Материал: Расчёты в добыче нефти.-1

Подставив числовые значения, упростим третий член выражения (Х.18)

HU [2 F B. T + FK(W( l + £ / ) ( l — £ - )

Увеличение подачи струйного насоса (отбора жидкости из сква­ жины) в три раза (от Q'A = 0,75 л/с до Q"A = 2,25 л/с) сократит время чистки пробки в следующее число раз:

213

Увеличение основного геометрического параметра струйного насоса {F Jf) при постоянном отборе жидкости из скважины при­ водит, наоборот, к увеличению затрат времени на чистку песча­ ной пробки.

Из приведенных расчетов видно, что снижения затрат времени на чистку песчаной пробки струйным насосом можно достигнуть двумя способами: 1) увеличением отбора жидкости из скважины; 2) снижением значения основного геометрического параметра струйного насоса {F Jf).

Фактором, ограничивающим увеличение отбора жидкости из скважины при выбранном диаметре промывочных труб, служит рабочее давление на силовом промывочном агрегате.

Уменьшение основного геометрического параметра струйного насоса потребует больших расходов рабочей жидкости, что может также привести к росту рабочего давления на насосе промывочного агрегата за счет увеличения гидравлических сопротивлений в про­ мывочных трубах.

Эксплуатационные показатели работы струйного насоса можно улучшить за счет изменения рабочих режимов промывки песча­ ной пробки, что требует применения более мощных агрегатов. Это позволит увеличить отбор жидкости и сократить затраты вре­ мени на разрушение и извлечение пробки.

В настоящее время уже освоены и выпускаются промывочные агрегаты АзИНМАШ-32М, в которых используются трехплунжер­ ные горизонтальные насосы одинарного действия (см. табл. Х.8).

Затраты времени на ликвидацию песчаной пробки в скважине при помощи струйного насоса состоят их двух основных частей: затрат на спуск и подъем сдвоенных промывочных труб и затрат на промывку пробки. Первая составляющая основных затрат вре­ мени зависит от размера промывочных труб, ее можно снизить, применяя трубы малого диаметра.

При использовании для промывки пробки сдвоенных труб 6 0 x 4 8 мм вместо труб 7 3 x 4 8 мм выигрыши во времени на спуско­

=2,3 мин — время на подъем одной трубы 6 0 x 4 8 мм. Подставив числовые значения, найдем

= 128 мин = 2 ч 8 мин.

Таким образом, переход на трубы меньшего диаметра сокра­ щает затраты времени на спуско-подъемные операции на 2 ч 8 мин.

214

V

5. РАСЧЕТ КРЕПЛЕНИЯ ПРИЗАБОЙНОЙ ЗОНЫ СКВАЖИН ЦЕМЕНТНЫМ И ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНЫМ РАСТВОРОМ

Задача 94. Для крепления призабойной зоны скважины цемент­ ным раствором требуется определить количество сухого цемента, количество воды для затворения цемента и продавки цементного раствора в пласт, а также давление и время его закачки в пласт.

Исходные данные: наружный диаметр эксплуатационной ко­ лонны Dn = 168 мм; глубина скважины Н = 1620 м; глубина спуска заливочных труб L = 1600 м; внутренний диаметр заливоч­ ных труб d = 76 мм; эффективная мощность пласта к = 10 м; плотность сухого цемента рц = 3,15 кг/м3; плотность воды рн =

=1 Мг/м3.

Объем закрепляемой зоны

где DK— диаметр зоны крепления, зависящий от радиуса воз­ можного разрушения породы, м; т — условная пористость закре­ пляемой зоны,{.которая зависит от темпа поглощения воды при промывке скважины и устьевого давления. Значением D Kзадаются, исходя из особенностей обрабатываемой скважины, длительности ее предшествующей эксплуатации, количества вынесенного песка, поглотительной способности и др. Принимаем D K = 1 м. Условную пористость обычно принимают равной 1 при темпе поглощения воды 0,5 м3/мин при отсутствии давления на устье; т = 0,5 при том же расходе воды и давлении до 2 МПа.

При более высоком давлении на устье скважины и расходе поглощаемой воды обработка призабойной зоны цементным рас­ твором не рекомендуется.

