Расчет основных показателей при обработке ПЗП нагнетательных скважин

 

Основным компонентом кислотных растворов, является соляная кислота. При обработке карбонатных пород образуются каналы растворения, которые могут глубоко проникать в продуктивный пласт. Оптимальная концентрация соляной кислоты в растворе принимается равной 10-16%. С увеличением концентрации растворяющая способность и скорость растворения возрастают, хотя при концентрации более 22% скорость растворения уменьшается. Для эффективного проведения соляно-кислотной обработки необходимо правильно определить параметры процесса, так как если концентрация соляной кислоты выше рекомендуемой, происходит разрушение труб устьевого и скважинного оборудования, а если ниже - снижается эффективность обработки призабойной зоны. Произведем расчет параметров соляно - кислотной обработки скважины, исходные данные для расчета представлены ниже.

 

ПластА₁. Скважина 1641 куст 118

Исходные данные для расчета

1. Глубина скважины Н=2780 м

2. Эффективная мощность пласта h_эф=6 м

3. Пластовое давление Рпл= 19,7 МПа

4. Общая мощность пласта Н=12 м

5. Диаметр скважины Dckb= 0,168 м

6. Диаметр насосно-компрессорных труб Днкт=73 мм

7. Концентрация кислотного раствора Х=10%=0,1

8. Норма расхода кислотного раствора на 1 м Н=1,28м³/м

9. Концентрация НСl Z=15%

10. Коэффициент проницаемости k = 0,023 мкм²

11. Вязкость в условиях пласта 1,58 мПас;

12. Объемный коэффициент 1,166 д.ед.

Решение

Определим потребное количество кислотного раствора для обработки одной скважины по формуле:

V_кр = N * h_эф.

Где:

N - норма расхода на 1 м эффективной мощности пласта, м /м

h_эф.- эффективная мощность пласта, м;

V_кр = 1,28 * 6 = 7,68 м³;

Определим объем кислоты необходимый для получения потребного объема кислотного раствора и необходимое количество воды.

Таблица 11-Расчетные количества кислоты и воды для приготовления 1000 л раствора кислоты запланированной концентрации Исходная концентрация товарной кислоты, % Запланированная концентрация кислоты 8% 10% 12% 15% 20%

 

Для обработки скважины нужно приготовить 10% -ый рабочий раствор кислоты. На скважине имеется товарная концентрированная кислота 27% -ой концентрации. Нужно определить количество кислоты и воды для приготовления 10% - го раствора. Для этого от цифры 27 (таблица 4.2) проводим горизонтальную, а от цифры 10 - вертикальную линии. На пересечении двух линий находим: для приготовления 1000 л 10% -го рабочего раствора кислоты нужно 370 л товарной кислоты и 630 л воды.

Где:

W_кр = 370 л; W_b = 630 л;

Определим объем товарной концентрированной кислоты для 12% раствора по формуле:

W_k = А * X * V_кр * (В - X)/B*Z *(А - X); м³; (3.6)

Где:

А и В - числовые коэффициенты;

А = 214, В = 226.

X - концентрация соляно-кислотного раствора, %;

Z - концентрация товарно-соляной кислоты, %;

V_кр - объем кислотного раствора для обработки одной скважины, м³;

Тогда

Wk = 214 * 10 * 7,68 * (226 - 10)/226 * 15 * (214 - 12) - 4,8 м³;

В качестве ингибитора применяем СНПХ-5311Т, определяем потребное количество ингибитора по формуле:

Qy = 74*b*X*V_кр /(А - X),

Где:

b - процент добавки СНПХ-5311Т в соляную кислоту, b=5%

Q_y = 74 * 5 * 10 * 7,68 / (214 - 10) = 139,3 дм³

Против выпадения солей железа в соляную кислоту добавляем Синол КМК- БС. Определяем количество его по формуле:

Q_син = 1000 * b * V_кр /С,

где b = f + 0,8;

