Проект регламента на технологию вскрытия продуктивных пластов в условиях депрессии на Бавлинском (стр. 15 из 28)

Если средняя скорость течения жидкости меньше критической и справедливо соотношение

, то поток в кольцевом пространстве ламинарный и для определения потерь давления требуется применять формулу (13) Приложения 1.

Местные потери от замков в кольцевом пространстве определяются по (18) Приложения 1, где r - по (8) и v_ср - по (7) Настоящего Приложения.

Численный пример расчета газонасыщения промывочной жидкости и гидродинамических потерь движения в затрубном пространстве.

Исходные данные:

1. Глубина скважины Н = 1230 м.

2. Пластовое давление Р_пл = 9,0 МПа.

3. Забойное давление Р_заб = 7,5 МПа (DР_деп = 1,5 МПа).

4. Плотность исходной промывочной жидкости в стандартных условиях r_ж = 900 кг/м³.

5. Показатель поведения потока п = 0,69.

6. Коэффициент консистенции псевдопластичной жидкости К = 0,58 Па·с^п.

7. Пластическая вязкость h = 52 мПа·с

8. Подача насоса q= 6 л/с или 0,36 м³/мин.

9. Наружный диаметр бурильной колонны d_н = 89 мм.

10. Внутренний диаметр обсадной колонны D_вн = 150,1 мм.

11. Плотность азота в стандартных условиях r_г = 1,165 кг/м³.

12. Температура на устье Т_уст = 10 °С

13. Температура на забое Т_заб = 26 °С.

По (2) выполнить расчеты G_ст:

· для

= 1 МПа

При q = 6 л/с или 0,36 м³/мин G_ст1 = 22,65·0,36 = 8,15

Максимальная производительность азотной станции СДА-10/101 Q_г = 10 м³/мин, т.е. достигается возможность создания DР_деп = 1,5 МПа при

= 1 МПа.

· для

= 1,5 МПа

или 32,2·,36 = 11,6 Ошибка! Ошибка связи., т.е. одной азотной станции СДА-10/101 становится недостаточно и требуется подключение второй СДА-5/101.

· для

= 2 МПа

или 44,1·0,36 = 15,8 Ошибка! Ошибка связи.

Отсюда 2-х азотных станций СДА-10/101 и СДА-5/101 становится практически достаточно.

Учитывая результаты расчетов гидродинамических сопротивлений, изложенных в разделе 3 для кольцевого пространства негазированной псевдопластичной жидкости:

- q = 6 л/с при концентрации УТЖ VIP = 4% DР_тр = 1,2 МПа;

- q = 6 л/с при концентрации УТЖ VIP = 6% DР_тр = 1,35 МПа.

Далее выполняем расчеты по определению сил сопротивлений при движении газонасыщенной псевдопластичной жидкости

Определяем объем азотированной жидкости при Р_заб = 7,5 МПа и Р_уст = 2,0 МПа. Для G_ст₃

По (6) определяем их интегральное значение

По (7) средняя скорость движения газожидкостной смеси в затрубном пространстве

м/с

По (8) определяем среднюю плотность газожидкостной смеси в затрубном пространстве

кг/м³

Определяем скорость сдвига в затрубном пространстве

с^-1 и для расчета критической скорости используем формулу (11) Приложения 1.

м/с

т.е. v_кр> v_ср = 1,2 м/с и по формуле (13) Приложения 1 определим потери давления

,11 МПа

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Численный пример к технологии спускоподъемных операций при избыточном давлении на устье скважины

Исходные данные

1. Глубина скважины Н = 1230 м.

2. Пластовое давление Р_пл = 90 кгс/см²

3. Исходная плотность псевдопластичной жидкости r = 900 кг/м³.

4. Потери давления на трение в кольцевом пространстве на глубине 1230 м при q = 6 – 8 л/с

5. Избыточное давление на устье скважины при вскрытии продуктивного горизонта,

= 5,0 кгс/см²

6. Компоновка колонны бурильных труб:

- долото СЗ-ГАУ-R203 Æ139,7 – 144,0 мм;

- забойный двигатель Д1-105;

- два обратных клапана КОБ-95;

- два контейнера с глубинными манометрами МИКОН-107;

- бурильные трубы Æ 88,9 мм (APIS-135, d = 9,35 мм с замками Æ 127 мм и q = 20,41 кг/п.м;

- шаровой кран нижний КШН-120 (З-102 с защитным переводником);

- ведущая рабочая труба ВРТШ-89;

- шаровой кран верхний КШВ-178 (З-147);

7. Внутренний диаметр эксплуатационной колонны D_вн = 150 мм;

8. Внутренний диаметр бурильных труб d_вн = 70,2 мм

9. Вес забойного двигателя q_ВЗД = 180 кг.

