РАСЧЁТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА

6. РАСЧЁТ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА

1.Расчёт давления гидроразрыва пласта

Р_разр = Р_в.г. – Р_пл + s_р ;

где Р_в.г. – вертикальное горное давление;

Р_пл – пластовое давление;

s_р – давление расслоения пород. Вертикальное горное давление Р_в.г. – определяют по формуле:

Р_в.г. = r_пgН,

где Н – глубина залегания пласта;

r_п = 2500 кг/м³ – средняя плотность вышележащих горных пород.

Р_в.г. = 2500*9,81*2250 = 55,181 МПа

Если давление расслоения пород s_р = 1,5 МПа, то давление разрыва пласта будет:

Р_разр = 55,181 – 17 + 1,5 = 39,681 МПа.

Давление разрыва на забое можно определить приближенно по эмпирической формуле:

Р_разр = 10⁴ * НК,

где К = 1,5 – 2. Принимаем среднее значение К = 1,75. Тогда

Р_разр = 10⁴ * 2250*1,75 = 39,375 МПа.

2. Расчет рабочего устьевого давления гидроразрыва.

Допустимое устьевое давление ГРП определяется по формуле:

Р_д.у = - rgH + Р_тр,

где D_н², D_В² – наружный и внутренний диаметры обсадных труб, м

D_н = 0,173м D_В = 0,144 м; s_тек = 650 МПа – предел текучести стали марки L; К = 1,5 – запас прочности, Р_тр = потери напора на трение в трубах определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:

Р_тр =l

где l - коэффициент гидравлического сопротивления труб, определяется из соотношения l = 0,3164/Re^0,5 для турбулентного или l = 64/Re для ламинарного режимов движения жидкости в трубе. Здесь Re (число Рейнольдса) – параметр, определяющий режим течения; при Re <2300 поток считается ламинарным, а при

Re >2300 турбулентным.

Re = ndr_см /m_см

где m_см – вязкость песчано-жидкостной смеси:

m_см=90*е^3,18*0,091 = 120 мПа*с;

n - скорость движения жидкости по трубам, м/с определяется из выражения

n = Q/F

где Q – темп закачки жидкости гидроразрыва, м³/сут (0,015 м³/сут),

F – площадь внутреннего сечения НКТ :

F = pD_B²/4 = 3.14*0.144²/4 = 0.0162, м².

Скорость движения жидкости:

n = 0,015/0,0162 = 0,926 м/с.

r_см = (r_п - r_ж)С + r_ж – плотность смеси (нефть + песок),

С = С₀/(С₀+r_п) - объёмное содержание песка, С₀ – концентрация песка,

r_см = (2500-895)*0,091 + 895 = 1041 кг/м³

число Рейнольдса:

Re = 0,926*0,144*1041/(120*10^-3) = 1156,76 тогда l = 64/ Re = 0,055

Потери давления на трение в трубах

Р_тр = 0,055*(1041*0,926²*2250)/(2*9,81*0,144) = 0,039 МПа.

Следовательно допустимое устьевое давление составляет:

Р_д.у. = (0,173²-0,144²)/(0,173²+0,144²)*(650/1,75)+17-1041*9,81*2250*10^-6=

=61,418 МПа.

Допустимое давление на устье скважины в зависимости от прочности резьбы верхней части колонны труб на страгивающие усилия определяется по формуле

Р_д.у =

где Р_стр – страгивающая нагрузка для обсадных труб из стали группы прочности L, равна 1,59 МН,

G – усилие затяжки при обвязке обсадной колонны (берётся по данным бурового журнала), равное 0,5 МН; к – запас прочности, который принимаем равным 1,5. Тогда допустимое устьевое давление:

Р_д.у. = 34,4МПа.

Из полученных двух значений Р_д.у. принимаем меньшее (34,4 МПа).

Возможное забойное давление при допустимом давлении на устье 34,4 МПа составит:

Р_з = Р_д.у. + rGН – P_тр = 34,4*10⁶ + 1041*9,81*2250 – 0,039*10⁶ = 57,34 МПа

Учитывая, что потребное давление разрыва на забое Р_разр = 39,375 МПа меньше Р_з = 57,34 МПа, определим рабочее давление на устье скважины

Р_у = Р_разр - rgН + Р_тр = 39,375*10⁶ - 1041*9,81*2250 + 0,039*10⁶ = 16,9 МПа.

Следовательно, давление на устье скважины ниже допустимого, поэтому можно проводить закачку жидкости гидроразрыва по НКТ.

Похожие работы

Состав коллекторов пласта месторождения. Типы коллекторов нефти и газа

Скачать

110759

5

14

... в любых скальных породах не вызывает сомнения. Для понимания процесса формирования полезной емкости коллекторов рассмотрим некоторые факты, полученные за последние годы при изучении различных типов коллекторов нефти и газа. Многими работами последних лет достаточно убедительно показано, что основная полезная емкость коллекторов (терригенных и карбонатных) представляет собой поры, каверны и ...

Анализ эффективности гидроразрыва пласта на разведочных скважинах

Скачать

2300

0

0

... вложений на расконсервацию одной разведочной скважины и проведение ГРП составляет 3,5 млн. рублей. Прирост добычи по одной скважине 4,5 тыс. тонн в год, что составляет 17,5 млн. рублей. Опыт проведения ГРП на разведочных скважинах Южно-Пырейного и Восточно-Таркосалинского месторождений показал эффективность применения данного метода. Применение ГРП на разведочных скважинах позволило получит

Инновационные технологии, применяемые для ремонта и восстановления оборудования на предприятии (на примере ОАО "Татнефть")

Скачать

61727

19

4

... разработки месторождений компании предопределило возрастающую роль и значение служб по ремонту скважин и повышению нефтеотдачи пластов в поддержании достигнутого уровня добычи нефти. Исследование программы по вторичному использованию ресурсов на финансовые результаты деятельности предприятия проведено в данной работе на примере ОАО «Татнефть» - одной из крупнейших отечественных нефтяных компа

Повышение продуктивности Зай-Каратайской скважины

Скачать

72957

0

0

... ультразвуковой обработке призабойной зоны в определённом режиме производит специально обученная геофизическая партия с необходимой аппаратурой. 4.3 Механические методы повышения производительности скважин Механическим методом, применяемым на Зай-Каратайской площади, является в основном ГРП. Гидравлический разрыв пласта -ГРП- это технологический процесс увеличения проницаемости призабойной ...