Основные формулы, необходимые для решения задачи.

Курсовая работа по дисциплине

«Подземная гидромеханика»

Тема работы: «Гидродинамический расчет совместной работы пласта и скважины».

 

Задание №2

 

 

Выполнил: ст. гр. ГП-09-1

Комаров Б.Н.

Руководитель: доц.

Сумбатова А.Р.

 

Москва

Содержание.

Введение. 3

Глава 1.Постановка задания. 4

1.1.Исходные данные. 4

1.2.Схема к гидродинамическому расчету совместной работы пласта и скважины. 5

Глава 2.Теоретическая часть. 6

2.2. Основные формулы, необходимые для решения задачи. 6

2.2.Расчет задачи в общем виде. 8

Глава 3. Расчетно-графическая часть. 9

Рекомендуемая литература. 10

Введение.

Подземная гидромеханика является теоретической основой разработки нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений.

Целями данной работы являются:

· закрепить теоретический материал курса «Подземная гидромеханика»;

· выполнить гидродинамический расчет совместной работы пласта и скважины

 

 

Глава 1.Постановка задания.

В однородном круглом пласте постоянной толщины эксплуатируется гидродинамически совершенная скважина на стационарном режиме. Подъем жидкости производиться по насосно-компрессорным трубам при закрытом сверху затрубном пространстве, где жидкость и газ находятся в гидростатическом равновесии. Требуется найти зависимость дебита скважины Q и затрубного давления P_з от диаметра лифта d.

 

Исходные данные.

Величина	Обозначение	Значение	СИ
Радиус контура питания	Rk	1 км
Толщина пласта	h	10м
Радиус скважины	rc	100мм
Шероховатость стенок труб		0,1 мм
Высота столба газа в затрубном пространстве до начала эксплуатации скважины	hro	180м
Проницаемость пласта	k	200 мД
Плотность жидкости	ж	850 кг/м3
Плотность газа при нормальных условиях	ro	1,5 кг/м3
Вязкость жидкости	ж	4 спз
Устьевое давление	Pу	5 ат
Показания манометра в затрубном пространстве до начала эксплуатации	Pзо	50 ат
Глубина скважины	H	2 км

 

1.2.Схема к гидродинамическому расчету совместной работы пласта и скважины.

 

Глава 2.Теоретическая часть.

Основные формулы, необходимые для решения задачи.

Распределение давления в газовой части определяется с помощью барометрической формулы:

где P_зо и _з0- давление и плотность на поверхности (на z₂), h_го – высота столба газа до начала эксплуатации.

Основная формула гидростатики:

Уравнение Бернулли для элементарной струйки тока вязкой несжимаемой жидкости при установившемся движении:

Уравнение Бернулли для потока вязкой жидкости:

где z₁, z₂- расстояния от плоскости сравнения до центра тяжести;

p₁, p₂ – давления в сечениях 1-1 и 2-2 соответственно;

u₁, u₂ – истинные скорости;

v₁, v₂ – средние скорости в этих сечениях;

– коэффициенты Кориолиса;

h_1-2 – потери напора на участке между выбранными сечениями.

Потери напора определяются по формуле:

где h_д – потери напора по длине; h_м – потери в местных сопротивлениях.

Потерями напора в местных сопротивлениях при решении задачи можно пренебречь.

Потери по длине определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:

где –коэффициент гидравлического сопротивления; l – длина трубы; d – ее диаметр; v – средняя скорость потока.

Коэффициент гидравлического сопротивления в общем случае является функцией числа Рейнольдса (Re) и относительной шероховатости стенок трубы и численно определяется в зависимости от области сопротивления.

, ,

Ламинарный режим (Re<Re_кр)

Число Рейнольдса:

Турбулентные режимы:

Зона гидравлически гладких труб

(Re_кр<Re< 10 )

Формула Блазиуса:

Зона смешанного трения (шероховатых труб)

(10 <Re< 500 )

Формула Альтшуля:

Квадратичная зона (вполне шероховатых труб)

(Re >500 )

Формула Шифринсона:

Формула Дюпюи для установившейся фильтрации в однородном пласте:

где h – толщина пласта;

p_k – давление на контуре питания;

p_c – давление на забое скважины;

– вязкость;

k – проницаемость пласта;

R_k – радиус контура питания;

r_c– радиус скважины.

При наличии зональной неоднородности:

где h – толщина пласта;

p_k – давление на контуре питания;

p_c–давление на забое скважины;

– вязкость;

k_i– проницаемость i-той зоны;

r_i–радиус i-той зоны.