Розрахунок основних параметрів ГРП
5.6.1 Розрахунок ГРП пласта 2+3 БС-10 у свердловині 7600/131
Розрахунок параметрів ГРП є досить складним завданням, що складається з двох частин:
- розрахунок основних характеристик процесу та вибір необхідної кількості техніки для проведення ГРП;
- Визначення виду тріщини та розрахунок її розмірів.
Як розклинюючий агент будемо використовувати пропант з діаметром частинок 1,4-1,8мм. Доцільно застосовувати керамічний пропант з покриттям смолою, що твердне, для зменшення повернення пропанту з тріщини в процесі проведення роботи.
Для максимального ефективного закріплення тріщин закачаємо до тріщин 10 т пропанту.
Зміст пропанту рідини розриву визначається її в'язкістю і темпом закачування.
Спр = 500 кг/м З концентрація суміші
Інші дані для розрахунку візьмемо з таблиці 5.6.1.1:
Дані до розрахунку основних параметрів ГРП.
1)Визначимо тиск розриву за формулою:
Рр = Рвг-Рпл +6р, (5.6.1.1)
де: РВГ - вертикальний гірський тиск:
Рпл - пластовий тиск:
6р - опір гірської породи на розрив, 6р = 1,5-3 МПа.
Рвг = H * pn * g, (5.6.1.2)
де Н - глибина залягання продуктивного пласта:
рп-середня щільність виділених порід: рп=2300 кг/м З :
g – прискорення вільного падіння
РВГ = 2850 * 2300 * 9,81 = 64,3 МПа,
тоді Рр будемо мати:
Рр = 64,3 - 25 + 2 = 41,3 МПа.
2)Необхідний вибійний тиск знайдемо за формулою:
де а - необхідне перевищення вибійного тиску над тиском розриву а = 1,2-1,4
Рзаб = 41,3 * 1,2 = 49,5 МПа,
3)Визначимо тиск на гирлі свердловини, яке необхідно створити для здійсненняпроцесу ГРП.
Ру = розб. - Зростання. + Ртр, (5.6.1.4)
Статичний тиск визначається за такою формулою:
Рст = р см, * g * Н, (5.6.1.5)
де : р див..-щільність суміші дорівнює ,
Р див = (р пр-рж) * Спр + pж = (2100-960) * 0,19 +960 = 1177 кг / м З
С= Спр/(Спр=р пр) = 500/(500+200)=0,19
Тоді, Рст = 1177 * 9,8 * 2850 = 32,9 МПа
За методом Жовтова Ю.П. визначаємо тиск на тертя:
де Y – коефіцієнт гідравлічного опору;
d - діаметр насосно-компрессорних труб, d=59мм=0.059 м.
Y=O,3164/±Re , для турбулентного режиму, Re>1530
Y= 64/Re, для ламінарного режиму .Rе 1530, тоді Y=O,3164/±2082 = 0,007
За формулою (5.6.6) визначимо:
Ртр = 1,52 * 7 * 10 -9 * 16 * 30 2 * 1177*2850/2 * 3,14 2 * 0,059 5 = 26 МПа
Підставляючи значення Рзаб., Рст. та Ртр у формулу (5.6.1.4), отримаємо значення гирлового тиску:
Ру = 49,5 - 32,9 + 26=42,6 МПа,
4)Визначимо загальний обсяг закачуваної рідини і тривалість процесу гідророзриву: Uжр.=5 м З
Об'єм рідини пропантоносія визначаємо із співвідношення
Uж.пр=Gпр/Спр = 10*10 3 /500 = 20м З ,
де: Gпр - кількість пропанту, кг;
Спр - концентрація пропанту, кг;
Об'єм продавочної рідини приймаємо на 20-30% більше, ніж обсяг колони труб, якою закачують рідину з пропантом.
Unp = (K * 3,14 * d 2 * H) / 4, (5.6.1.8)
де: К = 1,3-коефіцієнт, що враховує перевищення об'єму рідини над об'ємом труб.
Unp = (1,3 * 3.14 * 0,059 2 * 2850) / 4 = 10,1 M,
Приймаємо обсяг закачуваної рідини для всіх трьох свердловин:
Тоді загальний обсяг закачуваної рідини буде :
Vж:Vжр + Vжпр + Vnp =5+20+11=36 м 3 ,
06ощую тривалість процесу гідророзриву визначають із співвідношення:
t = Vж/Q = 36/30 * 10 -3 = 1200 c = 20 хв.
5) Вибираємо наземне обладнання:
Робочу рідину ГРП у свердловину закачуємо агрегатом:
При тиску Ра=50МПа агрегатом, що розвивається, подача буде Qа=9л/с, при діаметрі плунжера 120 мм.
Число насосних агрегатів знайдемо із співвідношення:
N = (Ру * Q) / (Ра * Qa * Ктс) +1, (5.6.1.9)
де КТС - коефіцієнт враховує технічний стан
агрегатів, КТС = 0,8.
N = (42,6 * 10 6 * 30 * 10 -5) / / (50 * 10 6 * 9 * 10 -3) + 1 = 4
Для всіх трьох свердловин достатньо 4 агрегатів 4-АН-700. Так як за умовою задано ввести в тріщини 10т пропанту, то згідно характеристики агрегату 4ПА потрібно 2 піскозмішувачі.
Кількість автоцистерн визначаємо виходячи з об'єму робочої рідини процесу ГРП: Uж = 36 м 3 , Для забезпечення проведення процесу потрібно 3 автоцистерни ЦР-20, місткістю 17 м 3 одна з них для продавочної рідини, дві для рідини розриву.
У районах з холодним кліматом застосовують для обв'язування агрегатів між собою та гирловою головкою при нагнітанні рідини у свердловину самохідний блок маніфольдів 1БМ-700С.
Гирло свердловини в цьому випадку обладнується фонтанною арматурою 2АУ-700СУ, розрахованою на робочий тиск 70 МПа.
5) Визначимо технологічну ефективність запроектованих та розрахованих гідророзривів:
Для цього спочатку визначимо радіус тріщини проведеного ГРП:
r тр = ((Vжр*Е)/(5,6(1-v^2)*h*(Рзаб-Рр)), (5.6.1.10)
де Vжр - об'єм рідини,
Е - модуль пружності, Е = 1010 Па;
v - коефіцієнт Пуассона, v = 0.3
7) Ширину тріщини визначаємо за формулою:
w = 4 * (l-v) * гтр * (Рзаб-Рр) / е, (5.6.1.11) w = 0,16 м.