Решение: Расчет нефтяной ванны для ликвидации прихвата (Вариант №8)

Ниже представлено решение задачи для варианта №8, оформленное для переписывания в тетрадь. Расчет нефтяной ванны для ликвидации прихвата (Вариант №8) Исходные данные: Глубина скважины: \( H = 2650 \) м. Длина неприхваченной части бурильной колонны (БК): \( L_{н.п.} = 2250 \) м. Диаметр долота: \( D_{д} = 190,5 \) мм = \( 0,1905 \) м. Наружный диаметр бурильных труб: \( D = 140 \) мм = \( 0,14 \) м. Толщина стенки труб: \( S = 8 \) мм = \( 0,008 \) м. Плотность бурового раствора: \( \rho_{б.р.} = 1,25 \) г/см³ = \( 1250 \) кг/м³. Плотность нефти: \( \rho_{н} = 0,8 \) г/см³ = \( 800 \) кг/м³. Коэффициент кавернозности: \( k = 1,1 \) (принимаем среднее значение). Высота столба нефти в трубах для подкачки: \( H_{2} = 200 \) м. Решение: 1. Определим внутренний диаметр бурильных труб \( d \): \[ d = D - 2 \cdot S = 140 - 2 \cdot 8 = 124 \text{ мм} = 0,124 \text{ м} \] 2. Определим расчетный диаметр скважины \( D_{скв} \): \[ D_{скв} = k \cdot D_{д} = 1,1 \cdot 0,1905 \approx 0,21 \text{ м} \] 3. Определим высоту подъема нефти в затрубном пространстве \( H_{1} \). Нефть должна быть выше места прихвата на \( 50-100 \) м. Примем запас \( 75 \) м: \[ H_{1} = H - L_{н.п.} + 75 = 2650 - 2250 + 75 = 475 \text{ м} \] 4. Определим необходимый объем нефти для ванны \( V_{н} \): \[ V_{н} = 0,785 \cdot (D_{скв}^{2} - D^{2}) \cdot H_{1} + 0,785 \cdot d^{2} \cdot H_{2} \] \[ V_{н} = 0,785 \cdot (0,21^{2} - 0,14^{2}) \cdot 475 + 0,785 \cdot 0,124^{2} \cdot 200 \] \[ V_{н} = 0,785 \cdot (0,0441 - 0,0196) \cdot 475 + 0,785 \cdot 0,015376 \cdot 200 \] \[ V_{н} = 0,785 \cdot 0,0245 \cdot 475 + 2,41 \approx 9,14 + 2,41 = 11,55 \text{ м}^{3} \] 5. Определим максимальное давление при закачке нефти \( p \): \[ p = p_{1} + p_{2} \] Где \( p_{1} \) — давление из-за разности плотностей: \[ p_{1} = \frac{H \cdot (\rho_{б.р.} - \rho_{н})}{100} = \frac{2650 \cdot (1,25 - 0,8)}{100} = \frac{2650 \cdot 0,45}{100} = 11,925 \text{ МПа} \] Где \( p_{2} \) — гидравлические потери: \[ p_{2} = 0,001 \cdot H + 8 = 0,001 \cdot 2650 + 8 = 2,65 + 8 = 10,65 \text{ МПа} \] Итоговое давление: \[ p = 11,925 + 10,65 = 22,575 \text{ МПа} \] 6. Определим возможную подачу насоса агрегата ЦА-300 (\( N = 120 \) кВт, \( \eta = 0,635 \)): \[ Q = \frac{10,2 \cdot \eta \cdot N}{p \cdot 10} = \frac{10,2 \cdot 0,635 \cdot 120}{22,575 \cdot 10} \approx \frac{777,24}{225,75} \approx 3,44 \text{ дм}^{3}/\text{с} \] 7. Определим количество бурового раствора для продавки нефти \( V_{б.р.} \): \[ V_{б.р.} = \frac{\pi \cdot d^{2}}{4} \cdot (H - H_{2}) = 0,785 \cdot 0,124^{2} \cdot (2650 - 200) \] \[ V_{б.р.} = 0,01207 \cdot 2450 \approx 29,57 \text{ м}^{3} \]