Расчеты при циркуляции в скважине пены
Приведем формулы для расчета процесса циркуляции в скважине пенной системы по схеме обратной закачки.
Циркуляция пены происходит через башмак НКТ. Поэтому величину забойного давления следует определять по формуле (3.23). Для определения Рбаш можно воспользоваться одной из формул:
(3.29)
или
, (3.30)
где ρпв - плотность восходящего потока пены;
ρпн - плотность нисходящего потока пены;
Δртрв - потери давления на трение восходящего потока пены в колонне НКТ;
Δрколн - потери давления на трение нисходящего потока пены в затрубном пространстве.
Из формул (3.29) и (3.30) следует, что формула для определения давления нагнетания пены в затрубное пространство на устье скважины имеет вид:
. (3.31)
Для восходящего потока плотность пены определяется формулой:
. (3.32)
Плотность пены для нисходящего потока определяется формулой:
. (3.33)
Формула для определения истиной концентрации газа в восходящем потоке имеет вид:
, (3.34)
где Qж - объемный расход жидкости для приготовления пены;
Qг0 -объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям.
Истинная концентрация газа в нисходящем потоке определяется как
. (3.35)
Величину коэффициента гидравлического сопротивления при течении пены обычно не рассчитывают, а принимают равной 0,03. Тогда формула для определения потерь на трение при движении пены в затрубном пространстве запишется:
. (3.36)
Для восходящего потока пены в колонне НКТ потери давления на трение определяются:
. (3.37)
Скорость течения пены в кольцевом пространстве определяется как
. (3.38)
Для восходящего потока линейная скорость течения пены в колонне НКТ определяется как
, (3.39)
где Qп - расход пены.
Расход пены следует определять по формуле:
. (3.40)