Конструкция скважин, подземного и устьевого оборудования

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 9Следующая ⇒

Скважина это горная выработка цилиндрической формы, сооружаемая без доступа в нее человека и имеющая диаметр во много раз больше ее длины. Устье скважины расположено на дневной поверхности, забой – на дне выработки.

Ствол скважины между устьем и забоем состоит из обсадной колонны спущенной в выработку, укрепленной цементным камнем в пространстве: горная порода - внешняя часть обсадной колонны. Низ обсадной колонны оборудуют башмаком, для направления колонны при ее спуске, для препятствия среза со стенок выработки глинистой корки и породы – загрязняющих нижнюю часть колонны, для предупреждения смятия торца нижней трубы. Материал – бетон, чугун. Представляет собой толстостенный патрубок длиной 0, 5 м, наружный диаметр башмака равен диаметру муфты, а внутренний равен внутреннему диаметру обсадной колонны.

Устьевая часть состоит из навинченного на верх обсадной колонны колонного патрубка, на который в свою очередь наворачивается колонный фланец. Над колонным фланцем устанавливается крестовина, по обе стороны от которой отходят задвижки, герметизирующие затрубное пространство от атмосферы (с рабочей и с полевой стороны задвижки КППС 65х140).

Рисунок 4.1. Схема фонтанной арматуры.

При эксплуатации скважины механическим способом, различают арматуры для добычи с электроцентробежным насосом и штанговой глубинно-насосной установкой (ШГН). Устьевая арматура погружного ЭЦН отличается от фонтанной, применением трубной головки с кабель-вводом. Для работы ШГН необходима герметизация на устье полированного штока, что достигается заменой центральной задвижки и тройника фонтанной арматуры на сальниковое устройство герметизации устья скважины (СУЗГ – 2).

Специальная часть

На месторождении мероприятия по ГРП проводились с декабря 1993 года по июль 1995 г. Всего было проведено 30 скважино-операций управлением «Интрас», в т.ч. в 1993г. – 1, в 1994г. – 10, в 1995г. – 19 скважино-операций. Скважина 3824 после ГРП не введена в разработку, поэтому эффективность ГРП в этой скважине не оценивалась. В 2000 – 2001 годах продолжют гидоразрыв пласта силами Шлюмберже – проведено 31 операция.

Гидроразрыв пласта проводился в добывающих скважинах в зонах с 1 по 8. Основная масса скважин находится в северо-западной части месторождения (блоки 1, 2, 3, 4, 5 и 6). Блок 1 – скважины 7052, 3000, 3013, 7053, 3016, 1304, 1308; блок 2 – 3042, 3044, 3052; блок 3 – 3070, 1184р, 3095; блок 4 - 1336, 3107; блок 5 – 7082, 3201, 1369, 7058, 3215, 3210, 7108; блок 6 – 1376, 3326, 3277, 1384, 3271, 3263; блок 7 – 3340; блок 8 – 1660, 3451.

Расчет параметров ГРП

Целью расчета является определение количества материалов, необходимых для проведения процесса (рабочих жидкостей, песка, химреагентов), давление на устье скважины при выбранных темпах закачки жидкости в пласт и потребной гидравлической мощности оборудования (число агрегатов, буллитов), а также концентрации песка в жидкости носителе.

Исходные данные для расчета ГРП на скважине 7082 куст 32а.

Искусственный забой, м
Интервал перфорации (верх/низ)	2346-2361
Глубина посадки пакера, м
Пластовое давление, кПа
Пластовая температура, °С
Проницаемость, мД
Пористость, %
Градиент разрыва принят кПа/м, (DР)	13, 6
Предел прочности песчаника на разрыв Мпа, sп
Горное (геостатическое) давление, Мпа
Внутренний диаметр эксплуатационной колонны d, мм	130, 6
Наружный диаметр НКТ dн, мм	88, 9
Внутренний диаметр НКТ d вн, мм
Вместимость НКТ 88, 9 мм, м3/м	0, 00454
Объем затрубного пространства, м3/м	5, 79/100
Плотность жидкости, кг/м3
Плотность горных пород под продуктивным горизонтом, кг/м3
Вертикальная глубина, м
Средний удельный вес пород по разрезу, (g) н/м3	0, 023

1. Находим вертикальную составляющую горного давления

Ргв=rп× q× L× E; (5.1)

где rп – плотность горных пород под продуктивным пластом, Е – модуль упругости пород (1 – 2)× 10-4

Ргв=2600× 9, 81× 2380× 10-6=60, 7 Мпа.

Находим горизонтальную составляющую горного давления

Ргг=Ргв× (n/1-n); (5.2)

где n=0, 3

Ргг=60, 7× (0, 3/1-0, 3)=26 Мпа

В данном случае в условиях пласта образуются вертикальные трещины.