10. Длина ВЗД - 3,74 м.

Усилия на преодоление сил трения в зависимости от давлений в гидросистеме управления ОП-180´35 и на устье скважины (

)

Усилие на преодоление сил трения в ВУГП, кгс

Таблица П3

Давление по ВУГП, кгс/см² (устье скважины, Р_изб)	Давление в гидросистеме управления, кгс/см²
Давление по ВУГП, кгс/см² (устье скважины, Р_изб)	40	60	80	100
20	Q_тр – (40´20)	Q_тр – (60´20)	Q_тр – (80´20)	Q_тр – (100´20)
15	Q_тр – (40´15)	Q_тр – (60´15)	Q_тр – (80´15)	Q_тр – (100´15)
10	Q_тр – (40´10)	Q_тр – (60´10)	Q_тр – (80´10)	Q_тр – (100´10)
5	Q_тр – (40´5)	Q_тр – (60´5)	Q_тр – (80´5)	Q_тр – (100´5)

Q_тр определяется для БТ 89 мм, замковых соединений Æ 127 мм и ВЗД Æ 105 мм.

Аналогично таблица П4 составляется для бурильных труб с герметизацией в плашечном превенторе.

Далее по исходным данным выполняются следующие расчеты.

По (7.2) при

= 20, 15, 10 и 5 кгс/см² выполнить расчеты по определению выталкивающей силы Q_р для БТ, замков и ВЗД.

= 20 кгс/см²

1. Q_р = 0,785·8,9²·20 = 1243 кг – по телу

Q_р = 0,785·12,7²·20 = 2532 кг – по замку

Q_р = 0,785·10,5²·20 = 1731 кг – по ВЗД

= 15 кгс/см²

2. Q_р = 0,785·8,9²·15 = 933 кг – по телу

Q_р = 0,785·12,7²·15 = 1899 кг – по замку

Q_р = 0,785·10,5²·15 = 1298 кг – по ВЗД

= 10 кгс/см²

3. Q_р = 0,785·8,9²·10 = 622 кг – по телу

Q_р = 0,785·12,7²·10 = 1266 кг – по замку

Q_р = 0,785·10,5²·10 = 866 кг – по ВЗД

= 5 кгс/см²

4. Q_р = 0,785·8,9²·5 = 311 кг – по телу

Q_р = 0,785·12,7²·5 = 633 кг – по замку

Q_р = 0,785·10,5²·5 = 433 кг – по ВЗД

По полученным значениям Q_р определить глубину l, на которой колонна бурильных труб будет находиться в состоянии безразличного равновесия, т.е. Q_р + Q_А = Q_q (без учета сил сопротивления в герметизирующем элементе)

5. Подъем с протаскиванием бурильных труб по телу

Q_р = 1243 кг при

= 20 кгс/см²

Архимедова сила, действующая на бурильные трубы

Q_A₁ = 0,785·0,089² (l – 3,74)·900 = (5,6l – 20,93) кг

Архимедова сила, действующая на ВЗД

Q_A₂ = 0,785·0,105²·3,74·900 = 29,1 кг

S(Q_A₁ + Q_A₂) = 5,6l – 20,93 + 29,1 = 5,6l + 8,17

6. Вес в воздухе БТ длиной (l – 3,74) м

Q_q₁ = (l – 3,74)·20,41

Суммарный вес в воздухе БТ длиной (l – 3,74) и ВЗД

SQ_q = (l – 3,74)·20,41 + 180 = 20,41l + 103,7

7. Приравниваем:

S(Q_A₁ + Q_A₂) + Q_р = SQ_q

5,6l – 20,93 + 29,1 + 1243 = 20,41l + 103,7

Откуда l = 78 м

8. Подъем с протаскиванием замковых соединений

Q_р = 2532 кг при

= 20 кгс/см²

5,6l – 20,93 + 29,1 + 2532 = 20,41l + 103,7

Откуда l = 164,5 м

9. Подъем с протаскиванием ВЗД

Q_А =29,1 кг, Q_р = 1731 кг при

= 20 кгс/см²