Рассчитать основные параметры процесса освоения скважины для следующий условий: Lc=3120 м, глубина спуска колонны

Рассчитать основные параметры процесса освоения скважины для следующий условий: Lc=3120 м, глубина спуска колонны НКТ H=3120 м, пластовое давление pпл=33,9 МПа. Скважина обсажена 168-мм обсадной колонной с внутренним диаметром Dвн=0,158 м и полностью заполнена глинистым раствором плотностью ρгл=1187 кг/м3. Наружный диаметр НКТ dнар=0,089 м, внутренний диаметр dвн=0,074 м. Необходимо рассчитать давление закачки pз, объем закачки Vз и продолжительность закачки Tз при прямой (жидкость подается в колонну НКТ) и обратной (жидкость подается в кольцевой зазор между трубами) закачках. Жидкость закачки – вода (плотность ρз=1000 кг/м3, вязкость μз=0,001 Па·с). Закачка ведется агрегатом 4АН-700.

Так как закачка ведется агрегатом 4АН-700, выбираем третью скорость при диаметре плунжера 100 мм (подача Q=0,012 м3/с, давление p=37,4 МПа).
Определим пластическую вязкость:
η=0,033·10-3ρжн-0,022=0,033·10-3·1187-0,022=1,717·10-2 Па·с
Предельное (динамическое) напряжение сдвига:
τ0=8,5·10-3ρжн-7=8,5·10-3·1187-7=3,09 Па
Скорость движения жидкости в кольцевом зазоре:
w=4QπDвн2-dнар2=4·0,0123,140,1582-0,0892=0,897 м/с
Число Рейнольдса для воды:
Reкзв=w(Dвн-dнар)ρμ=0,897(0,158-0,089)10000,001=61893
Т.к. Reкзв>2320, то режим турбулентный
Коэффициент гидравлического сопротивления:
λ=0,31644Reквз=0,3164461893=0,02
Градиент потерь давления на трение при движении воды:
Aкзз=λw2ρзDвн-dнар2=0,02·0,8972·10000,158-0,089·2=116,61 Па/м
Параметр Хедстрема:
Не=τ0ρжнDвн-dнар2η2=3,09·11870,158-0,08921,717·10-22=59233,4
Критическое число Рейнольдса вязкопластичной жидкости, характеризующее смену режима ее течения:
Reкр гл=2100+7,3Не0,58=2100+7,3·59233,40,58=6379,7
Критическая скорость:
w=η·ReкрнρжнDвн-dнар=1,717·10-2·6379,711870,158-0,089=1,337 м/с
Reкз гл=w(Dвн-dнар)ρμ=0,897(0,158-0,089)10871,717·10-2=3918,3
Т.к

. Reкз гл=3918,3<Reкз гл=6379,7, то режим ламинарный и градиент потерь давления на трение определим, предварительно определив коэффициент βкз. Для этого определим параметр Сен-Венана-Ильюшина:
Senкз=τ0dвнηw=3,09·(0,158-0,089)1,717·10-2·0,897=13,843
βкз=0,44
Градиент потерь давления на трение при движении жидкости глушения.
Aкз гл=4τ0βкзDвн-dнар=4·3,090,440,158-0,089=407,11 Па/м
Определяем высоту от забоя скважины:
x=Hρглg+Aкз гл-pплgρгл-ρз+(Aкз гл-Aкзз)=31201187·9,81+407,11-33,9·1069,811187-1000+(407,11-116,61)=1741,6 м
Объем жидкости закачки:
Vз=πdвн2H+Dвн2-dнар2x4=
=3,140,0742·3120+0,1582-0,08921741,64=36,7 м3
Максимальный объем жидкости закачки:
Vзmax=πHDвн2+dвн2-dнар24=3,14·31200,1582+0,0742-0,08924=55,15 м3
Продолжительность закачки:
Tз=VзQ=36,70,012=3058,3 c=51 мин
Максимальное время закачки:
Tзmax=VзmaxQ=55,150,012=4595,8 c=76,6 мин
Вычислим максимальное давление закачки