Урок по выполнению практической работы

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 5

 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВОДЫ ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИЯ, ПРИЕМИСТОСТИ СКВАЖИН

Студент должен

              знать:

·      системы заводнения пластов для поддержания пластового давления;

·      требования, предъявляемые к закачиваемой в пласт воде;

      уметь:

·      определять необходимое количество нагнетаемой в пласт воды, давления

      нагнетания, приемистость нагнетательной скважины, число нагнетательных скважин;

ЗАДАЧА 1

Определить количество воды, нагнетаемой в пласт, определить приемистость скважин, количество нагнетаемых скважин и выполнить расчет потерь давления при заводнении.

Для решения задачи необходимо изучить  разделы 1 – 7 Темы 7 «Поддержание пластового давления и методы увеличения нефтеотдачи пластов»

Исходные данные приведены в таблице 11

Таблица 11

№ вар.	Суточная добыча  нефти Qн, т/сут	Объем добываемой  воды Qв, м3/сут	Суточная добыча газа Vг, м3/сут	Объемный коэф. нефти bн	Плотность нефти ρн, кг/м3	Коэф. Растворимости  газа в нефти α, м3/м3 МПа	Коэф. сжимаемости газа Z	Пластовое давление Pпл, МПа	Проницаемость пласта для воды  k, м2 · 10-12	Эффективная мощность h, м	Депрессия  ∆P, МПа	Коэф. гидродин. совершенства φ	Радиус скважины rс, мм	Половина расстояния между скважинами R, м	Вязкость воды µв, мПа·с
1	152	187	4630	1,4	820	6,5	0,87	16,4	0,14	9	2,7	0,81	84	450	1,03
2	180	210	4520	1,41	830	5,8		17,5	0,15	10	2,8		73	400
3	130	160	4820	1,42	840	6,2		17,5	0,16	11	2,9		84	480
4	145	140	4130	1,21	850	6,1		18,8	0,13	9	2,5		73	500
5	143	180	4450	1,22	850	5,9		19,9	0,17	10	3,0		73	400
6	176	195	4630	1,23	830	6,4		20,0	0,18	12	2,9		84	450
7	152	200	4520	1,25	820	6,5		16,4	0,19	8	2,8		73	480
8	180	225	4820	1,26	830	5,8		17,5	0,20	7	2,7		84	500
9	130	230	4130	1,27	840	6,2		17,8	0,13	11	3,0		73	400

Продолжение таблицы 11

№ вар.	Суточная добыча  нефти Qн, т/сут	Объем добываемой воды Qв, м3/сут	Суточная добыча  газа Vг, м3/сут	Объемный коэф. нефти bн	Плотность нефти ρн, кг/м3	Коэф. растворимости газа в нефти α, м3/м3 МПа	Коэф. сжимаемости газа Z	Пластовое давление Pпл, МПа	Проницаемость пласта  для воды  k, м2 · 10-12	Эффективная мощность h, м	Депрессия  ∆P, МПа	Коэф. гидродин. совершенства φ	Радиус скважины rс, мм	Половина расстояния между скважинами R, м	Вязкость воды µв, мПа·с
10	145	240	4450	1,28	850	6,1	0,87	18,9	0,14	9	2,9	0,81	84	450	1,03
11	143	200	4420	1,3	850	6,3		19,0	0,15	8	2,8		73	480
12	176	250	4350	1,31	870	5,9		20,0	0,16	9	2,7		84	500
13	152	200	4280	1,32	850	6,4		18,0	0,17	7	2,6		73	400
14	180	210	4290	1,5	860	6,8		19,0	0,18	9	2,8		73	500
15	153	220	4340	1,51	820	6,9		17,0	0,19	8	2,7		73	550
16	152	187	4630	1,4	820	6,5		16,4	0,14	9	2,7		84	450
17	180	210	4520	1,41	830	5,8		17,5	0,15	10	2,8		73	400
18	130	160	4820	1,42	840	6,2		17,5	0,16	11	2,9		84	480
19	145	140	4130	1,21	850	6,1		18,8	0,13	9	2,5		73	500
20	143	180	4450	1,22	850	5,9		19,9	0,17	10	3,0		73	400
21	176	195	4630	1,23	830	6,4		20,0	0,18	12	2,9		84	450
22	152	200	4520	1,25	820	6,5		16,4	0,19	8	2,8		73	480
23	180	225	4820	1,26	830	5,8		17,5	0,20	7	2,7		84	500
24	130	230	4130	1,27	840	6,2		17,8	0,13	11	3,0		73	400
25	145	240	4450	1,28	850	6,1		18,9	0,14	9	2,9		84	450
26	143	200	4420	1,3	850	6,3		19,0	0,15	8	2,8		73	480
27	176	250	4350	1,31	870	5,9		20,0	0,16	9	2,7		84	500
28	152	200	4280	1,32	850	6,4		18,0	0,17	7	2,6		73	400
29	180	210	4290	1,5	860	6,8		19,0	0,18	9	2,8		73	500
30	153	220	4340	1,51	820	6,9		17,0	0,19	8	2,7		73	550

Атмосферное давление – Р_атм = 0,1 МПа

Пластовая температура – Т_пл= 320

Диаметр трубопровода – d = 114

Число отверстий на один погонный метр – n = 10

Решение:

 1  Расчет количества воды, нагнетаемой в пласт

Для ППД в залежи на одном уровне объем закачиваемой в пласт воды должен быть не менее объема извлекаемой из пласта жидкости и газа. При расчете объема воды необходимой для закачки, учитывают объем, перетекающий в законтурную часть пласта, где требуется не только поддержать, но и повысить пластовое давление.

Необходимое количество закачиваемой воды определяется по формуле:

V_B = K(Q_нпл + V_гпл + Q_в), м³/сут

где К – коэффициент избытка (К = 1,1 – 1,3)

      Q_нпл  – объем добываемой из залежи нефти, приведенной к пластовым условиям, м³/сут

      V_гпл  – объем свободного газа в пласте, приведенный к пластовым условиям, м³/сут

      Q_в – объем добываемой из залежи воды, м³/сут

Добытая нефть в пластовых условиях занимает объем:

где  Q_н – суточная добыча нефти из пласта

       b_н – объемный коэффициент нефти

      r_н – плотность нефти

Объем свободного газа, приведенный к атмосферным условиям:

где  V_г – суточная добыча газа из пласта;

        a - коэффициент растворимости газа в нефти м³/м³ МПа

      Р_пл – пластовое давление Па;

       r_н – плотность нефти

Отрицательное число означает, что в пласте нет газа, в дальнейших расчетах, это число не учитывается.

Объем свободного газа при пластовых условиях:

где  Р₀ – атмосферное давление,

     Т₀ – абсолютная температура, Т₀ = 273 К,

       Z – коэффициент сжимаемости газа;

       Р_пл – пластовое давление, Р_пл = 16,4×10⁶

      Т_пл – пластовая температура, Т_пл =  311 К

Суточная добыча в пластовых условиях составит:

V_в = K(Q_нпл + V_гпл + Q_в), м³/сут

где  К – коэффициент избытка (К = 1,1 – 1,3), принимаем К = 1,3.

2  Определяем  приемистость скважин

Средняя приемистость нагнетательных скважин определяется по формуле:

где k – проницаемость пласта для воды, м²

      h – эффективная мощность пласта, м

    _DР – перепад давления на забое, МПа

     j - коэффициент гидродинамического совершенства скважины

     m - вязкость воды, мПа×с

    R – половина расстояния между нагнетательными скважинами, м

     r_с – радиус скважины, м

3 Определяем число нагнетательных скважин

, шт

4 Выполняем расчет потерь давления при заводнении

4.1 Определяем гидравлические потери напора жидкости

, МПа

где   λ – коэффициент гидравлических сопротивлений

        ρ_в - плотность воды, принимается ρ_в = 1000кг/м³

        L - длина трубопровода, L = 500 м

        d_вн - внутренний диаметр трубопровода

       υ - скорость движения воды

4.1.1 Для определения потери напора  необходимо определить λ коэффициент гидравлического сопротивления, который зависит от числа Рейнольдса. Число Рейнольдса – это отношение сил инерции к силам вязкости жидкости. При ламинарном течении жидкости  ( Rе ≤ 1530 ) коэффициент гидравлического сопротивления зависит от числа Рейнольдса, а при турбулентном течении (Rе ≥ 1530 ) нет.

Определяем число Рейнольдса

Re =

 где  - кинематическая вязкость воды, м²/с

4.2 Определяем кинематическая вязкость воды

4.3 Определяем внутренний диаметр трубопровода

d_вн = d – 2 · δ, м

где δ = 7мм (толщина стенки трубопровода)

          Число Рейндольса  больше 1530,  следовательно, режим движения турбулентный, поэтому находим коэффициент гидравлического сопротивления по формуле:

4.4  Определяем скорость движения воды

  м/с

По полученным исходным данным определяем гидравлические потери напора жидкости в трубопроводе

МПа

Определяем общие потери давления:

Р_тр = n ·Р_тр , МПа

5  Определяем расход воды, приходящейся на одну скважину

Q_скв =  м³/сут

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1 Какое значение имеет поддержание пластового давления?

2 Охарактеризуйте основные виды заводнения пластов.

3 Как определить количество нагнетаемой воды и количество нагнетательных скважин при заводнении пластов?

4 Какие требования предъявляются к закачиваемой в пласт воды?