Лист для замечаний

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 Расчёт технологических параметров локального гидроразравлического разрыва пласта в скважине …………………………………………………….	4
1.1 Исходные данные……………………………………………………………	4
1.2 Практические расчёты при гидравлическом разрыве пласта в скважине	5
1.3 Расчет технологического эффекта ………………...………………………	11

1 РАСЧЁТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЛОКАЛЬНОГО ГИДРОРАЗРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА В СКВАЖИНЕ

1.1 Исходные данные

В таблице 1.1 приведены исходные данные для расчёта технологических параметров ГРП.

Таблица 1.1 Исходные данные к расчёту

Показатель	Обозначение	Размерность	Значение
Глубина скважины	L	м	4200
Глубина спуска НКТ	LHKT	м	4198
Интервал перфорации	b3пер- b2пер	м	4187-4197
Наружный диаметр НКТ	DH	м	0,127
Внутренний диаметр НКТ	DB	м	0,115
Толщина продуктивного горизонта	h	м	10
Коэффициент проницаемости пласта	k	м^2	3,44·10^-15
Модуль упругости горных пород	E	МПа	10^10
Коэффициент Пуассона	v	-	0,31
Средняя плотность пород над продуктивным пластом	ρ	кг/м^3	2400
Дебит нефти до ГРП	Q	т/сут	42,3
Пластовое давление	PПЛ	МПа	50,36
Депрессия на пласт	ΔP	МПа	24,10
Плотность нефти в нормальных условиях	ρн	кг/м^3	835
Динамическая вязкость нефти в пластовых условиях	μн	мПа·с	0,97
Плотность нефти в пластовых условиях	ρп	кг/м^3	700
Радиус контура скважины	Rk	м	350
Радиус трещины	r1	м	28,0
Простои скважины в течении года	Tпр	сут	5

1.2 Практические расчёты при гидравлическом разрыве пласта в скважине

В качестве жидкости разрыва и жидкости – песконосителя применяют Halliburton Micro Polimer (HMP). В качестве продаочной жидкости применяется нефть. Предполагается закачка в скважину 4,3 тонны песка (Q_п) с концентрацией (С) 400 кг/м³.

Под закачку используется агрегат 4 АН-700.

Принимаем темп закачки 0,03 м³/с.

Определим количество жидкости разрыва:

Это количество не поддаётся точному расчёту. Оно зависит от вязкости жидкости разрыва и её фильтруемости, проницаемости пород ПЗП, темпа закачки жидкости и давления разрыва.

Объём жидкости разрыва устанавливается исходя из конкретных условий. Для плотных пород рекомендуются следующие объёмы: 4-6 м³ на 10 м толщины пласта, если вскрытая перфорацией толщина пласта не более 20 м, если она больше 20 м, то каждые 10 м количество жидкости разрыва увеличивается на 1-2 м³. Если слабосцементированные, рыхлые, то такие количество разрыва увеличивается в 1,5-2 раза по сравнению с объёмом для плотных пород.

Для данной скважины принимаем объём V_ж.р=6 м³.

Определим количество жидкости-песконрсителя:

, (1)

.

Определим объём продавочной жидкости:

(2)

где Н – глубина залегания пласта, м, - внутренний диаметр НКТ, м.

Количество компонентов, необходимое для проведения ГРП указано в таблице 1.2

Таблица 1.2 Количество и расход компонентов на 1 скв.-операцию.

Наименование компонента	Концентрация	Норма на 1 скв.-операцию
ВС1000-Биоцид	0,032 кг/м^3	4,2 кг
ЕС9547-Деэмульгатор	2,58 л/м^3	335,81 л
HPG-Геллянт	11,62 кг/м^3	1511,14 л
CL-Сшиватель	8,06 кг/м^3	1049,40 л
АР-Разрушитель геля	0,065 кг/м^3	8,40 кг
Понизитель трения	3,22 л/м^3	419,76 л
PAR1 Retarder-Замедлитель скорости реакции	16,12 л/м^3	2098,8
РС1250-ингибитор коррозии	12,89 л/м^3	1679 л
ЕС9547-деэмульгатор	8,44 л/м^3	1098,8 л
PAS10-реагент, препятствующий выпадению осадка	48,36 л/м^3	6294,4 л
PIC10-контроль железа	16,12 л/м^3	2098,8 л
ICATI-контроль железа	1,61 кг/м^3	209,88 кг
Пропант		4,3 т

Определим давление разрыва пласта:

, (3)

, (4)

где - горное давление (составляющая); - прочность породы в условиях всестороннего сжатия (обычно 1,5 МПа); Н-глубина залегания, м; - средняя плотность вышележащих горных пород ( 2200-2600 кг/м³), в среднем 2400 кг/м³; - ускорение свободного падения.