Примем давление на устье равным 1 МПа при поглощении 0,5 м3/мин воды, что примерно соответствует условной пористости т = 0,75.

Находим объем закрепляемой зоны, который определяет коли­ чество цементного раствора, по формуле (Х.22)

V = 0,785 (I2 - 0.1682) - 10-0,75 = 5,7 м3.

Принимая водоцементный фактор равным 0,5, определим массу сухого цемента из следующего уравнения:

где Уц — объем сухого цемента, м3; V — объем цементного рас­ твора, м3; рц. р — плотность цементного раствора, которую опре­ деляем по формуле

215

Находим массу сухого цемента по формуле (Х.23)

Оц = - § - КР„.р = - Г 5'7 1.84-10» = 7,0 Мг.

Учитывая возможные потери в процессе цементажа, количество сухого цемента увеличивают на 5— 10%, т. е.

Qu = 7 ,0 + 0,7 = 7,7 Mr.

Количество воды для затворения цемента при водоцементном факторе 0,5

QB = Qu,/2 = 7,7/2 = 3,85 Mr или 3,85 м3.

Количество воды, необходимое для продавки цементного рас­ твора в пласт:

V. = 0,785 [t?L + D\(H — L)] =

= 0,785 [0,0762 ■1600 + 0 ,152 (1620 - 1600)1 = 7,6 м3.

Здесь D B — внутренний диаметр эксплуатационной колонны, м. Общее количество потребной воды составит

QB = QB + VB = 3,85 + 7 ,6 = 11,45 м3.

Давление продавки цементного раствора ориентировочно опре­ деляют, исходя из поглотительной способности скважины и сте­ пени дренированности призабойной зоны. Обычно давление про­ давки для подбора насосного агрегата и определения его подачи принимают равным четырех- и пятикратному давлению поглоще­ ния воды при той же скорости нагнетания.

Продолжительность закачки цементного раствора в скважину и продавки его в пласт

Задача % . Для крепления призабойной зоны скважины цемент­ но-песчаным раствором рассчитать необходимое количество сухого цемента и песка, а также количество воды для затворения цемента и продавки его в пласт.

Исходные данные: наружный диаметр эксплуатационной ко­ лонны DH= 141 мм; глубина скважины Н = 1070 м; глубина спуска заливочных труб L = 1050 м; эффективная мощность пласта h = 10 м; внутренний диаметр заливочных труб d = 62 мм; диаметр зоны крепления DK = 0,75 м; условная пористость закре­ пляемой зоны т = 1 ; плотность сухого цемента рц = 3,15Мг/м3; плотность песка рп = 2,65 Мг/м3.

Процесс крепления призабойной зоны ведется в следующем порядке: после промывки скважины от песчаной пробки предва­ рительно закачивают в заливочные трубы 0,5 м3 цементного рас­

216

твора, затем закачивают цементно-песчаную смесь, которую про­ давливают водой; по истечении 48 ч разбуривают цементно-пес­ чаный «стакан».

Объем цементно-песчаной смеси, необходимый для укрепления зоны разрушения пород,

V = 0,785 (£>к - Л ) hm + 0,785D\h =

= 0,785 (0,752 - 0 . 1 4 1 2) 10-1 + 0,785-0,1252- 10 = 4,4 м3.

Здесь £>в — внутренний диаметр эксплуатационной колонны. Так как для обработки скважины рекомендуется применять смесь цемента и песка в соотношении 1 3 при водоцементном и водопесчаном факторе 0,5, то потребное количество сухого це­

мента можно определить по формуле

гДе Рц. п — плотность цементно-песчаной смеси. Масса сухого цемента из формулы (Х.24)

(Х.25)

Плотность цементно-песчаной смеси при указанных весовых соотношениях цемента и песка, водоцементном и водопесчаном факторе определяется по формуле

= 1,74 Мг/м3.

Следовательно, по формуле (Х.25) сухого цемента потребуется

<2ц = Урц. п/6 = 4,4 •1,74/6 = 1,28 Мг.

С учетом 10% на потери

<2ц = 1,28 + 0 ,1 2 8 = 1,4 Мг.

Дополнительное количество сухого цемента для приготовления

217