ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2 – КОМПРЕССОРНЫЙ МЕТОД ОСВОЕНИЯ СКВАЖИН

Теоретическая часть

По существу компрессорный метод освоения скважины не отличается от метода замены жидкости, только вместо жидкости закачки используется газ, а вместо насосного агрегата − компрессор.

Основная расчетная величина − предельная глубина спуска башмака НКТ (пусковой муфты с отверстиями или пускового клапана) Н_п, зависящая в основном от давления, создаваемого компрессором р_к.

Прямая закачка (газ закачивается в колонну НКТ)

Предельная глубина оттеснения статического уровня жидкости в

          Н_пр=                       (2.1)

где р_к− давление, создаваемое компрессором, МПа; р_у− давление на устье скважины, МПа; _ж− плотность жидкости в скважине (жидкость глушения), кг/м³; _гст− плотность газа при стандартных условиях, кг/м³; В_г−поправочный коэффициент для газа, вычисляемый по формуле:

В_г =р_кТ_ст/(р₀Тz)                                                (2.2)

Т − средняя температура газа в скважине, К; z− коэффициент сверх-сжимаемости газа; А_кзж− градиент потерь давления на трение при движении жидкости в кольцевом зазоре, Па/м

А _кзж=                     (2.3)

_ж − коэффициент гидравлических сопротивлений при движении жид­

кости в кольцевом зазоре, вычисляемый в зависимости от числа Rе_ж;

w_кзж − скорость движения жидкости в кольцевом зазоре, м/с; А_тг − градиент потерь давления на трение при движении газа в трубах, Па/м

А_тг=                                       (2.4)

_г − коэффициент гидравлических сопротивлений при движении газа в трубах; _г − плотность газа в скважине (при р_ки Т), кг/м³; w_тг − скорость движения газа в трубах, м/с

Wтг=4q_cт/[60                                  (2.5)

q_cт− подача компрессора, приведенная к стандартным условиям, м³/мин.

Скорость движения жидкости в кольцевом зазоре

W_кзж = w_тг                                 (2.6)

Объем закачиваемого в скважину газа (при р_к и Т)

V_г =                                               (2.7)

Время (вмин) работы компрессора (время закачки)

Т=V_гВ_г/q_cт.                                                      (2.8)

 

2. Обратная закачка

Предельная глубина оттеснения уровня в кольцевом зазоре

Н_пр =              (2.9)

гдеА_тж, А_кзг − соответственно градиенты потерь давления (в Па/м) натрение при движении жидкости в трубе и газа в кольцевом зазоре, считываемые по формулам:

А_тж = /(2d_вн).                                                                           (2.10) 

А _кзг =                     (2.11)

, _г − соответственно коэффициент гидравлических сопротивлений при движении жидкости в трубах и газа в кольцевом зазоре; w, w_K3г— соответственно скорость движения жидкости в трубах и газа в кольцевом зазоре, м/с.

Скорость движения газа в кольцевом зазоре:

w_кзг=4q_cт/[60                (2.12)

скорость движения жидкости в трубах

                           w_тж=w_кзг                        (2.13)

Объем закачиваемого в скважину газа (при р_к и Т)

V_г =                                          (2.14)

Время закачки рассчитывают по формуле (2.8). Градиенты потерь давления на трение газа А_тги А_кзг достаточно малы, в практических расчетах можно принимать А_тг = А_кзг = 0,2 Па/м.

 

Задача 2.1. Рассчитать глубину установки муфты с пусковыми отверстиями для освоения заглушённой водой фонтанной скважины при следующих условиях: внутренний диаметр обсадной колонны D_вн =

= 0,1503 м; наружный диаметр НКТ d= 0,06 м; внутренний диаметр НКТ d_вн = 0,0503 м; глубина скважины L_c = 1700 м; пластовое давление

р_пл = 18,5 МПа; скважина до устья заполнена водой плотностью

_в = 1100 кг/м³ и вязкостью _b= 1,5∙10^-3 Па∙с. Освоение проводится обратной закачкой передвижной компрессорной установкой УКП-80 (рабочее давление р_к= 8 МПа, подача q_ст= 8 м³/мин). Средняя температура в скважине Т== 299 К; коэффициент сверхсжимаемостигаза z = 0,89; плотность газа р_гст = 1,1 кг/м³;  = 0,5 ∙ 10^-3 Па . с

Решение. Так как освоение проводится обратной закачкой, то рас­четы следует вести по формулам (2.9) − (2.10).

 

Предварительно рассчитываем по (2.2) коэффициент

В_г= 8 ∙ 293/(0,1 ∙ 299 ∙ 0,89) = 88,084.

По формуле (2.13) вычисляем

W_тж = 4 ∙ 8/ (60 ∙ 3,14 ∙ 88,084 ∙ 0,0503²) = 0,762 м/с.

По формуле (2.12)

w_Kзг = 4 ∙ 8/ [60 ∙ 3,14 ∙ 88,084 (0,1503² − 0,06²) =0,1015 м/с.

Рассчитываем по (1.4) число Рейнольдса для воды, движущейся в трубах:

Re_T = 0,762 . 0,0503 ∙ 1100/(1,5- 10^-3) =28108.

Коэффициент _ж рассчитываем по (1.3):

_ж = 0,3164/ = 0,0244.

Рассчитываем плотность газа при р_к и Т:

_г= _гстВ_г= 1,1 . 88,084 = 96,9 кг/м³.

Определяем число Рейнольдса для газа, движущегося по кольцево­му зазору:
Re_кз = = 0,1015∙(0,1503−0,06)96,9/(0,5∙10^-3)= =0,888/(0,5∙ 10^-3) = 1776.

Так как Re_r< 2100, то режим движения ламинарный и

_г= 64/Re_кз = 64/1776 =0,036.

Рассчитываем по (2.11) и (2.10) соответственно:

А_КЗГ = 0,036(0,1015)²96,9/[2(0,1503 − 0,06)]  0,2 Па/м,

А_тж=0,0244 (0,762) ² 1100/(2∙0,0503) =154,92 Па/м.

Вычисляем по формуле (2.9) предельную глубину

Н_пр=

Таким образом, предельная глубина продавки жидкости газом составляет 790,3 м. Муфту с пусковыми отверстиями необходимо установить на глубине 760 м.

Рассчитаем по (2.14) объем закачиваемого в скважину газа при продавке уровня:

V=3,14 (0,1503² − 0,06²) 790,3/4 = 11,78 м³.

Время закачки (работы компрессора) определяем по (2.8):

Т = 11,78 ∙ 88,084/8 = 129,7 мин.

Следовательно, при освоении скважины компрессором, когда уро­вень жидкости оттесняется до пусковых отверстий, газ прорывается через них в НКТ, газирует находящуюся там жидкость, забойное дав­ление снижается ниже пластового давления, и начинается приток жидкости из пласта.

Задача 2.2. Рассчитать глубину установки пусковой муфты для условий предыдущей задачи при прямой закачке газа.

 

---

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 2059; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!