р = 29 МПа, а Qp = 0,0146 мз/с. Необходимое число агрегатовОбъем продавочной жидкости Vп = 0,785∙0,07592∙2270 = 10,3 м3.Объем жидкости для осуществления гидроразрыва (жидкость разрыва и жидкость-песконоситель) Vж = 4500/275 = 16,4 м3. Суммарное время работы одного агрегата 4АН-700 на 4 скорости (30)илиРасчет размеров трещинОпределение ширины трещины затруднительно, хотя и имеются формулы для ее вычисления. У стенки скважины ширина трещины наибольшая и к концу убывает до нуля. При закачке в пласт маловязкой жидкости, легко проникающей в горизонтальный проницаемый прослой, возникает, как правило, горизонтальная трещина, в которой давление превышает локальное горное. В результате происходит упругое расщепление пласта по наиболее слабым плоскостям. При закачке нефильтрующейся жидкости образуются вертикальные трещины, так как вследствие отсутствия фильтрации в пласт явление разрыва становится подобным разрыву длинной трубы с бесконечно толстыми стенками. При наличии в пласте естественных трещин разрыв будет происходить по их плоскостям независимо от фильтруемости жидкости.В случае образования горизонтальной трещины радиус ее Rт (в м) можно вычислить по следующей эмпирической формуле: (31)Где Q - темп закачки жидкости разрыва, м3/с; μжр - вязкость жидкости разрыва, Па∙с; t - время закачки жидкости разрыва, с; k - проницаемость призабойной зоны, м2. Ширина (раскрытость) трещины на стенке скважины ω0 в случае разрыва фильтрующейся жидкостью рассчитывается по формуле (32)а при разрыве нефильтрующейся жидкостью по формуле (33)В случае образования вертикальной трещины при разрыве пласта фильтрующейся жидкостью:
-раскрытость трещины (34)где m - пористость пласта; -длина трещины (35)В случае разрыва пласта нефильтрующейся жидкостью: -раскрытость трещины (36)-длина трещины (37)Задача 1. Для условий предыдущей задачи рассчитать размеры трещины, если разрыв проведен агрегатом 4АН-700, работающим на 4 скорости (Qρ = 0,0146 мз/с), а объем жидкости Vж = 16,4 м3. Решение. Вычисляем по (37) длину вертикальной трещиныРассчитываем по (36) раскрытость трещиныТаким образом, в результате проведения гидроразрыва в данной скважине образуется вертикальная трещина длиной 69,3 м и шириной на стенке скважины 1,7 см.Проектирование процесса закачки водыПоддержание пластового давления - эффективное средство разработки нефтяного месторождения. Процесс проектирования закачки воды с целью поддержания пластового давления представляет сложную технико-экономическую задачу, решаемую на этапе составления технологической схемы или Проекта разработки месторождения. Проектирование процесса закачки воды сводится к определению для конкретных условий оптимального давления на устье нагнетательной скважины, давления на забое и необходимого количества воды. Кроме того, рассчитывается число нагнетательных скважин и их приемистость. Оптимальное давление на устье нагнетательной скважины вычисляют по формуле академика А.П. Крылова: (1) где Сс - стоимость нагнетательной скважины, руб.; ƞ - КПД наосного агрегата; Кпрм - коэффициент приемистости нагнетательной скважины, м3/(сут ∙ МПа); t - время работы нагнетательной скважины, год; w - энергетические затраты на нагнетание 1 м
3 воды при повышении давления на 1 МПа, кВт . ч/(м3 ∙ МПа) (w= 0,27); Св - стоимость 1 кВт ∙ ч электроэнергии, руб/(кВт . ч) (Св= 0,015); рст - гидростатическое давление воды в скважине глубиной Lc, МПа (2) пл - среднее пластовое давление в зоне нагнетания воды, МПа; pтр - потери давления при движении воды от насоса до забоя, МПа. Давление на забое нагнетательной скважины (3)Величину pтр можно принять равной 3 Мпа.Необходимое количество закачиваемой воды Vв (в мз/сут) рассчитывают по формуле (4)где Vнпл - объем добываемой из залежи нефти, приведенной к пластовым условиям, мз/сут; Vгсвпл - объем свободного газа в пласте при пл и Тпл, который добывается вместе с нефтью за сутки, м3/сут; Vвпл - объем добываемой из залежи воды, м3/сут.Объем нефти в пластовых условиях , (5) объем свободного газа , (6) объем воды ,где Qнд, Qв - соответственно количество дегазированной нефти и воды, добываемое из залежи за сутки, т/сут; bнпл, bвпл - соответственно объемные коэффициенты нефти и воды при пластовых условиях; G0 - газовый фактор, м3/м3; a - средний коэффициент растворимости газа в нефти, мЗ/(м3 ∙ МПа).Задача 1. Рассчитать основные показатели процесса закачки воды, если из залежи извлекается нефти Qнд = 11000 т/сут, воды Qв = 5600 т/сут, газовый фактор G0 = 60 м3/м3, среднее пластовое давление меньше давления насыщения
пл = 8,5 МПа; коэффициент растворимости газа в нефти a = 5 м3/(м3 ∙ МПа), пластовая температура Тпл = 303 К, объемный коэффициент нефти bвпл = 1,15, плотность дегазированной нефти pнд = 852 кг/м3, объемный коэффициент пластовой воды bвпл = 1,01. Стоимость нагнетательной скважины Сс = 120000 руб., коэффициент приемистости нагнетательной скважины Kпрм = 50 мз/(сут ∙ МПа), время работы нагнетательной скважины t= 12 лет‚ КПД насосного агрегата ƞ = 0,6. Глубина скважины Lс = 1200 м, а плотность нагнетаемой воды pв = 1050 кг/м3. Коэффициент сверхсжимаемости газа принять:z = 0,87. Решение. По формуле (1) вычисляем оптимальное давление на устье нагнетательной скважины При этом гидростатическое давление воды в скважине рст = 10-6 ∙ 1050 ∙ 9,81 ∙1200 = 12,4 МПа.Давление на забое нагнетательной скважины рзабн = 8,1 + 12,4 - 3 = 17,5 МПа.Рассчитываем Vнпл, Vгсвпл и Vвпл:По формуле (4) суточный объем закачки воды Vв = 1,2 (14850 + 2750 + 5387) = 27585 м3/сут. Таким образом, для заданных условий суточный объем закачки составляет 27585м3 при давлении на устье нагнетательной скважины рун = 8,1 МПа.Расчет числа нагнетательных скважин Число нагнетательных скважин определяют с учетом наиболее трудных условий работы в конце цикла разработки газоконденсатного месторождения, с принятием во внимание давления на выкиде, которое будут создавать установленные дожимные компрессоры. При этом следует иметь в виду, что чем выше степень сжатия, тем больше расходы на сжатие газа, но при этом потребуется меньше нагнетательных скважин при одинаковом давлении на приеме КС. Следовательно, число нагнетательных скважин определяют технико-экономическим анализом. Объем закачки воды в одну нагнетательную скважину
qвн = Kпрм(рабн - пл) (8)Тогда число нагнетательных скважинn= Vв / qвн (9)Задача 1. Для условий предыдущей задачи рассчитать число нагнетательных скважин, если коэффициент приемистости их одинаков. Решение. Рассчитываем приемистость одной скважины: qвн = 50 (17,5 - 8,5) = 450 м3/сут. Число нагнетательных скважин n = 27 585/450 = 61. Таким образом, в данных условиях требуется 61 нагнетательная скважина.