Основная цель процесса освоения скважины – это снижение забойного давления скважины и ее пуск в эксплуатации. Рассмотрим освоение скважины заменой жидкости на более легкую без поглощения ее пластом.
Расчет потерь на трение в трубе круглого сечения.
Исходные данные:
Величина Значение Единица измерения
Н 1855 м
Dт
0.076 м
ρгл
1221 кг/м3
Ρв
1010 мПа*с
μв 1.2 кг/м3
Решение
Рассчитали и сопоставили потери на трение при объемных расходах воды Q1 = 0.0031 м3 /с и Q2 = 0.0290 м3 /сут. Плотность глинистого раствора:
ρгл = 1221 кг/м3
Т.к. глинистый раствор – вязкопластичная жидкость, то для оценки пластической вязкости η и предельного динамического напряжения сдвига τ0 воспользуемся формулой Б.С. Филатова.
η = 0.0293·10-3ρгл -0.022 =0.013 Па*с
τ0 = 8,5·10-3ρгл – 7 = 3.37 Па
Рассчитаем критическую скорость ωкр т в трубе:
ωкр = 253.371221 = 1,3 м/c
Фактическую среднюю скорость глинистого раствора в трубе ω1 при Q1
ω1 = 4*0,00313.14*0.0762= 0.68 м/c
ω2 =4*0.0293.14*0.0762= 6.3м/c
Рассчитаем параметр Сен-Венана – Ильюшина:
S = 3.37 *0,076 /(0.013*0.68) =28.97
По графику [1, c.76, рис.3.1] определяем коэффициент β = 0,4- коэффициент, зависящий от параметра Сен-Венана – Ильюшина
.
Так как ω1 ≤ ωкр, режим движения ламинарный, следовательно, потери на трение в трубе при движении бурового раствора определяем по формуле:
∆Pтгл = 4*3.37*1855 / (0.076*0,4) =0,82 МПа
Для определения потерь на трение при движении в трубе жидкости замещения воспользуемся уравнением Дарси – Вейсбаха:
где – коэффициент гидравлического сопротивления. Рассчитаем число Рейнольдса:
Re = 0.68 *0.076*1010/ (1.2*10-3) =43497
Т. к. Re ≥ R - режим течения турбулентный, поэтому для определения λ воспользуемся формулой Блазиуса:
λ =0,02
Потери на трение:
∆P(X) =0.81*0.02*1855*0.00312*10100.0765 = 0.11 МПа
Суммарные потери на трение составят 0.11 +0,82=0,93 МПа