2. Рассчитываем рабочее забойное давление при ГРП

РГРП. З=(gп× Н× sр)× a (5.3)

где a - коэффициент, учитывающий необходимое превышение забойного давления над давлением разрыва (a=1, 2 – 1, 4)

РГРП. З=(0, 023х2230х9)х1, 4=64, 6 МПа

3. Расчет устьевого расчетного давления ГРП

РГРП. У=РГРП.З-Рст+Ртр; (5.4)

где Рст - статическое давление столба жидкости в скважине, DР ч ст=0, 0101 Мпа/м, Рст=DР ч ст× Н, Рст=0, 0101х2230=22, 5 Мпа, Ртр – потери давления на трение при ГРП

(5.5)

где l - коэффициент гидравлического сопротивления;

(5.6)

(5.7)

где А - коэффициент учитывающий увеличение сопротивления вызываемого ранней турбулизацией потока вследствие наличия песка.

А=1, 46

Находим число Рейнольдса

Re=4G× rж/pd× mж; (5.8)

где mж=0, 285 сП – эффективна вязкость жидкости песконосителя, rж – плотность жидкости песконосителя, rж=r× (1-п0)+ rа× rо× по; (5.9)

rо – плотность основы – 1 г/см2; rа – плотность расклинивающего агента, rа=2, 7 г/см2; по – объем его содержания в жидкости.

(5.10)

где С – массовая концентрация пропанта, С=900 кг/м3.

находим

rж=1(1-0, 26)+2, 7х0, 25=1, 42 г/см3.

Число Re при G=4 м3/мин.

Re=4х4х1, 42/3, 14х0, 076х0, 285=378> 200;

Находим исправить 2617 на 2230

Потери на трение:

=4, 3

Находим устьевое рабочее давление

РГРП у=46, 4 МПа

Рассчитываем Ртр по градиенту потерь давления на трение:

DРтр=0, 0016 МПа

Ртр=DРтр× Н=3, 5 Мпа (5.11)

Найдем устьевое рабочее давление по градиенту:

РГРП у=45, 6 МПа

Определим требуемую мощность для проведения ГРП:

(5.12)

N»3000 кВт.

Определяем количество агрегатов потребных для проведения ГРП:

(5.13)

где Ра – рабочее давление агрегата, Gа – подача агрегата при рабочем давлении, km – коэффициент технического состояния агрегата =0, 8.

Для производства ГРП используем насосный агрегат Т-800 производства США. Мощностью – 2500 л/с, трех плунжерный насос с диаметром плунжера 5”, обороты двигателя на III скорости:

Ga=1, 08 м3/мин, Ра=78 МПа.

46, 4 вместо 42, 4

Примем n=3 + 1 резерв.

Для производства ГРП требуется 4 агрегата Т-800.

Определяем объем буферной жидкости, исходя из опыта работ на данном месторождении равной 4 м3.

Для заливания применяют следующие химреагенты:

VQA – 1 – загеливатель –4кг/м3.

BXL-10 – образователь песконесущей структуры 2 л/м3, снижает гидравлическое сопротивление. Расход химреагентов ведется по полному объему жидкости.

Для эффективного заполнения трещины песком с учетом инфильтрации необходимо не менее 70% жидкости-песконосителя от объема буферной жидкости.

Vж. пн=300х70/100=21 м3/мин.

Таблица 5.1

Рекомендуемый порядок закачки пропанта.

стадия	Жидкость, м3	Смесь, м3	Концентрация, кг/м3	Кол-во пропанта на стадию, кг	Расчет на емкость, м3
		3, 1			2+120/2700 (2, 04)
		4, 5			4+360/2700 (4, 13)
		7, 3			6+600/2700 (6, 22)
		10, 5			8+840/2700 (8, 3)
					10+1080/2700 (10, 4)
Всего		39, 4	120-1080

Пропанта необходимо 22, 922 т., для транспортировки пропанта в пласт потребуется 31 м3 жидкости песконосителя.

Рассчитаем объем продавки:

Н=2230 м, dвн=76 мм.

Вместимость 1 погонного метра НКТ – 0, 0045 м3.

Vпродавки=(0, 0045х2230)+1=11, 035 м3.

Для производства ГРП на данной скважине потребуется:

Буферная жидкость – 4 м3

Жидкость песконоситель – 31 м3

продавочная жидкость – 10, 4 м3

при производстве ГРП используются буллиты V=60 м3. На конец закачки в буллитах должно оставаться по 5 м3. Используются 2 буллита.

Vоб. =4+31+10, 4+5+5=55, 4 м3

Рассчитаем время проведения ГРП:

(5.14)

t=14 мин.

При проведении ГРП создаются давления, которые могут быть опасными для эксплуатационной колонны. Поэтому в межтрубное пространство в 30 м над верхними отверстиями перфорации устанавливают пакер и опрессовывают на 6 МПа. В затрубное пространство закачивают жидкость и при помощи ЦА-320 нагнетая давление до 9 МПа, создают противодавление на НКТ и пакер.

Необходимый объем жидкости в затрубном пространстве до пакера:

Vзатр.=Vобс-VНКТ; (5.15)

Vобс=pdобс 2L/4; (5.16)

VНКТ=pdнкт 2L/4; (5.17)

Vзатр.=17, 17 м3.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 Следующая ⇒