|
|
|
|
Т а б л и ц а V III.2 |
||||
Количество песка, |
вводимого в скважину через обсадную колонну |
|
||||||
|
146-мм колонна |
|
168-мм |
колонна |
|
|
||
Глубина |
|
Содержание песка в кг |
Содержание песка в кг |
|||||
скважины, |
Емкость, |
|||||||
при концентрации |
Емкость, |
при концентрации |
||||||
м |
м3 |
|
|
м3 |
|
|
|
|
|
|
200 г/л |
300 г/л |
200 г/л |
300 |
г/л |
||
500 |
6,25 |
1250 |
1875 |
9,0 |
1800 |
2 700 |
||
750 |
9,4 |
1880 |
2820 |
13,5 |
2700 |
4 050 |
||
1000 |
12,5 |
2500 |
3750 |
18,0 |
3600 |
5 400 |
||
1250 |
15,6 |
3120 |
4680 |
22,5 |
4500 |
6 750 |
||
1500 |
18,8 |
3760 |
5640 |
27,0 |
5400 |
8 |
100 |
|
1750 |
21,8 |
4360 |
6540 |
31,4 |
6280 |
9 420 |
||
2000 |
25,0 |
5000 |
7500 |
36,0 |
7200 |
10 800 |
||
продавочной жидкости должен закачиваться в скважину при сниженном давлении во избежание оттеснения песка и смыкания трещин вблизи стенок скважины. Необходимый объем продавочной жидкости
1/пр= 1,Зл£>2вЯ/4 = |
1,3 - 3,14• 0,152■2000/4 = |
46 м3, |
||||
где D B = |
0,15 м — средний внутренний диаметр 168-мм колонны. |
|||||
Общая |
продолжительность процесса гидроразрыва |
|||||
|
U p + fjK . п + У п р |
7 ,5 + 2 6 ,7 + 4 6 |
0,0615 |
сут = |
||
|
|
Q |
— |
1300 |
||
|
|
|
|
|||
= |
1,48 ч или |
1 ч 29 |
мин, |
|
|
|
где Q — суточный |
расход рабочей жидкости, |
м3. |
||||
Радиус горизонтальной трещины приближенно можно опре |
||||||
делить |
по |
эмпирической формуле |
|
|
||
гт= |
с |
|
|
0.5 |
|
|
|
|
м, |
|
(V III.5) |
||
где с — эмпирический коэффициент, зависящий от горного давле ния и характеристики горных пород, который для скважины глу
биной 2000 м принимается равным |
0,02; Q — расход жидкости |
|||||
разрыва; |
р, — вязкость |
жидкости |
разрыва; |
/р — время закачки |
||
жидкости |
разрыва; k — проницаемость пород. В нашей задаче |
|||||
Q = 15 л/с или 900 л/мин; р, = 0,05 |
Па-с; |
tp = 7,5-1440/1300 = |
||||
= 8,3 мин; k = 50-10“15 м2. Тогда |
по формуле (V III.5) |
|||||
|
|
|
\ и»° |
|
||
|
IQ-9 -0,05-8,3 \0'6 |
м. |
||||
= 0 |
,0 2 ( 9 0 0 у' |
5010_1Ь |
) |
= 5 ,7 4 |
||
|
||||||
Проницаемость горизонтальной трещины определяется по фор муле
kT= со2/104 -12, |
(V III.6) |
где со — ширина трещины (принимаем со = 0,1 |
см). |
153
|
Тогда |
получим |
по |
(VII 1.6) |
|
|
|
|
|
|
||
|
/гт = |
0,12/10412 = 8 3 ,3 -10~9 м2. |
|
|
|
|
||||||
|
Проницаемость |
призабойной |
зоны |
|
|
|
||||||
|
t, |
___ |
kj\h - f - k r (o |
» |
|
|
|
|
|
|
|
(V III.7) |
|
“п.З - |
h + ш |
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
kn — проницаемость |
пласта, |
равная |
5 0 -10-16 м2; h — эффек |
||||||||
тивная |
мощность пласта |
(h = 10 |
|
м); |
а> |
= 0,001 м. |
||||||
|
По |
формуле (V III.7) |
получим |
|
|
|
|
|
||||
|
ь |
— 50-10-16 - 10 + 83,3 -Ю"8-10"3 |
= |
8,38-10 |
-1 2 |
м“ |
||||||
|
«V п о |
1 0 |
+0,001 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Проницаемость |
всей |
|
дренажной |
системы |
|
||||||
|
|
|
knkn. 3 1б |
Як |
|
|
|
|
|
(V III.8) |
||
|
^д. с |
|
^п. 3 1б —~ |
---Ь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
~ ~ Т |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
/т |
|
|
Гг |
|
|
|
|
|
|
где |
R K— радиус контура питания скважины или половина сред |
|||||||||||
него расстояния между двумя соседними скважинами, прини
маем |
RK = |
250 м; гс — радиус забоя |
скважины, который равен |
|
0,075 м; гт— радиус трещины, г7 = 5,7 м. |
|
|||
Подставляя цифровые значения величин в формулу |
(V III.8), |
|||
имеем |
|
|
|
|
|
|
250 |
|
|
У |
-— |
5 0 -10“15-8,38-10-12 lg 0,075 |
= 0,106-10"12 |
м2 |
гт. |
г |
|
||
|
|
8,38-10-12 lg — — [-50-10-15 lg |
’ |
|
|
|
5,7 |
0,075 |
|
Как видно из этого расчета, при наличии только одной гори зонтальной трещины шириной 0,1 см значительно увеличивается проницаемость призабойной зоны и как бы в два раза повышается проницаемость всей дренажной системы пласта. В этих условиях фактически вся жидкость фильтруется по трещине.
I Так как потери напора в трещине ничтожно малы, можно при нять, что максимальный дебит скважины после гидравлического разрыва с образованием в призабойной зоне горизонтальных или вертикальных трещин можно найти по формуле Дюпюи
2яЛд# ch Др |
(V III.9) |
|
Q = |
|
|
р 1п |
Як_ |
’ |
|
Гт |
|
где Q — максимальный дебит, м3/с; £д. с — проницаемость пласта (дренажной системы) после гидроразрыва; h — эффективная мощ ность пласта; Ар — депрессия на забое, Ар = рг[Л— р3,р = = (15 — 12) 10е= 3 МПа; р — динамическая вязкость нефти, которая равна 1 сПа-с.
154
С учетом указанных величин по формуле (VII 1.9) получим
л |
2 .3,14 -0,106 -10“12- 10-3-10° |
с |
1Л_4 |
ч, |
Q = |
----------------------- осп-------- |
= 5,32-10 4 |
м3/с = |
|
Ю-2.2,3 U -= £-
0,7
=46 м3/сут = 43,7 т/сут.
При ГРП жидкость закачивается по обсадной колонне при давлении на устье 16,95 МПа при помощи цементировочных агре гатов ЦА-320М. Для принятого темпа закачки жидкостей (q = = 15 л/с) необходимое число насосных агрегатов при одном резерв ном составит
JV — |
|
+ |
1, |
|
(V III.10) |
где qav = |
5,1 |
л/с — производительность одного агрегата |
на вто |
||
рой скорости |
при р = |
18,2 МПа. Следовательно, по |
формуле |
||
(V III.10) |
|
|
|
|
|
Л, = х |
г |
+ |
1 = 4 - |
, |
|
Для максимального снижения потерь напора во всасывающей части насоса при закачке вязких жидкостей с песком и для полу чения номинальной подачи необходимо, чтобы на приеме насосных агрегатов был напор в 0,1—0,2 МПа.
Для вспомогательных работ и для закачки в скважину жидко- сти-песконосителя с песком применяем цементировочные агрегаты низкого давления.
Для смешивания песка с жидкостью применяем специальный пескосмесительный агрегат ЗПА, имеющий бункер на 8 т песка, и механическую лопастную мешалку.
Контроль за концентрацией песка в рабочей жидкости осуще ствляется специальными ареометрами, шкала которых показывает концентрацию песка в кг/м3.
Допустим, для доставки к скважине рабочей жидкости приме нены автоцистерны 4-ЦР емкостью по Юм3. В этом объеме рабочей жидкости может находиться во взвешенном состоянии в зависимо сти от вязкости жидкости 2—4 м3 песка. Эти автоцистерны имеют насосы подачей 10—20 л/с сдавлением на выкиде 0 ,3 МПа, которые служат для заполнения цистерн и для закачки жидкости в песко смесительный агрегат.
Ожидаемый эффект от ГРП предварительно можно определить по приближенной формуле Г. К- Максимовича, в которой радиус скважины гс после ГРП принимается равным радиусу трещины гт
п = QJQi = lg j lg . (VIII.11)
где Qi и Q2 — дебит скважины соответственно до и после гидро разрыва; RK = 250 м; гс = 0,075 м; гт = 5,7 м.
155
По формуле (VIII. 11) имеем
п = 1ё - о ж / 1ё"бХ = 2’17 (раза)-
Фактическая эффективность может быть несколько ниже, так как при движении жидкости по трещинам, заполненным песком, наблюдаются неучитываемые формулой небольшие потери напора.
