Расчет потерь давления для случая вязкопластичной жидкости
Расчет потерь давления для случая вязкопластичной жидкости можно выполнить так. Здесь также движение происходит в кольцевом и круглом сечениях, при ламинарном (структурном) или турбулентном режимах течения. В случае вязкопластичной жидкости расчеты для ламинарного течения связаны с определением параметров Рейнольдса, Сен-Венана-Илюшина, Хедстрема, а также связаны еще с использованием специальных графиков. Для турбулентного режима течения вязкопластичной (неньютоновской) жидкости расчет ведется по довольно простой формуле:
. (3.22)
Если для ламинарного режима делать расчеты по формуле (3.22), то получится некоторое завышение (перестраховка) полученной величины потерь давления на трение, а также значительное упрощение расчетов. То и другое, как правило, полезно в оценочных расчетах.
В какой-то момент закачки граница раздела жидкостей в колонне НКТ между ее башмаком и устьем скважины примет такое положение, что давление на забое может стать меньше давления в пласте. С этого момента может начаться приток из пласта в скважину. Из схемы на рис. 3.8. следует, что формула для определения забойного давления имеет вид:
, (3.23)
где Нскв – глубина скважины.
По формулам (3.12) и (3.23) следует сделать расчеты и построить график в координатах Рзаб – h / Hбаш или Рзаб – h. Если в интервале изменения h от башмака НКТ до устья скважины забойное давление не станет меньше пластового давления, то для вызова притока следует взять рабочий агент еще меньшей плотности или применить другой способ вызова притока из пласта в скважину.
Для момента, когда забойное давление сравнивается с пластовым, нужно определить объем закачанной в скважину жидкости и продолжительность закачки.
Количество закачанной в скважину жидкости (Vнаг) определяется как сумма объема затрубного пространства и объема, занимаемого нагнетаемой жидкостью в НКТ:
(3.24)
где Lбаш - длина колонны НКТ;
Lh - длина верхней части НКТ, занятой скважинной жидкостью;
α - средний зенитный угол кривизны скважины;
Продолжительность закачки (tнаг) определяется по формуле:
, (3.25)
где qн – производительность насосного агрегата.
Очевидно, что между производительностью насосного агрегата, продолжительностью закачки и положением границы раздела между нагнетаемой и скважинной жидкостями имеется связь. Действительно, из формул (3.24) и (3.25) следует, что
. (3.26)
Теперь, если в формулу (3.12) вместо h подставить правую часть формулы (3.26), то по формуле (3.23) можно будет построить график изменения забойного давления от времени (график в координатах Рзаб – tнаг). Если сделать такую же подстановку в формулу (3.13), то можно будет построить график изменения давления нагнетания от времени (график в координатах Рнаг – tнаг).
Аналогичным образом можно сделать расчет по схеме прямой закачки с целью вызова притока из пласта в скважину способом замены скважинной жидкости на жидкость (агент) меньшей плотности.