Расчет потерь давления на трение в лифтовой колонне при движении рабочей жидкости.

Потери давления на трение Р_m для ньютоновской жидкости при течении по трубам лифтовой колонны оценивают по формуле:

;                                                  (8.6)

Для шероховатых труб:

;                                                           (8.7)

Для гладких труб:

;                                                 (8.8)

;

где r _ж – плотность жидкости, кг/м³;

    L – длина лифтовой колонны, м;

d –соответственно,внутренний радиус и диаметр лифтовой колон­ны, м;

k – абсолютная шероховатость труб, м;

V – средняя скорость движения жидкости в лифтовой колонне, м/с;

R е – число Рейнольдса

Для скважин с обсаженным забоем необходимо учитывать потери давле­ния на трение при движении жидкости в перфорационных отверстиях эксплуа­тационной колонны.

Эти потери рассчитывают по формуле:

;                                                    (8.9) 

где q – скорость закачивания рабочей жидкости в скважину, м³/с;

r _ж – плотность рабочей жидкости, кг/м³;

d _п – диаметр перфорационных отверстий, м;

a _т – коэффициент трения (а_т = 0,8 – 0,85);

N _п – количество перфорационных отверстий, шт.

Общие потери давления на трение будут равны сумме потерь в лифтовой колонне и перфорационных отверстиях. Для скважин с открытым забоем поте­ри давления на трение определяются только потерями в лифтовой колонне.

Потери давления на трение (Р_т) при движении в лифтовой колонне не ньюто­новских жидкостей определяют по формуле

;                                                     (8.10)

где f – коэффициент трения.

Коэффициент трения может быть определен по формуле Блазиуса

;

где коэффициенты а и b определяются по формулам

;                                        (8.11)

;

;

К и n – реологические параметры степенной модели неньютоновской жидкости;

R е_м – модифицированное число Рейнольдса.

При определении потерь давления на трение в скважинах с лифтовой ко­лонной, состоящей из нескольких секций НКТ различного диаметра, допусти­мо использовать эквивалентный диаметр колонны (d _экв), вычисляемый по фор­муле:

;                                                  (8.13)

где V_i – объем I-й секции НКТ, м³;

    L_i – длина I -й секции НКТ, м^.

 

3. Расчет скорости закачивания рабочей жидкости при проведении ГРП

При проведении гидроразрыва пласта скорость закачивания рабочей жидко­сти имеет принципиальное значение, так как она определяет давление на забое сква­жины, необходимое для раскрытия естественных микротрещин в трещинова­тых коллекторах и образования трещин в поровых коллекторах.

Скорость закачивания рабочей жидкости определяется потерями давления на трение при нагнетании ее в лифтовую колонну.

    При заданном давлении закачивания на устье скважины потери давления на трение оп­ределяют по формуле.

Р_m=Р_у+Р_н+Р_г,                                                                                    (8.14)

где Р_у – давление на устье скважины, Па;

Р_н – гидростатическое давление, Па.

 

Давление на устье скважины определяется прочностными характеристи­ками устьевой арматуры, а при установке устьевого пакера (Тrее saver) – проч­ностными характеристиками насосно-компрессорных труб и гидравлической мощностью насосных агрегатов.

Гидростатическое давление вычисляется по формуле

;                                                   (8.15)

Определив потери давления на трение по формуле (14), находят скорость закачки рабочей жидкости в НКТ:

При закачивании рабочей жидкости с песком (проппантом) в формуле (3) вме­сто плотности рабочей жидкости r _ж подставляется плотность смеси r _см, ко­торая определяется по формуле

    ;                                                   (8.16)

где r _п – плотность песка (пропанта), кг/м³;

с – концентрация песка в жидкости, кг/м³.

Определив допустимые потери давления на трение по (11), из формул (3) или (7) находим итоговую скорость закачивания рабочей жидкости.

Объем рабочей жидкости, необходимый для получения трещины определенной длины, может быть оценен по уравнению баланса жидкости.

⇐ Предыдущая13141516171819202122Следующая ⇒

Поделиться: