Расчет гидравлического разрыва пласта

Составить план проведения гидроразрыва пласта, выбрать рабочие жидкости и оценить показатели процесса для седующих условий:

Эксплуатационная скважина (таблица 14), месторождения.

Таблица 14.

1.Вертикальная составляющая горного давления:

Ргв = rgL = 2385, 6*9, 81*2100*10-6= 46, 75 МПа

2.Горизонтальная составляющая горного давления:

Рг = Ргв*n/(1-n) = 46, 75*0, 25/(1-0, 25) = 15, 58 МПа

В подобных условиях при ГРП следует ожидать образования вертикальной трещины.

Запроектируем гидроразрыв нефильтрующейся жидкостью. В качестве жидкости разрыва и жидкости песконосителя используем загущенную нефть с добавкой асфальтина, плотность и вязкость даны в таблице. Соддержание песка принимаем (см в таблице 4.), для расклинивания трещины запланируем закачку примерно 5 т кварцевого песка фракции 0, 8-1, 2 мм, темп закачки (данные в таблице 4.), что значительно больше минимально допустимого при создании вертикальных трещин.

При ГРП непрерывно закачивают жидкость-песконоситель в объеме 7, 6 м3, которая одновременно является и жидкостью разрыва.

Для определения параметров трещины используем формулы, вытекающие из упрощенной методики Ю.П.Желтова.

3.Определим давление на забое скважины в конце гидроразрыва:

Рзаб/Рг*(Рзаб/Рг-1)3= 5, 25Е2*Q*m/((1-n2)2*Рг2*Vж) =5, 25*(2*1010)2*12*10-3*0, 2/(1-0, 252)2*(15, 58*106)3*7, 6) = 2*10-4

Рзаб = 49, 4*106= 49, 4 МПа

4.Определяем длину трещины:

l = (VжE/(5, 6(1-n2)h(Рзаб-Рг)))1/2= (7, 6*2*1010/(5, 6*(1-0, 252)*13, 5*(49, 4 - 15, 58)*106))1/2= 31, 7 м

5.Определяем ширину (раскрытость) трещины:

w = 4(1-n2)*l*(Рзаб-Рг)/E = 4*(1-0, 252)*31, 7*(49, 4-15, 58)*106/1010= 0, 0158 м =1, 58 см

6.Определим распространение жидкости-песконосителя в трещине:

l1=0, 9*l = 0, 9*31, 7 = 28, 5 м

7.Определим остаточную ширину трещины, принимая пористость песка после ее закрытия m=0, 2:

w1= wno/(1-m) = 1, 58*0, 107/(1-0, 3) = 0, 73 см

8.Определяем проницаемость трещины такой ширины:

kт = w21/12 = 0, 00732/12 = 4, 44*10-6 м2

Гидроразрыв будем проводить через НКТ с внутренним диаметром d = 0, 076 м, изолируя продуктивный пласт пакером с гидравлическим якорем.

Определим параметры ГРП.

1.Потери давления на трение при движении жидкости-песконосителя по НКТ.

rж = rн(1-no)+rпес*no= 930*(1-0, 324)+2500*0, 324 = 1439 кг/м3

Число Рейнольдса

Re = 4Qrж/(pdmж) = 4*12*10-3*1439/(3, 14*0, 062*0, 56) = 516, 9

Коэффициент гидравлического сопротивления

l = 64/Re = 64/633, 7 = 0, 124

По Ю.В.Желтову, при наличии песка в жидкости при Re> 200 происходит ранняя турбулизация потока, и потери на трение при Re=516.9 и no = 0, 324 возрастают в 1, 52 раза:

16Q2L 1, 52*0, 124*16*(12*10-3)2*2100*1439

Рт = 1, 52l¾ ¾ ¾ rж = ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ ¾ = 26 МПа

2p2d5 2*3, 142*0, 0765

2.Давление, которое нужно создать на устье при ГРП:

Ру = Рзаб-rжgL + Рт = 49, 4-1439*9, 81*2100*10-6+ 26 = 45, 9 Мпа

3.Рабочие жидкости гидроразрыва в скважину закачивают насосными агрегатами 4АН-700 (табл. 15.)

Таблица.15.

Необходимое число насосных агрегатов:

N = РуQ/(РаQakтс) +1 = 45, 9*12/(29*14, 6*0, 8) + 1 = 3

Где Ра- рабочее давление агрегата;

Qa- подача агрегата при этом давлении

kтс - коэффициент технического состояния агрегата в зависимости от срока службы kтс = 0, 5 - 0, 8

4.Объем жидкости для продавки жидкости-песконосителя:

Vп = 0, 785*d2L = 0, 785*0, 0762*2100 = 9, 52 м3

5.Продолжительность гидроразрыва:

t = (Vж+Vп)/Qа = (7, 6+6, 37)/(14, 6*10-3*60) = 19, 5 мин.