Где:

f- содержание солей железа в соляной кислоте; %

f = 0,7%

b = 0,7+ 0,8 = 1,5 %

С - концентрация Синол а, добавляемого в раствор; %

С = 80%

Q_син = 1000 * 1,5* 7,68 /80 = 144 дм³

Для растворения в породе кремнистых соединений, для предупреждения их выпадения в осадок в виде геля кремнистой кислоты, добавляем к соляной кислоте фтористоводородную кислоту HF. Определяем потребное количество HF по формуле:

QHF = 1000 * b * Укр/п,

Где:

b - процент добавки HF к объему раствора =1%;

n - концентрация HF = 60%.

QHF = 1000 * 1 * 7,68/60 = 128 дм³;

В товарной кислоте содержится примесь H₂SO₄ в количестве 0,6%, которая образуется после реакции с углекислотой и известняком. Образованный гипс CaS0₄ в виде кристаллов закупоривает поры пласта, против выпадения гипса к соляной кислоте добавляют ВаСl₂. Определяем требуемое количество ВаС12 по формуле:

Q_baCl2⁼ 21,3 * V_кр * а * X/(Z - 0,02) (3.11)

Где:

а - 0,6 % содержание H₂SO₄ в соляной кислоте;

Q_baCl2 ⁼ 21,3 * 7,68 * 0,6 * 10/(15 - 0,02) = 65,52 кг

В качестве интенсификатора для понижения поверхностного натяжения на границе двух сред (нефть-порода) применяется реагент ПБ-10, который одновременно является ингибитором, снижающим скорость реакции между кислотой и породой, что способствует более глубокому проникновению кислоты в породу. Количество ПБ-10 определяем по формуле:

QПБ_-10 = Vкр * b,

Где:

b - процентное содержание ПБ - 10 в кислотном растворе = 0,01 %

QПБ_-10 =7,68 * 0,01 = 0,0768 дм³;

Определим объем воды для приготовления требуемого кислотного раствора:

V_в = V_кр - W_кр - ∑Q_доб

Q_доб - суммарный расход всех добавок; м³ /1000;

Q_доб = 139,3 + 144 + 128 + 65,52 + 0,0768= 0,476 м³;

V_в = 7,68- 0,37 - 0,476 = 6,834 м³

Для изоляции зумпфа скважины применяется бланкет.

Бланкет - водный раствор хлористого кальция плотностью 1200 кг/м;

V_бл = (πD² /4) * h³;

Где:

D-внутренний диаметр скважины, м;

h_З -высота зумпфа скважины, м;

V_бл = (3,14 * 0,168² /4) * 10 = 0,22 м³

Для получения 1 м раствора хлористого кальция с плотностью 1200кг/м требуется 540 кг хлористого кальция и 0,66 м³ пресной воды. Для изоляции зумпфа требуется следующее количество хлористого кальция:

М_СаС12 = 540 * Убл

М_СаС12 = 540 * 0,22 = 118,8 кг

Потребное количество воды для раствора:

V_вСаС12 ⁼ 0-66 *V_бл

V_вСаС12 = 0,66 * 0,22 = 0,145 м³

До закачки раствора соляной кислоты, скважина должна быть заполнена нефтью. Раствор должен заполнить выкидную линию диаметром 0,05 м и длиной 100 м (Lb.л).

V_в.л = (πD² /4) * L_b.л,

V_в.л = (3,14 х 0,05² /4) * 100 = 0,2 м³

Кислота должна заполнить НКТ до верхних перфорационных отверстий. Объем НКТ определяем по формуле:

Vнкт = (πD² /4) * L_hkt,

V_hkt = (3,14 *0,073² /4)* 2780= 11,63 м³

Кислота должна заполнить объем скважины от кровли до подошвы пласта. Объем забоя определяем по формуле:

V_заб = (πD²/4) * h,

V_заб = (3,14 * 0,168² /4) * 12 = 0,26 м³

Устье скважины герметизируют, раствор под давление закачивают в скважину продавочной жидкостью в объеме, равном:

V_пр =V_в.л + У_нкт + У_заб,

V_пр = 0,2 + 11,63 + 0,26 = 12,09 м³

Для соляно-кислотной обработки применяют агрегат УНЦ1-160x500.

