采油课程设计复习总结
- 格式：doc
- 大小：98.34 KB
- 文档页数：7
1工作液类型选择(已知)及计算配制酸液量、添加剂用量。
前置液：缓速盐酸（清水+15%HCl+3.5%SAN-122+2.5%OPZ-3+2.5%LHH-3+2.5%NH4Cl ） 处理液：缓速土酸（清水+12%HCl+3%HF+3.5%SAN-122+2.5%OPZ-3+2.5%LHH-3 +2.5%NH4Cl ）后置液：缓速盐酸（清水+15%HCl+3.5%SAN-122+2.5%OPZ-3+2.5%LHH-3+2.5%NH4Cl ） 顶替液：防膨剂（清水+3%NH4Cl+1.5%OPZ-3）防膨液作为顶替液使用。
添加剂中NH4Cl(粘土稳定剂)为固体，SAN-122为缓蚀剂，OPZ-3为表面活性剂，LHH-3铁离子稳定剂 按照处理液：盐酸约1：1的比例设计 建议缓速盐酸(前置液和后置液)用量：0.8m3/m 建议处理液缓速土酸(处理液)用量：0.8m3/m计算处理液用量：V=0.8*H=0.8*64.5=51.6m ³（H 为射孔段厚度）前置液用量=后置液用量=处理液用量/2=25.8m ³顶替液用量V 顶 = πr2(H+30) = 3.14159*（0.071/2）^2*(4122.5+30) = 16.44m3 （r 为平均油管半径，H 为井筒深度，30为余留量） 酸液的配制：（1）前置液 后置液（缓速盐酸的配制）由盐酸浓度（31%）可确定该盐酸密度为：1155kg/m3 ，取酸液密度为：1075kg/m3，可按下式计算出配置该盐酸溶液所需的商品盐酸用量：221211CVVC =γγ式中 V1 , V2————商品酸和需配置的盐酸的体积，m3； γ1 , γ2————商品酸和需配置的盐酸的密度，kg/m3； C1，C2————商品酸和需配置的盐酸的浓度，%。
所以可得： V1 = 1075 * 15% / (1155 * 31%) * 51.6 = 23.24 m3 配置烯酸夜所需的清水量为： V 清水 = V2 - V1 - V3式中 V 清水————清水体积，m3;V3————除商品酸和清水外加入酸液中的各种添加剂的总体积，m3。
其中 V3 = 51.6 * 8.5% = 4.39 m3所以 V 清水 = 51.6 – 23.24 – 4.39 = 23.97 m3 （2）处理液的配制（缓速土酸）用量的确定缓速土酸的用量和配方确定后，所需商品酸的用量，可有下列公式进行确定：1111m mC V V C '=γγ ，2222m mC VV C '=γγ式中 V1——所需商品盐酸的体积，m3；C1—商品盐酸的质量分数，%；C'1—土酸中商品盐酸的质量分数，%；γ1—商品盐酸的密度，kg/m3；Vm —土酸体积，m3；V2—所需商品氢氟酸的体积，m3；C2—商品氢氟酸的质量分数，%；C'2—土酸中氢氟酸的质量分数，%；γ2—商品氢氟酸的密度，kg/m3；γm —土酸密度，kg/m3。
所需商品盐酸的用量：V1 = 1066 * 12/(1155 * 31) * 51.6 = 20.28 m3所需商品氢氟酸的用量：V2 = 1066 * 3/ (1128 * 40) * 51.6 = 3.56 m3配置土酸所需清水量为：V清水= Vm - V1 - V2 - V3V清水—清水体积，m3；V3—除商品酸和清水外假如酸液中的各种添加剂的总体积，m3。
其中V3 = 51.6 * 8.5% = 4.39 m3所以V清水= 51.6 -20.28-3.56-4.39=23.37m3液体添加剂用量液体添加剂用量按下式确定；V添= V酸Y添式中V添—添加剂用量，m3；V酸—施工所用的酸液总体积。
m3；Y添—酸液中加入的添加剂的体积分数，%。
所以在缓速盐酸中：V添= 51.6 * 8.5% = 4.39 m3在缓速土酸中：V添= 51.6 * 8.5% = 4.39 m3固体添加剂用量对于固体添加剂，若用量少，一般不考虑加入酸液后酸液总体积的变化，则:W添= V酸γ酸X添式中W添—添加剂的用量，kg；V酸—施工所用的酸液总体积，m3；X添—添加剂的质量分数，%；γ酸—酸液密度，kg/m3。
所以在缓速盐酸中：W添= 51.6 * 1075 * 2.5% = 1386.75kg在缓速氢氟酸中：W添= 51.6 * 1066 * 2.5% = 1375.14kg2、酸化工艺、方式选择及施工参数设计计算酸化工艺的确定主要包括选择适当的酸液配方、注酸顺序和酸化方式。
由酸液体系选择确定了酸液配方。
注酸顺序：前置液、处理液、后置夜、顶替液。
注酸方式：封隔器分层酸化。
注入方式：油管带封隔器注入。
施工时混注液氮，液氮排量90Sm3/min。
井口施工压力计算(☆)基质酸化是在低于地层破裂压力的条件下将酸液注入地层。
因此，注酸压力应为在地狱破裂压力下计算的井口压力，在破裂压力条件下计算的井口施工压力应是施工的最大井口压力。
因为是尾管射孔，即套管射孔井：pmax = pF - pH + ph + pper式中pmax—井口最大施工压力，MPa;ph—井筒静液柱压力，MPa;pH—酸液在油管内流动摩阻，MPa;pper—射孔孔眼摩阻，MPa;pF—油层破裂压力，MPa;（1）破裂压力计算油层破裂压力：pF = αF · H（F—地层破裂压力梯度，MPa/m；H—酸化地层中部深度，m）已知F＝0.022 MPa/m）H =(4014+4122.5)/2= 4068.25 m所以得油层破裂压力：pF = 0.022 * 4068.25 =89.5MPa（2）酸液在井筒中的沿程摩阻计算沿程摩阻包括酸液在井筒中和地面管线中的流动根据流体力学理论，可得：2L6ft102Lp fDρυ-=式中f—酸液摩阻系数，无量纲；L—计算管长，m；D—酸液流过的圆管直径，m；ρL—酸液密度，kg/m3；υ—酸液在圆管中的流速，m/s。
因为酸液在井筒流动为紊流，雷诺数Re = 2500，f = 0.079/Re0.25 = 0.0112L = 4122.5 m D = (0.076*2500+0.062*1622.5)/4122.5 = 0.0705 m ρL = 1075 kg/m3 υ = 4Q/(πD2) = 4*2.2/60/(3.14159*0.0705^2) = 9.40 m/s pft = 10-6 *0.0427*4122.5*1075*9.40^2/0.0705/2 = 31.1 MPa（3）射孔孔眼摩阻的计算美国AMMOCO采油公司公式：L4per22p p1.7910Q pN Dρ-=⨯式中pper—射孔孔眼摩阻，MPa；ρL—酸液密度，kg/m3；Q—施工排量，m3/min；Dp—射孔孔眼直径，m；Np—有效孔数。
pper = 1.79*10-4*1075*2.2/(10322*122*10-6) = 2.76*10 -3 MPa（4）静液柱压力静液柱压力为：6H L10p H gρ-=所以静液柱压力为：pH = 10-6*1075*4068.25*9.8 = 42.86 MPa综上，可确定井口最大施工压力：pmax= 89.5-42.86+31.1+2.76*10 -3 = 77.74 Mpa为了不压破地层，建议取施工井口最高限压略小于或等于最大井口施工压力故p=77.74MPa最大排量及实际施工排量的确定考虑张家坪储存存在微裂缝，因此，适当提高施工排量，假设施工排量按如下给出(忽略公式计算)：须二下段：高挤时排量2.2m3/min，低替时排量小于0.5m3/min。
所以确定实际施工排量为2.2m3/min。
最大排量计算由于实际施工以最大施工排量为依据，按经验确定，一般实际施工排量按下式计算：Q = 0.9 Qmax所以可确定Qmax = 2.2/0.9 =2.44 m3/min压裂设备参数确定施工功率按下式计算：W = 16.67 pmax Qmax式中W—压裂所需功率，kW；pmax—地面最大泵压，MPa；Qmax—最大排量，m3/min。
取高压管汇试压高于最大施工压力6MPa；低压管汇试压取0.4MPapmax = 77.74 +6 = 83.74 MPa Qmax = 2.44 m3/minW = 16.67*83.74*2.44 = 3406.1 kW压裂车数，本设计使用BL1600型压裂车，其单车功率Hη = 1193 kW，机械功率η = 0.75，则所需压裂车台数为：N1 = W/(η Hη) + (1～2) = 3406.1/0.75/1193 + (1～2) =3.8+ (1～2)该压裂车单车排量q = 0.688 m3/min，则需压裂车台数为：N2 = Qmax/q + (1～2) = 2.44/0.688 + (1～2) = 3.65 + (1～2)在允许的情况下的，取上述两者的较大值，即所需压裂车台数为6台。
3、计算注完酸液时的井筒温度数据(用解析模型)，列出数据表并绘制井筒温度分布曲线(不计算注酸时地层温度)。
井筒温度计算模型：井筒温度分布计算有数值模拟法和解析法。
解析法计算井筒温度分布相对简便，采用如下公式可预测在不同注夜时刻和不同深度处的井筒温度：b HH b H b s b (,)exp()Z Z T Z t T Z Z T T ωωA ωA A=- +(- )- + (- + )L T T ()c []2ti ti t W r u f r u λ A πλ+ =，L W Q ρ=23()0.313330.060.006667lg lg (lg )(lg )t f y y y =- +2ti0.0148387/y t d ∙=式中 T(Z H , t)—任意深度ZH 处，t 时刻的井筒内温度，℃；ω—地温梯度，℃/m ；T s —注入夜地面温度，℃；T b —恒温点温度，℃；Z b —恒温点深度，℃；Z H —井筒内任意点深度，m ；c L —酸液比热容，kcal/(kg·℃)；λ—地层导热系数，kcal/(kg·min·℃)；u T —总导热系数，kcal/(kg·min·℃)；K hs —钢材导热系数，kcal/(kg·min·℃)；K han —环空液导热系数，kcal/(kg·min·℃)；ρL —井筒酸液密度，kg/m 3；d ti —油管外径，m ；r ti —油管内径，m ；Q —施工排量，m 3/min ；井筒在0～2500m 段：d ti = 0.0889m r ti = 0.076m 在2500～4122.5m 段：d ti = 0.073m r ti = 0.062m 求得平均值 d ti =0.08264m r ti = 0.07048m计算思路：油管由不同直径的两段组成，先计算其平均内径r ti 和平均外径d ti ，公式中各物理量中，除T ,t,,Z H 外，其余量已知或可推到出来，而注酸时间t 用处理液用量/施工排量得到（t=V 处/Q=1407s ），推出无因次时间t D =760，带入不同的Z H 可得到不同的T，列表作图4、计算注完酸液时的无量纲酸浓度和无量纲矿物浓度(用解析模型)，列出数据表并绘制无量纲径向距离与无量纲酸浓度和无量纲矿物浓度的关系曲线。
