Таблица 4.2.1

   Основные  параметры гидроразрыва

 

Используем агрегат 4АН-700.

Рассчитываем  вертикальную составляющую горного давления по формуле:

          Ргв=рп g Lc 10^-6 ,                                                            

где рп - плотность  горных пород над продуктивным горизонтом,кг/м³ (рп=2600 кг/м³).

          Ргв=2639 * 9,81 * 2600 *10^-6=67,2 Мпа.

Принимая  v = 0,3 ,рассчитваем горизонтальную составляющую горного давления по формуле:

          Ргг = Ргв * v / ( 1 - v ) ,                                                   

где v - коэффициент  Пуассона горных пород ( v = 0,2 - 0,3 ).

          Ргг = 67,2 * 0,3 / ( 1 - 0,3 ) = 28,8 Мпа.

В данных условиях предположительно образуются вертикальные или наклонные трещины .

Рассчитываем  забойное давление разрыва получено опытным путём.

Рзаб р = 40,27 Мпа.

Рассчитываем  объёмную концентрацию песка в смеси bп по формуле:

          bп = (Сп / рп  ) / (Сп /рп +1) ,

Сп - концентрация песка в 1 м³ жидкости ,кг/м³ ( Сп = 250 - 300 кг/м³); рп - плотность песка , кг/м³ ( рп = 2500 кг/м³);

 Принимая  Сп =  275  кг/м³ получим:

          bп = (275 / 2500) / (275/2500 + 1) = 0,11 / 1,11 = 0,01.

Плотность жидкости -песконосителя рассчитываем по формуле:

           ржп =р”жп ( 1 - bп ) + рп * bп ,                                

где р”жп - плотность  жидкости ,используемой в  качестве песконосителя ,кг/м³ ;

           ржп = 945 *  (1- 0,01) + 2500 *  0,01 = 960,5 кг/м³.

Вязкость жидкости с песком рассчитываем по формуле :

           mжп = m”жп exp (3,18 bп ),                                    

где m”жп - вязкость жидкости используемой в качестве песконосителя ,Па * с .

           mжп = 0,285 exp (3,18 * 0,01 )= 0,024 Па * с

Число Рейнольдса Re = 4* Q*  ржп /( 3,14 * dвн * mжп ) :

Re = 4 * 0,020  * 960,5 / (3,14 *  0,0765  *  0,024) = 12806.

Коэффициент гидравлического  сопротивления      = 0,03.

Потери на трение рассчитываются по формуле

           Р”тр = 8 *  0,03  *  Q² Lc * ржп / ( 3,14² * d²вн ),         

Р”тр=8* 0,03* (0,02)² * 2639 *  960,5 / ( 3,14² *  0,0765⁵ )= 9,43Мпа

Учитывая,что Re = 12806 больше 200 ,потери на трение увеличиваются  в 1,52 раза :

          Ртр = 1,52 *  9,43 = 14,3  Мпа .

Давление на устье скважины при закачке жидкости -песконосителя находим по формуле :

          Ру = Рзаб р - ржп g Lc + Ртр ,                                        

          Ру = 40,27 - 960,5 *  9,81*  2639 * 10^-6 +14,3 = 30 Мпа .

Необходимое число насосных агрегатов :

          N = Ру Q /( Рр Qр  К тс)+1,

где Рр рабочее  давление агрегата; Qр - подача агрегата при данном давлении ; К тс - коэффициент  технического состояния агрегата

( К тс = 0,5 - 0,8 ).

При работе агрегата 4АН-700 на IV скорости Рр=29 Мпа,

а Qр = 0,0146 м³/с.

          N = [30 *  0,02 / ( 29 *  0,0146 * 0,5 )]+ 1 = 4.

Объём продавочной  жидкости Vп находим по формуле:

          Vп = 0,785 d²вн  Lc

          Vп = 0,785 *  0,0765² *  2639 = 12,12 м³ .

Объём жидкости для осуществления гидроразрыва находим по формуле:

          Vж = Qп / Сп = 10000 / 275 = 36,36 м³                         

Суммарное время  работы одного агрегата 4АН-700 на скорости:

          t = ( Vж + Vп ) / Qр, 

          t =(36,36 + 12,12) / 0,0146 = 3320 = 56 мин.

В случае разрыва  пласта нефильтрующейся жидкостью  раскрытость трещины рассчитываем по формуле :

            h= 4(1-v² )/(Рзаб р - Ргг )/Е ,

где Е- модуль упругости  пород ( Е= (1 - 2) 10⁴ Мпа.                                   

            h= 4 (1-0,3² )/(40,27 - 28,8)/ 1* 10⁴ = 0,017 м или 1,7 см

длина трещины:

            I =     Vж Е / 5,6(1 - v )² h (Рзаб р - Ргг ),

I=  (36,36 * 1* 10) / (5,6 ( 1-0,3 )² 22,2( 40,27- 28,8)=22,8м

     Так как потери напора в трещинах ничтожно малы, то максимальный дебит скважины после гидроразрыва может быть предварительно определен по формуле Дюпюи:

                    

Qрасчетная= 31,4т/с

          С учетом требований к скважине  при выборе их для ГРП по  пласту АС12 проектируется произвести  гидроразрыв в 28 скважинах.

     По  этим скважинам рассчитывается прирост  дебитов (по схеме расчета аналогичного скважине 203.) который составит   898.25 тонн/сут.         (Таблица 4.2.2)

     Находим дополнительную годовую добычу:

     Qдоп.год.= Qдоп.сут.*182,5*Кэ,

     Qдоп.год.= 898,25*182,5*0,9= 147538тонн 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

9 . СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ  ЛИТЕРАТУРЫ.

1. А.М. Юрчук, А.З. Истомин  , “Расчеты в добыче нефти”,  Москва, ”Недра”                 

1979г, 270с. 

2. П.М. Усачев , “Гидравлический разрыв пласта”   Москва, ”Недра”,  1986г,165с.

3. И.М. Муравьев, Р.С. Андриасов, Ш.К. Гиматудинов, В.Т. Полозков     ”Разработка и эксплуатация нефтяных месторождений”, Москва, ”Недра”     1970г,445с.