Вскрытая толщина пласта h = 13,5 м. Рассчитать основные характеристики гидроразрыва пласта в добывающей

Вскрытая толщина пласта h = 13,5 м. Рассчитать основные характеристики гидроразрыва пласта в добывающей скважине глубиной L = 3700 м. Разрыв провести по НКТ с пакером, внутренний диаметр НКТ d = 0,076 м. В качестве жидкости разрыва и песконосителя используется нефильтрующая амбарная нефть плотностью ρж= 930 кг/м3 и вязкостью uж =0,2 Па·с. Предполагается закачать в скважину Qп=4,5 т песка диаметром зёрен 1 мм. Принимаем темп закачки Q = 0,012 м3/с. Используем агрегат 4АН-700.

Проектирование процесса гидравлического разрыва пласта представляет собой достаточно сложную задачу, которая состоит из двух частей: расчет основных характеристик процесса и выбор необходимой техники для его осуществления; определение вида трещины и расчет ее размеров.
1. Необходимо определить вертикальную составляющую горного давления:
ргв=ρпgL10-6=2385,2*9,81*3700*0,000001=86,57 МПа
где ρп - плотность горных пород над продуктивным горизонтом, кг/м3, (ρп =2385,2 кг/м3).
2. Затем определяем горизонтальную составляющую горного давления:
рг=ргв ϑ/(1-ϑ)=86,57*0,3/(1-0,3)=37,1 МПа
где ϑ — коэффициент Пуассона горных пород (ϑ= 0,2 - 0,3).
В данных условиях предположительно образуются вертикальные или наклонные трещины.
3

. Определяем давление на забое Рзаб по формуле:
Рзаб/рг(рзабргг-1)3=5,25Е2Qμ(1-ϑ2)2ргг3=5,25*1010*0,012*0,2(1-0,32)237,13;
Рзаб=22,2МПа.
4. Определяем объемную концентрацию песка по формуле:
βп=Сп/ρп/(Сп/ρп+1)=275/2500/(275/2500+1)=0,099;
где ρп — плотность песка, кг/м3 (ρп = 2500 кг/м3 ), Сп - концентрация песка в 1 м3 жидкости, кг/м3 (Сп = 250 - 300 кг/м3 ).
5. Определяем плотность жидкости песконосителя:
ρжп= ρ'жп*(1-βп)+ρп*βп=930*(1-0,099)+2500*0,099=1085,6 кг/м3
где ρ'жп - плотность жидкости, используемой в качестве песконосителя, кг/м3.
6. Определяем вязкость жидкости с песком:
µжп=µ'жп*exp(3,18*βп)=0,2*exp(3,18*0,099)=0,27Па*с;
µ'жп — вязкость жидкости, используемой в качестве песконосителя.
7. Определяем число Рейнольдса:
Re=4Qρжп/(πdμжп)=4*0,012*1085,6/(3,14*0,076*0,27)=796,6;
8