Закачка полимерных растворов

 

Исходные данные для расчёта [8,11,12]:

Требуемый темп закачки Мзад, кг/с                                   0,5-2,5

 Коэффициент продуктивности К, кг/(Па·с)                       0,2·10-6

 Пластовое давление Рпл, МПа                                          22

 Шаг изменения темпа закачки DМ, кг/с                             1

 Вязкость пластовой жидкости mпл, мПа·с                         2,5

 Средняя температура раствора в скважине Т, ° С            20

 Диаметр НКТ D                                                             0,075

 Диаметр подводящего трубопровода Dт, м                       0,075

 Длина НКТ L, м                                                               2000

 Длина подводящего трубопровода Lт, м                           500

 Отметка устья скважины Zу, м                                         100

 Тип агрегата                                                                    ЦА-320              

 Отметка  агрегата Zнаг, м                                                  90

Концентрация  бльшеобъемных гелевых систем, %      0,05-0,1                                                                                     

 Коэффициенты эмпирической зависимости для характеристики

 агрегата  для Спр= 0,05% / 0,1%:

                        Но, м                                                1005-900

                        Н1, с/м2                                                                          27000-15000

                        H2, с25                                                                12,2·106 -21·106

            Давление на всасывающей линии агрегата Рвс, МПа             1,5

            Вязкость   раствора   полимеров  при Тпл = 35°С

            и Спр = 0,05%   m1, мПа·с                                                     1,8

            Вязкость   раствора   полимеров  при Тпл  = 35°С

            и Спр = 0,1%   m2, мПа·с                                                       4,9

            Вязкость раствора полимеров при Т = 20°С и Спр = 0.04%,

            (НКТ), mнкт1, мПа·с                                                              2,7

            Вязкость   раствора   полимеров  при  Т = 20°С и Спр = 0,1%

            (НКТ), mнкт2, мПа·с                                                                8                                                                               

            Вязкость раствора полимеров при Тт = 5°С и Спр = 0,05%,

            (подводящий трубопровод), mт1, мПа·с                                 6

            Вязкость   раствора   полимеров  при  Т = 20°С и Спр = 0,1%

            (подводящий трубопровод), mт2, мПа·с                                 18

            Коэффициент шероховатости труб Кш, мкм                           50

            ТемпературапластоваяТпл,°С                                               64                                                          

            Средняя температура раствора в подводящем

             трубопроводе Тт ,°С                                                            5

    Плотность закачиваемой среды rп, кг/м3                                                                       1040

 

1.Определим   забойное давление  по уравнению Дюпюи:


                                          m  M

                    Рзаб = Рпл  +  ——— , (5.14.1.)

                                           mпл K        

           

         I. Содержание реагента в полимерном растворе: Спр = 0,05%:

                      

                        При М = 0,5 кг/с;

 

                                                     1,8·10-3 ·0,5

                     Рзаб   = 22·106  +  ―———————  =  23,8 ·106 Па.

                                                  2,5 ·10-3· 0,2 ·10-6

                                 

                          При М = 1,5 кг/с;

     

                                                    1,8 ·10-3 · 1,5

                     Рзаб   = 22·106  +  ―——————— =  27,4 ·106 Па.

                                                  2,5 ·10-3· 0,2 ·10-6

 

                           При М = 2,5 кг/с;

                

                                             

1,8 ·10-3 · 2,5

                    

Рзаб   = 22 ·106  +  ―——————— =  31,0 ·106 Па.

                            2,5 ·10-3· 0,2 ·10-6

            

        II.Содержание реагента в полимерном растворе: Спр = 0,1% :

                    

                         При М = 0,5 кг/с;

                        

 

                               4,9 ·10-3 · 0,5

                   Рзаб   = 22 ·106  +    ―—————   =  26,9 ·106 Па.

                                                  2,5·10-3·0,2·10-6

.                                  

                            

                               При М = 1,5 кг/с;

 

                                                      4,9 ·10-3 · 1,5

                     Рзаб   = 22 ·106  +   ―——————— =  36,7 ·106 Па.

                                                     2,5 ·10-3 · 0,2 ·10-6

                                     

                     

                             При М = 2,5 кг/с;

                     

                                                   

                                                     4,9 ·10-3 · 2,5

                      Рзаб   = 22·106   +    ―——————— =   46,5·106 Па.

                                                     2,5 ·10-3· 0,2 ·10-6

            

 2.Определим коэффициент гидравлического сопротивления в скважине (НКТ) по

       формуле:                                   

                                               

                                                                                                                         0,2

                                           124 D mнкт              2 Кш    

                     lнкт = 0,067   ————— +     ———     , (5.14.2)                                                          

                                                 М                     D        

           

        I. Содержание реагента в полимерном растворе: Спр = 0,05% :

 

                                  При М = 0,5 кг/с;

                                                                                                           0,2

                                               124·0,075·2,7·10-3             2·50·10-6   

                    lнкт = 0,067 ·   ————————  +  —————     =  0,037

                                                  0,5                            0,075

               

 

                                  При М = 1,5 кг/с;

                                                                                                            

                                        

        124·0,075·2,7·10-3                2·50·10-6  0,2                                                                                          

                     lнкт = 0,067·        ————————  +  —————          =  0,03

                                                   1,5                              0,075

                           

 

                                           При М = 2,5 кг/с;

              

 

                                                                                                                                              0,2

                                             124·0,075·2,7·10-3           2·50·10-6         

                      lнкт = 0,067· ————————  +  —————     = 0,027

                                                    2,5                          0,075

 

 

                 II. Содержание реагента в полимерном растворе: Спр = 0,1%:

 

                              При М = 0,5 кг/с;

 


                                                  124·0,075·8·10-3             2·50·10-6       0,2

                        lнкт = 0,067·————————  +  —————       = 0,045

                                                       0,5                        0,075

 

                  

                          При М = 1,5 кг/с;

 

              

                                              124·0,075·8·10-3               2·50·10-6      0,2

                        lнкт = 0,067· ————————  +  ————     =  0,037

                                                      1,5                         0,075

    

 

                          При М = 2,5 кг/с;

                                     


                                                 124·0,075·8·10-3            2·50·10-6      0,2

                          lнкт = 0,067·  ————————  +  ————      = 0,033

                                                        2,5                          0,075

 

 

   3. Определим давление на устье нагнетательной скважины по формуле:

       

                                                                 lнкт М2 L

                      Ру = Рзаб - g r L + 0,81   —————   , (5.14.3.)

                                                                    r D5

                      

                  где    g - ускорение свободного падения, м/с2.

          

                 I. Содержание реагента в полимерном растворе: Спр = 0,05%:

 

                           При М = 0,5 кг/с;  

                                                                                

 


                                                                                                     0,037· (0,5)2 · 2000

                     Ру = 23,8·106 – 9,81·1040·2000 + 0,81·   ————————— = 3,5·106 Па.

                                                                                                   1040· (0,075)5

 

                         При  М = 1,5 кг/с;

 

                                                                                                           0,037· (1,5)2 · 2000

                    Ру = 27,4·106 – 9,81·1040·2000 + 0,81·    ————————  = 7,03·106 Па.

                                                                                                          1040· (0,075)5

 

 

                         При  М = 2,5 кг/с;

                                                                

 

 0,037· (2,5)2 · 2000

                     Ру = 31·106  – 9,81·1040·2000 + 0,81·    ————————    = 10,6·106 Па.

                                                                                                     1040· (0,075)5

 

 

               II. Содержание реагента в полимерном растворе: Спр = 0,1%:

             

                          При М = 0,5 кг/с;

 


                                                                                                  0,037· (0,5)2 · 2000

                       Ру = 26,9·106 – 9,81·1040·2000 + 0,81·  ————————   = 6,5·106 Па.

                                                                                                     1040· (0,075)5

.  

                         При  М = 1,5 кг/с;

 

                                                                                                  0,037· (1,5)2 ·2000

                      Ру = 36,7·106– 9,81·1040·2000 + 0,81·  ————————  = 16,3·106 Па.                                                                                      

                                                                                                       1040· (0,075)5

 

                         При  М = 2,5 кг/с;

 


                                                                                                   0,037· (2,5)2 · 2000

                      Ру = 46,5·106  – 9,81·1040·2000 + 0,81· ———————— = 26,2·106 Па.

                                                                                                           1040· (0,075)5

 

  4. Определим коэффициент гидравлического сопротивления подводящего 

      трубопровода  по формуле:

                        

                                                                                                                0,2

                                          124 D mт           2 Кш 

                        lт = 0,067  ————  +  ———     , (5.14.4.)

                                                                  М                   Dт

            

                I. Содержание реагента в полимерном растворе: Спр = 0,05%:

               

                           При М = 0,5 кг/с;

                                                                                                  

                                  

          124·0,075·8·10-3            2·50·10-6   0,2

                       lт = 0,067·   ————————  +  ————      = 0,038

                                                    0,5                         0,075

 

                          При М = 1,5 кг/с;

                                                                               

                                                                                                   0,2

                                            124·0,075·8·10-3              2·50·10-6      

                      lт = 0,067 ·    ————————  + ————     = 0,035

                                                    1,5                         0,075

 

                    

                            При М = 2,5 кг/с;

                        

                                                                       0,2

                                           124·0,075·8·10-3              2·50·10-6     

                       lт = 0,067 ·  ————————  +  ————    = 0,032

                                                     2,5                       0,075

   

 

            II. Содержание реагента в полимерном растворе: Спр = 0,1%:

 

                         При М = 0,5 кг/с;

                                                                                                                                                   0,2

                                            124·0,075·18·10-3           2·50·10-6      

                       lт =  0,067·   ————————  +  ———         = 0,054

                                                    0,5                         0,075

              

                         При М = 1,5 кг/с;

                  

                                                                                                                0,2

                                              124·0,075·18·10-3        2·50·10-6    

                        lт = 0,067 ·   ————————  + ————       = 0,043

                                                     1,5                        0,075

 

                    

            

 

             При М = 2,5 кг/с;

                             

                         

                                                                                                                        0,2

                                            124·0,075·2,7·10-3          2·50·10-6     

                        lт = 0,067·  ————————  +  ————     = 0,039

                                                     2,5                         0,075

 

 

5.Необходимое давление на выкиде агрегата определим по формуле:

 

  

                                                                               lт М 2 L т   

                       Рнаг = Ру + g r (Zу- Zнаг) + 0,81   ————— ,             (5.14.5.)

                                                                                  r Dт5

            

              I. Содержание реагента в полимерном растворе: Спр = 0,05%:

             

                          При М = 0,5 кг/с;

 

                                                                                       0,037· (0,5)2·500  

        Рнаг = 3,5·106  + 9,81·1040· (100 - 90) + 0,81·   ————————   ·106 = 3,63·106 Па.

                                                                                      1040· (0,075)2        

 

                         При М=1,5 кг/с;

                                                                                       

 

0,037· (1,5)2·500  

        Рнаг = 7,03·106  + 9,81·1040· (100 - 90) +0,81·    ————————   ·106 = 7,14·106 Па.

                                                                                        1040· (0,075)2        

 

                        При М=2,5 кг/с;

 


                                                                                    0,037· (2,5)2·500  

       Рнаг = 10,6·106  + 9,81·1040· (100 - 90) + 0,81·  ———————  ·106

 

= 10,73·106 Па.

                                                                                      1040· (0,075)2        

 

 

              II. Содержание реагента в полимерном растворе: Спр = 0,1%:

 

                  При М=0,5 кг/с;  

 

                                                                                     0,037· (0,5)2·500  

           Рнаг = 6,5·106  + 9,81·1040·(100 - 90) + 0,81·  ———————  ·106 = 6,63·106 Па.

                                                                                      1040· (0,075)2        

 

 

                    При М=1,5 кг/с;

    

 

                                                                                 0,037· (1,5)2·500  

Рнаг = 16,3·106 + 9,81·1040·(100 - 90) + 0,81·  ———————— ·106 =16,42·106 Па.

                                                                                1040· (0,075)2

 

                    При М=2,5 кг/с;                                  

                

                                                                       

         0,037· (2,5)2·500  

Рнаг = 26,2·106 + 9,81·1040·(100 - 90) + 0,81·   ———————— ·106 = 26,2·106 Па.

                                                                                 1040· (0,075)2         

 

6. Определим объёмный расход по формуле:

 

                              M

                      Q =—  , (5.14.6.)

                              r                                 

 

                       При М = 0,5 кг/с;

 

                                0,5

                       Q =  —— = 0,48· 10-3 м3/с.

                              1040

                     

 

                       При М = 1,5 кг/с;

          

                                1,5

                       Q =  —— = 1,4· 10-3 м3/с.

                               1040

         

 

                       При М = 2,5 кг/с;

 

                               2,5

                       Q = ——  = 2,4· 10-3 м3/с.

                             1040

 

 

7. Развиваемый агрегатом напор определим по формуле:

 

                         Н=Н0+ Н1Q + Н2 Q2,                                                      (5.14.7.)

              

I.Содержание реагента в полимерном растворе: Спр = 0,05% (Н0 = 1015м): 

               

                      При Q = 0,48·10-3 м3/с;

 

                   Н = 1005 + 27000·10-3 – 12,2·106· (0,48)2·10-6 = 1015 м.

 

                      При Q= 1,4·10-3 м3/с;

 

                   Н = 1005 + 27000·10-3 – 12,2·106· (1,40)2·10-6 = 1010 м.

   

                                  При Q= 2,4·10-3 м3/с;

     

                   Н = 1005 + 27000·10-3 – 12,2·106· (2,40)2·10-6 = 1000 м.

                

II. Содержание реагента в полимерном растворе: Спр = 0,1% (Н0 = 900м ):

 

                       При Q = 0,48·10-3 м3/с;

 

                     Н = 900 + 15000·10-3 – 21·106· (0,48)2·10-6 = 902 м.

 

                       При Q= 1,4·10-3 м3/с;

 

                     Н = 900 + 15000·10-3 – 21·106· (1,4)2·10-6 =  880 м.

 

                                   При Q= 2,4·10-3 м3/с;

 

                     Н = 900 + 15000·10-3 – 21·106· (2,4)2·10-6 = 815 м.

 

  8. Определим давление нагнетания развиваемое агрегатом:

 

                  Pраз.наг=  Рвых + g Н r , (5.14.8.)

                   

                   I. Содержание реагента в полимерном растворе: Спр = 0,05%:

                 

                       При  Н = 1015м;

                

                    Р  раз.наг = 1,5·106 + 9,81·1015 ·1040 = 11,81·106 Па.

 

                        При  Н = 1010м;

 

                      Р раз.наг = 1,5·106 + 9,81 ·1010 ·1040 = 11,8· 106 Па.

 

                       При  Н = 1000м;

 

                      Р раз.наг = 1,5·106 + 9,81·1015·1040 = 11,7·106 Па.

 

                   II. Содержание реагента в полимерном растворе: Спр = 0,1%:

  

                        При  Н = 902м;

 

                      Р раз.наг = 1,5·106 + 9,81·902·1040 = 10,7·106 Па.

  

                        При  Н = 880м;

 

                       Р раз.наг = 1,5·106 + 9,81·880·1040 = 10,5·106 Па.

 

                         При  Н = 815м;

 

                       Р раз.наг = 1,5·106 + 9,81·815·1040 = 9,82·106 Па.

 

Ищи здесь, есть все, ну или почти все

Архив блога