Решение задачи по нефтянке (Вариант 4)

Для решения задачи по вызову притока из пласта методом замещения жидкости выберем данные для варианта №4 из представленной таблицы. Исходные данные для варианта 4: Плотность бурового раствора \(\rho_p = 1300\) кг/м\(^3\); Плотность воды \(\rho_в = 1000\) кг/м\(^3\); Глубина спуска НКТ \(H_т = 1350\) м; Глубина скважины \(H = 1360\) м; Потери давления в трубах \(\Delta P_т = 1.35\) МПа; Потери давления в затрубе \(\Delta P_{кп} = 0.75\) МПа; Внутренний диаметр эксплуатационной колонны \(D_{эв} = 150\) мм = 0.15 м; Наружный диаметр НКТ \(d_н = 89\) мм = 0.089 м; Внутренний диаметр НКТ \(d_в = 76\) мм = 0.076 м; Пластовое давление \(P_{пл} = 17.68\) МПа; Ускорение свободного падения \(g \approx 9.81\) м/с\(^2\). Задача 1. Расчет максимального давления на устье. Используем формулу (2.1.1): \[ P_{уст} = (\rho_p - \rho_в) \cdot g \cdot H_т + \Delta P_т + \Delta P_{кп} \] Переведем плотности и глубину в СИ, а потери давления оставим в МПа для удобства (или переведем все в Па). Переведем первое слагаемое в МПа, разделив на \(10^6\): \[ P_{уст} = \frac{(1300 - 1000) \cdot 9.81 \cdot 1350}{10^6} + 1.35 + 0.75 \] \[ P_{уст} = \frac{300 \cdot 9.81 \cdot 1350}{10^6} + 2.1 \] \[ P_{уст} = 3.973 + 2.1 = 6.073 \text{ МПа} \] Задача 2. Определение объема закачиваемой жидкости. 1. Рассчитаем площади сечений: Площадь сечения внутренней полости НКТ (\(S_т\)): \[ S_т = \frac{\pi \cdot d_в^2}{4} = \frac{3.14 \cdot 0.076^2}{4} \approx 0.004534 \text{ м}^2 \] Площадь сечения межтрубного пространства (\(S_{кп}\)): \[ S_{кп} = \frac{\pi \cdot (D_{эв}^2 - d_н^2)}{4} = \frac{3.14 \cdot (0.15^2 - 0.089^2)}{4} \approx 0.011445 \text{ м}^2 \] 2. Рассчитаем необходимый объем по формуле (2.2.1): \[ V_в = S_{кп} \cdot H_т + S_т \cdot \left[ \frac{(P_{пл} - \Delta P_{кп} - \Delta P_т) / g - H \cdot \rho_p}{\rho_в - \rho_p} \right] \] Сначала вычислим выражение в скобках (высоту столба воды в НКТ): Переведем давления в Па: \(P_{пл} = 17.68 \cdot 10^6\) Па, \(\Delta P = 2.1 \cdot 10^6\) Па. \[ h_в = \frac{(17.68 \cdot 10^6 - 2.1 \cdot 10^6) / 9.81 - 1360 \cdot 1300}{1000 - 1300} \] \[ h_в = \frac{1588175 - 1768000}{-300} = \frac{-179825}{-300} \approx 599.4 \text{ м} \] Теперь находим общий объем: \[ V_в = 0.011445 \cdot 1350 + 0.004534 \cdot 599.4 \] \[ V_в = 15.45 + 2.72 = 18.17 \text{ м}^3 \] Ответ: Максимальное давление на устье \(P_{уст} = 6.073\) МПа. Необходимый объем жидкости \(V_в = 18.17\) м\(^3\).