Проектирование процесса гидравлического разрыва пласта

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА

Рассчитать основные характеристики гидроразрыва пласта в добывающей скважине глубиной Lс. Вскрытая толщина пласта h. Разрыв провести по НКТ с пакером, внутренний диаметр НКТ равен dвн. В качестве жидкости разрыва и песконосителя используется не фильтрующаяся амбарная нефть плотностью ρж = 945 кг/м3 и вязкостью 2 µж = 0,285 Па∙с. Предполагается закачать в скважину Qп песка диаметром зерен 1 мм. Принимаем темп закачки равным Q. Используем агрегат 4АН-700. Исходные данные для расчета представлены в таблице 1.

Таблица – 1.

№ варианта Lс, м Qп, т Q,

м3/c dвн,

м ν Ктс, К, МПа/м Сп, кг/м3 h, м

11 2270 5,5 0,01 0,076 0,3 0,7 1,7 300 15

Решение

1. Рассчитываем вертикальную составляющую горного давления:

Р_гв=ρ_п∙g∙L_с∙10^(-6)

где ρп - плотность горных пород над продуктивным горизонтом, кг/м3 (ρп = 2600 кг/м3);

g - коэффициент свободного падения, м/с (g = 9,8 м/с).

Р_гв=2600∙9,8∙2270∙10^(-6)=57,8 МПа

2. Рассчитываем горизонтальную составляющую горного давления: Р_гг=Р_гв∙ν/(1-ν)

где ν - коэффициент Пуассона горных пород.

Р_гг=57,8∙0,3/(1-0,3)=24,8 МПа

3. Рассчитываем забойное давление разрыва пласта:

Р_забр=К∙L_с∙10^(-2)

где K - коэффициент распределения давления, МПа/м.

Р_забр=1,7∙2270∙10^(-2)=38,59 МПа

4. Рассчитываем объемную концентрацию песка в смеси:

β_п=(С_п⁄ρ_п )/(С_п⁄ρ_п +1)

где Сп – концентрация песка в 1 м3 жидкости, кг/м3;

ρп – плотность песка, кг/м3 (ρп= 2500 кг/м3).

β_п=(300⁄2500)/(300⁄2500+1)=0,107

5. Рассчитываем плотность жидкости-песконосителя:

ρ_жп=ρ_ж∙(1-β_п )+ρ_п∙β_п

где ρж - плотность жидкости, используемой в качестве песконосителя, кг/м3.

ρ_жп=945∙(1-0,107)+2500∙0,107=1111,6 кг/м^3

6. Рассчитываем вязкость жидкости с песком:

μ_жп=μ_ж∙exp(3,18∙β_п )

где µж - вязкость жидкости, используемой в качестве песконосителя, Па∙с.

μ_жп=0,285∙exp(3,18∙0,107)=0,4 Па∙с

7. Рассчитываем число Рейнольдса:

Re=(4∙Q∙ρ_жп)/(π∙d_вн∙μ_жп )

где Q – темп закачки, м3/с,

dвн