Рассчитать основные параметры процесса освоения скважины для следующий условий: Lc=3090 м, глубина спуска колонны НКТ H=3090 м, пластовое давление pпл=34,2 МПа. Скважина обсажена 168-мм обсадной колонной с внутренним диаметром Dвн=0,148 м и полностью заполнена глинистым раствором плотностью ρгл=1201 кг/м3. Наружный диаметр НКТ dнар=0,089 м, внутренний диаметр dвн=0,075 м. Необходимо рассчитать давление закачки pз, объем закачки Vз и продолжительность закачки Tз при прямой (жидкость подается в колонну НКТ) и обратной (жидкость подается в кольцевой зазор между трубами) закачках. Жидкость закачки – вода (плотность ρз=1000 кг/м3, вязкость μз=0,001 Па·с). Закачка ведется агрегатом 4АН-700.
Решение
Так как закачка ведется агрегатом 4АН-700, выбираем третью скорость при диаметре плунжера 100 мм (подача Q=0,012 м3/с, давление p=37,4 МПа).
Определим пластическую вязкость:
η=0,033·10-3ρжн-0,022=0,033·10-3·1201-0,022=1,763·10-2 Па·с
Предельное (динамическое) напряжение сдвига:
τ0=8,5·10-3ρжн-7=8,5·10-3·1201-7=3,21 Па
Скорость движения жидкости в кольцевом зазоре:
w=4QπDвн2-dнар2=4·0,0123,140,1482-0,0892=1,093 м/с
Число Рейнольдса для воды:
Reкзв=w(Dвн-dнар)ρμ=1,093(0,148-0,089)10000,001=64487
Т.к. Reкзв>2320, то режим турбулентный
Коэффициент гидравлического сопротивления:
λ=0,31644Reквз=0,3164464487=0,0199
Градиент потерь давления на трение при движении воды:
Aкзз=λw2ρзDвн-dнар2=0,0199·1,0932·10000,148-0,089·2=201,47 Па/м
Параметр Хедстрема:
Не=τ0ρжнDвн-dнар2η2=3,21·12010,148-0,08921,763·10-22=43177
Критическое число Рейнольдса вязкопластичной жидкости, характеризующее смену режима ее течения:
Reкр гл=2100+7,3Не0,58=2100+7,3·431770,58=5664,6
Критическая скорость:
w=η·ReкрнρжнDвн-dнар=1,763·10-2·5664,612010,148-0,089=1,409 м/с
Reкз гл=w(Dвн-dнар)ρη=1,409(0,148-0,089)12011,763·10-2=5663,1
Т.к
. Reкз гл=5663,1<Reкз гл=5664,6, то режим ламинарный и градиент потерь давления на трение определим, предварительно определив коэффициент βкз. Для этого определим параметр Сен-Венана-Ильюшина:
Senкз=τ0dвнηw=3,21·(0,148-0,089)1,763·10-2·1,409=7,62
βкз=0,39
Градиент потерь давления на трение при движении жидкости глушения.
Aкз гл=4τ0βкзDвн-dнар=4·3,210,390,148-0,089=558,02 Па/м
Определяем высоту от забоя скважины:
x=Hρглg+Aкз гл-pплgρгл-ρз+(Aкз гл-Aкзз)=30901201·9,81+558,02-34,2·1069,811201-1000+(558,02-201,47)=1687,9 м
Объем жидкости закачки:
Vз=πdвн2H+Dвн2-dнар2x4=
=3,140,0752·3090+0,1482-0,08921687,94=32,2 м3
Максимальный объем жидкости закачки:
Vзmax=πHDвн2+dвн2-dнар24=3,14·30900,1482+0,0752-0,08924=47,56 м3
Продолжительность закачки:
Tз=VзQ=32,20,012=2683,3 c=44,7 мин
Максимальное время закачки:
Tзmax=VзmaxQ=47,560,012=3963,3 c=66,1 мин
Вычислим максимальное давление закачки
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