2. РАСЧЕТ ОБРАБОТКИ ЗАБОЯ СКВАЖИН СОЛЯНОЙ КИСЛОТОЙ
Задача 78. Провести солянокислотную обработку скважины, имеющей следующую характеристику: глубина Н = 1420 м; вскры тая эффективная мощность карбонатного пласта h = 20 м; прони цаемость пород высокая (0,5 -10-12 м2); пластовое давление низкое (0,7 МПа); ниже вскрытого пласта имеется зумпф глубиной 10 м; внутренний диаметр скважины D = 0,15 м; диаметр насосно компрессорных труб d = 0,05 м.
Определить необходимое количество химикатов.
Для заданных условий принимаем концентрацию кислоты 10%. При средней норме расхода этой кислоты 1,2 м3 на 1 м интервала обработки общий объем соляной кислоты составит 1,2-20 = 24 м3.
Количество необходимых для приготовления солянокислотного раствора концентрированной 27,5% -ной кислоты и воды можно найти по табл. V II 1.3.
Расчет количества химикатов и воды. По табл. V III.3 на при готовление 10 м3 10%-ного солянокислотного раствора требуется 3890 кг 27,5%-ной НС1 и 6,6 м3 воды, а на 24 м3 10%-ного соляно кислотного раствора необходимо концентрированной НС1
\УК= 3890 -24/10 = 9350 кг
и воды
V = 6,6-24/ 10= 15,8 м3.
Т а б л и ц а V III.3
Количество кислоты и воды для приготовления солянокислотного раствора
Объем |
Концентрация разведенной кислоты, % |
|
||
|
|
|
|
|
разведенной |
|
|
|
|
кислоты, м® |
8 |
10 |
12 |
14 |
6 |
1840/4,38 |
2330/3,96 |
2830/3,52 |
3320/3,40 |
8 |
2460/5,84 |
3110/5,28 |
3770/4,68 |
4400/4,16 |
10 |
3080/7,30 |
3890/6,60 |
4720/5,87 |
5560/5,14 |
П р и м е ч а н и е . В числителе |
указано |
количество концентрированной кислоты, |
||
кг, а в знаменателе — количество воды, м®.
156
Количество концентрированной товарной соляной кислоты для 10%-ного солянокислотного раствора можно также найти по формуле
w AxW (В - г)
кВг (А — х) ’
где А и В — числовые коэффициенты (табл. V III.4); кислотного раствора.
(VII1.12)
W — объем
Внашем примере для 10% -ной кислоты числовой коэффициент
А= 214, а для 27% -ной — коэффициент В = 226; х — 10%-ная
концентрация солянокислотного раствора; z — 27,5%-ная кон центрация товарной кислоты; W = 24 м3 — объем кислотного раствора.
Следовательно, по формуле (V III. 12)
21-4-10-24 (226 — 27,5) _ о 0 |
3 |
226-27,5(214— 10) — 6,U М
В качестве ингибитора принимаем катионоактивный реагент — катион А в количестве 0,01% объема кислотного раствора.
Против выпадения из солянокислотного раствора содержа щихся в нем солей железа добавляем уксусную кислоту в количе стве
Qy. K= 1000bW/c, дм3, |
(VIII. 13) |
|
где b — процент добавки |
уксусной кислоты к объему раствора |
|
(b = f + 0,8 = |
0,7 + 0,8 = 1,5%;/ — содержание в соляной кислоте |
|
солей железа, |
принимаем |
равным 0,7% ); W = 24 м3 — объем |
солянокислотного раствора; с — концентрация уксусной кислоты
(принимаем |
80%). |
|
|
|
|
|
||
Подставив |
числовые |
значения величин |
в формулу (V III. 13), |
|||||
имеем |
|
|
|
|
|
|
|
|
Qy. к = |
1000 •1,5 •24/80 = 450 дм3. |
|
|
|
|
|||
В товарной соляной кислоте второго сорта содержится примесь |
||||||||
серной кислоты до 0,6% |
(в пересчете на S 0 3), которая после реак- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
V III.4 |
|
|
|
|
Значения коэффициентов А |
и В |
|
|
||
|
|
|
|
в, А |
|
|
В, А |
|
5,15— |
12,19 |
|
214,0 |
29,95— |
31,52 |
227,5 |
|
|
13,19— |
18,11 |
|
218,0 |
32,10— |
33,40 |
229,5 |
|
|
19,06— |
24,78 |
|
221,5 |
34,42— |
37,22 |
232,0 |
|
|
25,75— 29,57 |
|
226,0 |
|
|
_ |
|
||
П р и м е ч а н и е . |
Здесь |
х —концентрация |
солшюкнслотного |
раствора, |
%; г . - |
|||
концентрация товарной |
кислоты, %. |
|
|
|
|
|||
157