После остановки скважины на реагирование, скважину осваивают-очищают от продуктов реакции поршневанием или промывкой. Затем скважину исследуют на приток для оценки эффективности соляно-кислотной обработки. Радиус проникновения кислоты определяется по формуле:

Rпp = 0,5 (V_кр + 0,785 * K_пp * D²_скв * h_эф)/(0,785 x К_пр x h_эф),

Rпp = 0,5 (7,68 + 0,785 * 0,023 * 0,168²* 6)/(0,785* 0,023* 6) = 8,434* 0,5= = 4,21 м

Для улучшения проницаемости был выбран химический метод увеличения проницаемости пород призабойной зоны скважин. Обработка соляной кислотой дает хорошие результаты в слабо проницаемых горных породах. Радиус проникновения кислоты равен 4,21 метра.

После проведения соляно-кислотной обработки скважина была исследована и снята кривая восстановления давления, в результате чего был определен коэффициент проницаемости пласта в радиусе контура питания и составил 0,031 мкм“. До проведение обработки коэффициент продуктивности составлял 0,62 т/сут*МПа. Определим коэффициент продуктивности после обработки:

K=0,183*Q*µ*b/ h*I

К=0,183*1,2*1,58* 41,8/12*1,4 =0,84 т/сут*МПа

Темп закачки раствора определяется из условия охвата обработкой заданного радиуса глубины обработки. Раствор при достижении этого радиуса должен быть еще активным. Темп закачки раствора задается большим или равным минимальному темпу закачки, определяемому по формуле:

q_MHH= Vp/t_H,

где Vp-требуемый объем раствора,

t_H-время нейтрализации объема

q_MHH=7,68/60=0,128 м3/мин=2,13 л/с

Необходимое давление на выкиде насоса при заданном темпе откачки определяется по формуле:

P_y=P3-10^-6*pgH+P_Tp,

где р-плотность кислоты

Р_тр=λ*(8* 10^-6*q²*H_pp)/π²*d⁵

где Н-глубина скважины,

d-внутренний диаметр НКТ

λ-коэффициент гидравлического сопротивления, зависит от числа Рейнольдса

Re=4q*p/π*dµ

Re=4* 0,128*1160/3,14*1,12=369,24

Так как число Рейнольдса меньше 2300, то режим течения ламинарный

λ=64/ Re=64/369,24=0,17

Р_тр=0,17*(8*10^-6*0,128²*2780*1160/3,14²*0,073⁵=3516 Па

Тогда требуемое давление

Р_у=15000000-9,81*1160*10^-6*2780-3516=14996452 Па=14,99МПа

Таким образом, для соляно-кислотной обработки достаточно одного агрегата УНЦ1-160x500 при работе на третьей скорости и плунжере диаметром 100 мм. Определяем продолжительность нагнетания и продавки в пласт раствора:

 

(W_p + V_в)* 10³

t =----------------------

q*3600

(7,68 + 6,834)* 10³

t -------------------------------= 0,588 часа.

6,85 *3600

Выводы по расчетной части:

В результате расчетов получено, что после соляно-кислотной обработки скважины коэффициент продуктивности скважины увеличится на 0,22 т/сут*МПа. Кроме того, расчетом определены потребное количество кислотного раствора для обработки одной скважины - 7,68 м³, для обработки скважины нужно приготовить 10% -ый рабочий раствор кислоты. В качестве ингибитора применяем СНПХ- 5311Т, необходимое количество которого составляет 0,139 м. Объем воды для приготовления требуемого кислотного раствора составляет 6,834 m^j

Для проведения работ достаточно одной установки УНЦ1-160х500К при плунжере диаметром 100 мм и работе на третьей скорости.

 

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: