 10-40% от общего объема. При этом достигаются следующие цели: - крепление трещины высокопрочным пропантом в окрестности скважины, где напряжение сжатия наиболее высокое; - снижение стоимости операции, так как керамические пропанты в 2 - 4 раза дороже песка; - создание наибольшей проводимости трещины в окрестности забоя, где скорость фильтрации флюида максимальная; - предотвращение выноса пропанта в скважину. Поскольку пропанты (расклинивающие агенты) должны противостоять напряжениям в земле, удерживая трещину раскрытой после снятия гидравлического давления жидкости разрыва, прочность материала имеет особую важность. Расклинивающий материал должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать напряжение смыкания трещины, в противном случае проводимость слоя (раздробленного) пропанта будет значительно ниже запроектированного значения (уменьшается как ширина, так и проницаемость слоя пропанта).
Существует две основные категории пропантов - это естественные пески и искусственные керамические или бокситовые пропанты.
Пески используются для гидроразрыва пластов в условиях низких напряжений, для глубин примерно до 2400 м и меньше (предпочтительно, намного меньше). Искусственные проппанты используются для ситуаций высоких напряжений, как правило, в пластах на глубинах свыше 2400 м4
2.5 Основы метода эквивалентных фильтрационных сопротивлений электрогидродинамическая аналогия (эгда)
Процесс течения тока в электрической цепи аналогичен течению жидкости в пласте. Наличие электрогидродинамической аналогии позволяет ряд задач подземной гидромеханики решать на электролитических и электрических моделях пластов. Впервые этот метод был использован академиком Н.Н. Павловским при исследовании вопросов движения воды по гидротехническим сооружениям. Методы электроаналогии позволяют решать задачи об установившейся и неустановившейся фильтрации жидкостей и газов по линейному закону фильтрации при произвольных очертаниях контуров питания и водоносности и наличии многих любым образом расположенных скважин с различными противодавлениями на пласт.
Между гидродинамическими и электрическими процессами существует аналогия, которая проявляется в следующем:
1) изменение напряжения между узлами электрической сетки аналогично распределению давления в пласте;
2) электрическое сопротивление участка электрической сетки аналогично гидродинамическому сопротивлению участка моделируемого пласта;
3) сила тока, протекающего между узлами сетки, аналогична количеству жидкости, протекающей через участок моделируемого пласта.
При этом справедлив закон Кирхгофа, согласно которому суммарное падение напряжения в сети равно сумме падений напряжений на отдельных участках.
В протяженных пластах скважины часто располагаются в виде рядов (прямолинейных цепочек), в пластах, форма которых приближается к круговой, - в виде кольцевых батарей, соосных круговому контуру питания.
-
Метод эквивалентных фильтрационных сопротивлений