МПа

МПа

Горизонтальная составляющая горного давления будет равна:

, (5)

МПа.

Рассчитаем давление столба продавочной жидкости плотность 804 кг/м³

, (6)

МПа.

Определим объёмную долю песка в смеси:

, (7)

где С – концентрация песка в 1 м³ жидкости; - плотность песка, кг/м³

.

Рассчитаем плотность жидкости – носителя:

, (8)

где - плотность геля, кг/м³; - объёмная доля проппанта в смеси; - насыпная плотность проппанта, кг/м³.

кг/м³.

Определим число Рейнольдса:

, (9)

где Q – темп закачки жидкости-песконосителя, м³/с; -плотность жидкости-песконосителя, кг/м³; - внутренний диаметр НКТ, м; - вязкость жидкости-песконосителя, мПас.

, (10)

где - динамическая вязкость геля, мПас; - объёмная доля проппанта в смеси.

мПас.

Вычислим коэффициент гидравлического сопротивления:

, (11)

Определим потери давления на трение при движении жидкости – песконосителя по НКТ:

При наличии проппанта в жидкости при Re>220 происходит ранняя турбулизация потока и потери на трение возрастают в 1,52 раза:

, (12)

где - коэффициент гидравлического сопротивления; Q – темп закачки жидкости-песконосителя, м³/с; -плотность жидкости-песконосителя, кг/м³; - внутренний диаметр НКТ, м; L- глубина скважины, м.

МПа.

Определим давление, которое необходимо создать на устье при гидроразрыве:

(13)

где Р_З- давление на забое после закачки 6 м³ жидкости; -плотность жидкости-песконосителя, кг/м³; Н-глубина залегания пласта, м; Р_тр – потери давления на трение, МПа.

Найдём давление на забое скважины после закачки 6 м³ жидкости разрыва:

, (14)

где Р_З – давление на забое скважины, МПа; Е – модуль упругости горной породы, МПа; Q – темп закачки ЖП в пласт, м³/с; V_ж-п – объём закачки ЖП, м³.

.

Решая квадратное уравнение, получаем следующее значение:

,

Следовательно Р_з=33,29 МПа,

МПа.

Рабочие жидкости гидроразрыва закачивают в скважину насосными агрегатами 4АН-700, технические характеристики представлены в таблице 1.3

Таблица 1.3 – Технические характеристики агрегатов 4АН-700

Скорость	Подача, л/с	Давление, МПа
I	6,0	70
II	8,3	51
III	11,6	36
IV	14,6	29

, (15)

где Р_а – рабочее давление агрегата, МПа; Q_а – подача агрегата при этом давлении, л/c ; К_тс – коэффициент технического состояния агрегата в зависимости от срока службы К_тс = 0,5 – 0,8.

шт.

Рассчитаем потребное количество автоцистерн для рабочей жидкости:

, (16)

где V_р.ж – объём потребной рабочей жидкости, м³; 20 – объём автоцистерны, м³.

шт.

Рассчитаем потребное количество песковозов:

, (17)

где Q_п – количество потребного песка, тонн; 10 – грузоподъёмность песковоза, т.

шт.

Необходимая техника для ГРП представлена в таблице 1.4.

Таблица 1.4 – Техника для ГРП

Вид техники	4АН-700	Автоцистерны объёмом 20 м^3	Песковоз грузоподъёмностью 10 м^3	3ПА	Блок монифольдов
Количество единиц	2	4	1	1	1

Рассчитаем длину вертикальной трещины:

, (18)

где С – эмпирический коэффициент зависящий от давления и характеристик горных пород,(обычно 0,02); Q – расход жидкости разрыва, м³/мин; - вязкость жидкости разрыва, Пас; - время закачки жидкости разрыва, мин; к – коэффициент проницаемости.

, (19)

где Q – расход рабочих жидкостей, равный согласно скорости их нагнетания 0,0085 м³/с; V_ж-п – объём ЖП, (10,75 м³); V_прод.ж – объём продавочной жидкости,(56,64 м³); V_р.ж – объём жидкости разрыва, ( 6 м³).

часа.

м.

Определим раскрытость трещины:

, (20)

м.