Гидропескоскоструйная перфорация скважин
Наиболее эффективным способом вскрытия продуктивных отложений является гидропескоструйная перфорация (ГПП). Имея максимальную среди известных способов, глубину проникновения в пласт, ГПП позволяет увеличить приведенный радиус скважины.
Однако в производственных условиях в условиях геологоразведочных работ провести гидропескоструйную перфорацию в полном объеме с подготовкой специальных жидкостей носителя и расклинивающего агента, пескосмесительного агрегата, нескольких насосных агрегатов и т.д. чрезвычайно сложно.
Чаще всего ГПП проводят по следующей схеме:
1. В скважину спускают стандартный гидроперфоратор, оставив в нем незаглушенными лишь два отверстия, и проводят резку колонны с использованием глинистого раствора, утяжеленного баритом. Так как абразивность барита ниже, чем у песка, продолжительность резки увеличивают в два раза.
Существенным недостатком этого способа является:
· ухудшение естественной проницаемости породы вблизи стенок образующегося канала перфорации (из-за проникновения в пласт фильтрата глинистого или любого другого раствора).
2. Перед проведением ГПП определяется темп закачки (расход) в процессе перфорации
где n − число насадок, шт;
φ = 0,82 − коэффициент скорости закачки;
f −площадь сечения насадки, см2;
ΔP = 15 МПа - перепад давления в насадке;
ρ см − плотность смеси, кг/м3.
|
|
|
где с − объемная доля смеси воды с песком, %;
ρн- плотность песка, кг/м3;
ρв = 1000 кг/м3- плотность воды (при + 4°С).
где С 0 = 100 кг/м3 - массовая доля песка.
3. Определяется необходимое количество жидкости для ГПП, которое равно суммарному объему скважины Vскв, объему жидкости с учетом фильтрации ее в пласт (0,3*V cкв ), объему жидкости равному объему скважины для промывки после ГПП.
где V − объем 1 м погонного эксплуатационной колонны, м3;
H − глубина (длинна) перфорации, м.
4. Определяется количество песка Q п .
Определяется количество агрегатов
6. Определяется предельно допустимая (безопасная) глубина спуска НКТ при циркуляции в скважине
где G стр = 387 *103 - страгивающая нагрузка в резьбовых соединениях НКТ 73 марки стали К;
к = 1,3 - 1,5 Н - коэффициент запаса прочности;
F вн = 0,00273 м2 - площадь внутреннего сечения НКТ 73×7мм;
Pу - давление на устье скважины при работе агрегатов, МПа;
q Т - вес 1 м труб с муфтами без учета потери веса в жидкости, Н/м.
7. Определяется максимально возможная глубина спуска НКТ при отсутствии циркуляции (при поглощении)
8. Определяются гидравлические потери Р:
где Р г − потери давления в трубах, МПа;
|
|
|
Р н − потери давления в насадках, МПа;
Р П = 3,5 МПа - потери давления в полости, образованной абразивной струей жидкости, МПа;
Р к − в кольцевом пространстве, МПа.
9. Перепад давления в трубах определяется из выражения:
где λТ = 0,035 − коэффициент трения при движении воды в НКТ 73 мм;
d вн = 0,052 м - внутренний диаметр НКТ.
где λк = 0,04 − коэффициент трения в кольцевом пространстве;
D в = 0,152 м - внутренний диаметр эксплуатационной колонны;
d н = 0,073 м - наружный диаметр НКТ.
10. Допустимое устьевое давление Р у определяют из выражения
где q т =11,39 кг/м - масса 1 метра НКТ 73× 7,0;
L - длина колонны НКТ, м;
n - коэффициент запаса прочности (n = 1,32);
F в - площадь проходного канала труб, м2.
11. Для определения удлинения колонны используем формулу Гука:
где G − сумма усилий, действующих на колонну НКТ, мм.
При отсутствии циркуляции жидкости:
где q' Т − вес в воздухе 1 м труб с муфтами, Н;
f н − площадь поперечного сечения трубы по наружному диаметру, м2;
Р тр −потери давления в трубах, Па;
L − глубина спуска колонны НКТ, м;
f вн −площадь проходного сечения НКТ, м2;
Е = 20,6 МПа - модуль упругости стали
FТ- площадь поперечного сечения тела трубы, м2.
|
|
|
ПРИМЕР РАСЧЕТА ГПП
Произведем расчет процесса ГПП для наших условий. Определим необходимый для проведения процесса ГПП расход рабочей жидкости:
Определим плотность смеси:
ρ см = 0,001*( 2700 −1000 )*1000 = 1700 кг/м3
Определим объемную долю смеси воды с песком:
Объем 1 метра погонного эксплуатационной колонны:
V = 0,785 *0,152 2 *1 = 0,018 м3
Объем жидкости для проведения ГПП:
Q ж = 2,3*0,018 * 2835 = 117,37
Количество кварцевого песка:
Q п = 1,3*51,03*100 = 6,63 т.
Количество насосных агрегатов:
Принимаем 2 агрегата.
Определяется предельно допустимая (безопасная) глубина спуска
НКТ при циркуляции жидкости в скважине:
Определяется максимально возможная глубина спуска НКТ при отсутствии циркуляции (поглощении):
Определяются потери давления в трубах:
Определяются потери давления в кольцевом пространстве:
Определяются гидравлические потери в системе:
P = 6,04 + 2,0 + 3,5 + 0,105 = 11,645 МПа
Максимально возможное устьевое давление:
Сумма усилий, действующих на НКТ, при циркуляции жидкости в скважине:
Сумма усилий на НКТ при отсутствии циркуляции:
Удлинение колонны НКТ при проведении ГПП:
1. При циркуляции жидкости в скважине:
|
|
|
2. При отсутствии циркуляции:
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 775; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!