Гидравлический расчет совместной работы пласта и скважины - Курсовая работа

Целями данной работы являются: - закрепить теоретический материал курса «Подземная гидромеханика»; выполнить гидродинамический расчет совместной работы пласта и скважины В зонально-неоднородном круговом пласте постоянной толщины эксплуатируется гидродинамически совершенная скважина на стационарном режиме. Подъем жидкости осуществляется по насосно-компрессорным трубам при закрытом сверху затрубном пространстве, где жидкость и газ находятся в гидростатическом равновесии. Требуется рассчитать зависимость дебита скважины Q от проницаемости k0 внутренней кольцевой зоны, в центре которой расположена скважина, а также зависимость затрубного давления Рз от проницаемости k0Уравнение Бернулли для элементарной струйки тока вязкой несжимаемой жидкости при установившемся движении: Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости: где z1, z2 - расстояния от плоскости сравнения до центра тяжести; Потери напора определяются по формуле: где hд - потери напора по длине; hm - потери в местных сопротивлениях. Потери по длине определяются по формуле Дарси-Вейсбаха: где ?-коэффициент гидравлического сопротивления; l - длина трубы; d - ее диаметр; v - средняя скорость потока. Коэффициент гидравлического сопротивления в общем случае является функцией числа Рейнольдса (Re) и относительной шероховатости стенок трубы , , численно определяется в зависимости от области сопротивления. Формула Шифринсона: Формула Дюпюи для установившейся фильтрации в однородном пласте: пласт скважина давление фильтрация где h - толщина пласта;До начала эксплуатации давление всюду постоянно: давление на забое скважины равно давлению на контуре питания и определяется суммой давления газа и столба жидкости в затрубном пространстве: Распределение давления в газовой части определяется барометрической формулой: Где Рз0 и ?з0 - давление и плотность на поверхности наz2; После начала эксплуатации: Уравнение Бернулли для двух сечений НКТ (забой скважины и устье): Так как режим стационарный, то скоростные напоры одинаковы. Кроме того: Таким образом получаем: Потери напора определяются по уравнению Дарси-Вейсбаха: Средняя скорость определяется по формуле: Тогда уравнение Бернулли примет вид: Отсюда выразим pc: (2) Величина определяется, исходя из значения числа Рейнольдса, так как ; ) Дебит скважины определяется по уравнению Дюпюи для зонально-неоднородного пласта: Выразим k0: (4)Вычисляем давление на контуре питания по формуле (1): Задаемся произвольными значениями дебита и вычисляем число по формуле (3), затем зная число вычисляем , далее вычисляем pc по формуле (2) и k0 по формуле (4): Таблица 1Графики зависимости дебита скважины и затрубного давления от проницаемости внутренней кольцевой зоны имеют нелинейный сложный вид, также можно сделать вывод о том, что увеличение проницаемости внутренней кольцевой зоны приводит к увеличению дебита и затрубного давления, однако скорость возрастания дебита и затрубного давления неодинакова при разных значениях проницаемости.

Оглавление

Введение

1. Теоретическая часть

2. Расчетно-графическая часть

2.1 Решение задачи в общем виде

2.2 Расчеты и графики

Заключение

Список литературы

Подземная гидромеханика является теоретической основой разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений.

Целями данной работы являются: - закрепить теоретический материал курса «Подземная гидромеханика»;

- выполнить гидродинамический расчет совместной работы пласта и скважины

Постановка задания. В зонально-неоднородном круговом пласте постоянной толщины эксплуатируется гидродинамически совершенная скважина на стационарном режиме. Подъем жидкости осуществляется по насосно-компрессорным трубам при закрытом сверху затрубном пространстве, где жидкость и газ находятся в гидростатическом равновесии. Требуется рассчитать зависимость дебита скважины Q от проницаемости k0 внутренней кольцевой зоны, в центре которой расположена скважина, а также зависимость затрубного давления Рз от проницаемости k0

Исходные данные

СИ

Радиус контура питания Rk = 1 км 1000м

Толщина пласта h = 10м 10м

Диаметр насосно-компрессорных труб d=5 см 0,05м

Радиус скважины rc = 100мм 0,1 м

Шероховатость стенок труб ? = 0,1 мм 0,0001м

Высота столба газа в затрубном пространстве до начала эксплуатации скважины hг0 = 130м 130м

Проницаемость пласта k = 200 МД 0,204*10-12 м2

Плотность жидкости ?ж = 850 кг/м3 850 кг/м3

Плотность газа при нормальных условиях ?r0 = 1,5 кг/м3 1,5 кг/м3

Вязкость жидкости ?ж = 4 спз 0,004Па*с

Устьевое давление Ру = 5 атм 4,9*105Па

Показания манометра в затрубном пространстве до начала эксплуатации Рз0 = 50 атм 49*105Па

Глубина скважины H = 2 км 2000м

Радиус зоны с проницаемостью к0 r0 = 10 м 10 м

Длина лифта L = 1,9 км 1900м

При выполнении курсовой работы были изучены основные законы, определяющие совместную работу пласта и скважины.

Искомыми величинами в данной работе являлись проницаемость внутренней кольцевой зоны и затрубное давление.

Графики зависимости дебита скважины и затрубного давления от проницаемости внутренней кольцевой зоны имеют нелинейный сложный вид, также можно сделать вывод о том, что увеличение проницаемости внутренней кольцевой зоны приводит к увеличению дебита и затрубного давления, однако скорость возрастания дебита и затрубного давления неодинакова при разных значениях проницаемости.

Курбанов А.К., Епишин В.Д. Методические указания к выполнению курсовых работ по курсу «Нефтегазовая и подземная гидромеханика» - М., 2007.

Дмитриев Н.М., Кадет В.В. Введение в подземную гидромеханику - М., 2011.

Размещено на