 |
Курсовой проект. Задание. Содержание. Введение. 1 теоретическая часть. 1. 1 Цель и область применения ГПП
|
|
|
|
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет»
(ФГБОУ ВО «КубГТУ»)
Институт нефти, газа и энергетики
Кафедра нефтегазового дела им. проф. Г. Т. Вартумяна
Направление подготовки: 21. 03. 01 - «Нефтегазовое дело»
Профиль: «Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине: «Скважинная добыча нефти»
на тему: «Расчеты в скважинной добыче нефти»
по варианту «Расчет процесса гидропескоструйной перфорации»
Выполнил студент курса 4 группы 15-НБ-НД-1
Допущен к защите______________________________________
Руководитель работы ______________/С. Г. Фурсин/
(подпись, дата)
Защищен___________________ Оценка_____________________
(дата)
Члены комиссии __________________________________/С. В. Усов/
__________________________________/Н. М. Лешкович/
(подпись, дата)
Краснодар
2018 г.
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет»
(ФГБОУ ВО «КубГТУ»)
Институт нефти, газа и энергетики
Кафедра нефтегазового дела им. проф. Г. Т. Вартумяна
Направление подготовки: 21. 03. 01 - «Нефтегазовое дело»
Профиль: «Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти»
УТВЕРЖДАЮ
Директор ИНГЭ, д-р техн. наук, проф.
___________________ Д. Г. Антониади
«____»_____________________2018 г.
ЗАДАНИЕ
на курсовой проект
Студенту: курса 4 группы 15-НБ-НД-1
Тема работы: «Расчеты в скважинной добыче нефти»
по варианту: «Расчет процесса гидропескоструйной перфорации»
|
|
|
(утверждена указанием директора института №______ от ________2018 г.
План работы (согласно варианту):
1. Теоретическая часть: рассматриваются основные характеристики процесса гидропескоструйной перфорации и используемое оборудование.
2. Расчетная часть: включает в себя расчет общего количества жидкости и песка, расхода рабочей жидкости, гидравлических потерь, удлинения НКТ, количества необходимых насосных установок и расчет колонны НКТ на прочность.
Объем работы: пояснительная записка 35 стр.
Рекомендуемая литература:
1) Эксплуатация нефтяных и газовых скважин. Учебное пособие / В. Н. Арбузов; Томский политехнический университет. – Томск: изд. Томского политехнического университета, 2011. – 403 с.
Срок выполнения: с 14. 09. 2018 г. по 07. 12. 2018 г.
Срок защиты: с 07. 12. 2018 г.
Дата выдачи задания: 14. 09. 2018 г.
Дата сдачи работы на кафедру: 07. 12. 2018 г.
Руководитель работы: ________________________/ С. Г. Фурсин /
Задание принял студент ______________________/ /
(подпись, дата, расшифровка подписи)
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подп. |
| Дата |
| Лист |
| КНГД. 21. 03. 01. 020 КП |
| Разраб. |
| Провер. |
| Фурсин С. Г. |
| Н. Контр. |
| Фурсин С. Г. |
| Утв. |
| Антониади Д. Г. |
| Расчет процесса гидропескоструйной перфорции |
| Лит. |
| Листов |
| КНГД гр. 15-НБ-НД-1 |
Курсовой проект содержит: 35 страниц, 4 рисунка, 2 таблицы, 25 источников литературы.
СКВАЖИНА, ГИДРОПЕСКОСТРУЙНАЯ ПЕРФОРАЦИЯ, НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫЕ ТРУБЫ, ПЕСЧАННО-ЖИДКОСТНАЯ СМЕСЬ, ГЛУШЕНИЕ СКВАЖИНЫ, ОПРЕССОВКА СКВАЖИНЫ, ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПОТЕРИ.
В настоящем курсовом проекте приводятся теоретическая и практическая части.
В теоретической части рассматриваются следующие вопросы:
|
|
|
1) Цель и область применения ГПП;
2) Процесс проведения ГПП;
3) Оборудование для ГПП.
В расчетной части приведены и рассчитаны следующие типы задач:
1) Расчет количества жидкости и песка, необходимых для ГПП;
2) Расчет расхода рабочей жидкости;
3) Расчет гидравлических потерь;
4) Расчет удлинения НКТ.;
5) Расчет колонны НКТ на прочность;
6) Расчет числа насосных агрегатов.
Содержание
Введение....................................................................................................... 6
1 Теоретическая часть. 7
1. 1 Цель и область применения ГПП 7
1. 2 Процесс проведения ГПП................................................................... 12
1. 3 Оборудование для ГПП.. 18
2 Расчетная часть....................................................................................... 21
2. 1 Расчет количества жидкости и песка, необходимых для ГПП.. 22
2. 2 Расчет расхода рабочей жидкости.................................................. 23
2. 3 Расчет гидравлических потерь. 25
2. 4 Расчет удлинения НКТ.................................................................... 28
2. 5 Расчет колонны НКТ на прочность................................................ 29
2. 6 Расчет числа насосных агрегатов................................................... 31
Заключение................................................................................................ 32
Список использованной литературы........................................................ 33
Введение
Наиболее эффективным методом вторичного вскрытия пластов является гидропескоструйная перфорация скважин (ГПП). ГПП может также использоваться в качестве метода повышения продуктивности скважин и увеличения темпов отбора нефти [1].
Гидропескоструйная перфорация может быть определена как механический метод воздействия на продуктивный пласт, при котором порода разрывается по плоскостям минимальной прочности благодаря воздействию на пласт давления, создаваемого закачкой в пласт жидкости. В результате ГПП кратно повышается дебит добывающих или приемистость нагнетательных скважин за счет снижения гидравлических сопротивлений в призабойной зоне, увеличения фильтрационной поверхности скважины, а также увеличивается конечная нефтеотдача за счет приобщения к выработке слабо дренируемых зон и пропластков.
Выбор метода вскрытия пласта зависит от геологической характеристики месторождения, физико-механических свойств пород продуктивных отложений, пластового давления (изменения по этажу продуктивности).
|
|
|
Геологические условия, влияющие на выбор метода вскрытия пласта: общая толщина продуктивных месторождений, наличие подошвенных и локальных вод и их гидрогеологическая характеристика
1 Теоретическая часть
1. 1 Цель и область применения ГПП
Перфорация - операция, проводимая в скважине при помощи специальных стреляющих аппаратов (перфораторов) с целью создания в обсадной колонне отверстий, служащих для сообщения между скважиной и пластом-коллектором. Эти отверстия используются как для извлечения пластового флюида, так и для закачки в пласт или за трубное пространство воды, газа, цемента и др. агентов.
После того как обсадные трубы спущены в скважину и зацементированы, против продуктивной части пласта при помощи перфораторов делают отверстия в эксплуатационной колонне и цементном камне для соединения продуктивной части пласта с забоем скважины. Эта операция называется перфорацией. Применяются различные методы перфорации скважин: пулевая, торпедная, кумулятивная и гидропескоструйная [11, 12, 13].
При разработке процесса перфорации должны учитываться геолого-промысловая характеристика залежи, тип коллектора и технико-технологические данные по скважине:
- толщина;
- ФЕС призабойной и удаленной зон пласта;
- расчлененность;
- вязкость нефти;
- расстояние до контактов водонефтяного (ВНК), газонефтяного (ГНК) и газоводяного (ГВК);
- пластовое давление;
- температура в интервале перфорации;
- число обсадных колонн в интервале перфорации;
- минимальный внутренний диаметр в колонне труб;
- максимальный угол отклонения скважины от вертикали;
- состояние обсадной колонны и ее цементной оболочки;
- свойства и состав жидкости, применявшейся при первичном вскрытии пласта.
В нефтегазодобывающих скважинах интервал перфорации определяется насыщенностью пород пластовыми флюидами и устанавливается геологической службой предприятий, ведущих буровые работы.
|
|
|
Области и масштабы применения гидропескоструйного метода постоянно расширяются, и если в начальный период этот метод использовался как высокоэффективное средство вскрытия пластов перфорацией, то затем он начал применяться для интенсификации других методов обработки призабойных зон, а также в капитальном и текущем ремонтах скважин.
Основными видами гидропескоструйных обработок являются:
а) вскрытие пластов при опробовании и испытании разведочных скважин;
б) вскрытие продуктивных пластов в скважинах, оборудуемых для совместно-раздельной закачки воды и эксплуатации двух или более пластов в одной скважине;
в) вскрытие глубокозалегающих пластов, а также пластов с высокими пластовыми давлениями и температурами;
г) вскрытие пластов с трещиноватыми коллекторами;
д) вскрытие слабопроницаемых сцементированных пластов;
е) вскрытие пластов после проведения изоляционных работ и капитального ремонта скважин;
ж) вскрытие пластов с последующим гидравлическим разрывом для освоения закачки воды в нагнетательные скважины и увеличения продуктивности нефтяных скважин;
з) вскрытие пластов, перекрытых двумя и более колоннами;
и) работы по вырезке обсадных и других колонн для извлечения их из скважины;
к) создание специальных отверстий для цементажа при устранении затрубной циркуляции.
Гидропескоструйное вскрытие не дает должного эффекта в интервалах ранее обработанных соляной кислотой или гидроразрывом, а также при повторном вскрытии высокопроницаемых пластов с низким пластовым давлением или сильно обводненных.
Технология перфорации стала применяться в отрасли после внедрения в нее стойких материалов, предназначенных для проведения технологических процессов в углеводородных скважинах. В сравнении с классическими методиками, гидропескоструйное воздействие имеет достаточно большой список достоинств:
1. Повышенная успешность работ. Это продиктовано отсутствием преждевременной остановки закачки абразивной смеси, когда предполагается повторное проведение работ.
2. Уменьшение сроков освоения скважины. На разработку тратится меньше времени в силу того, что полностью отсутствуют работы с уплотнителем (пакером) и пределы по массе проппанта.
3. Исключение негативного воздействия на нефтеносный пласт. Взрывные нагрузки не производят положительного эффекта на эксплуатационную колонну. А получение отверстий путем нагнетания абразивного песка с жидкостью несет более щадящий характер. При этом получаемые отверстия после обработки нефтяной скважина имеют больший диаметр.
4. Более результативное проведение нескольких последовательных операций. Когда требуется определенное количество процессов перфорации, гидропескоструйная технология предполагает меньшую массу проппанта.
|
|
|
5. Различные препятствия (кривизна канала, присутствие хвостовика) не могут повлиять на возможное применение способа. При этом для сооружений, относящихся по прочности к классу Е (предполагается отсутствие усиленной колонны), гидропескоструйная перфорация также может применяться.
Но существуют и негативные стороны использования технологии. Здесь стоит отметить следующее:
1. Необходимость использования передового оснащения. Для гидропескоструйной обработки нефтяных скважин используются специальные перфораторы, компрессоры, пескосмесители. Также необходимо соорудить резервуары для жидкости.
2. Поглощение жидкости грунтом. В таком случае применение гидропескоструйной технологии перфорации полностью исключается.
3. Полное соблюдение технологи процесса. Здесь стоит наладить расход форсунок, давление при работе с учетом потерь по длине трубок, контролировать продолжительность процесса. Если этого не соблюдать, то могут возникнуть необратимые последствия.
Эффективность гидропескоструйного разрушения определяется энергией струи, которую принято характеризовать перепадом давления в насадках, гидравлической характеристикой, формируемой в насадке струи, и содержанием в ней абразива.
Каналы, образованные из-за действия кинетической энергии сформированного в насадках потока жидкости с песком в породах прочностью на сжатие 
имеют длину 
= 10 - 30 см и поверхность фильтрации S = 200 - 500 см2. Поскольку поверхность фильтрации таких каналов в несколько раз больше поверхности каналов, возникших в результате кумулятивной перфорации, то применение ГПП особенно целесообразно при вторичном вскрытии трещинных коллекторов [14].
Следует учитывать еще одно преимущество гидропескоструйного перфорирования пластов - получение материнской породы из вскрываемого пласта в виде шлама, содержащего остатки полезного ископаемого. Причем этот «сопутствующий» эффект иногда оказывается решающим и единственным источником надежной информации о пласте.
Существует два вида гидропескоструйной перфорации. При точечной ГПП канал образуют при неподвижном перфораторе. В случае щелевой ГПП – при движении перфоратора в вертикальном направлении.
Глубина гидропескоструйного воздействия в обсаженной трубой скважине зависит от площади образуемой в трубе прорези. Так как при гидропескоструйном воздействии отработанная жидкость с песком и шламом выходит через создаваемый какал в ствол скважины, то встречный поток оказывает сопротивление рабочей струей, то есть гасит ее.
Поэтому для повышения глубины воздействия предпочтительно в обсадной трубе делать прорезь большего сечения, чем сечение насадки, или перемещать насадку в вертикальном или горизонтальном направлениях и тем самым устранять гашение рабочей струи.
Глубина гидропескоструйной выработки в преграде от продолжительности воздействия струй определяется сложной экспоненциальной зависимостью, но для практических целей с достаточной точностью экспериментально определены оптимальные продолжительности воздействия для точечного и щелевого вскрытия, которые соответственно составляют: 15—20 мин для точечного (без смещения насадки) вскрытия одного интервала; 2—3 мин на каждый сантиметр длины щели для щелевого вскрытия [16].
|
|
|
