Пример расчетов основных параметров ГРП.
Задача: Рассчитать давление и расход жидкости во время ГРП. Оценить возможность ГРП в скважине с использованием оборудования предприятия.
Пример расчета: Рассчитать ожидаемые давления и расход жидкости во время запланированного в скважине ГРП при следующих условиях: диаметр эксплуатационной колонны Дк=146 мм,толщина стенки эксплуатационной колонны, dк=10,0 мм; давление опрессовки эксплуатационной колонны ропр=21 МПа, глубина искусственного забоя Нз=2850 м; глубина, на которой размещены верхнее и нижнее отверстия перфорации, Нв.п.= 2744 м, Нн.п.=2847 м; толщина перфорированных пластов (без пропластков) hп=35 м., в том числе тех, которые подвергаются ГРП, h=12 м; пластовое давление рпл=26 МПа; пластовая температура Тпл=75°С; текущий дебит жидкости Qн=95 м3/сут; текущая обводненость W=0; приемистость агрегатом q0=250 м3/сут при давлении р0у=20 МПа.
Для проведения ГРП спустить в скважину НКТ группы прочности Е диаметром dт= 89 мм на глубину 2490 м якорь с пакером ПВН.
При ГРП применяют следующие жидкости: жидкость разрыва и продавливающую жидкость – водный раствор 0,2% неонола плотностью rж.р=1000 кг/м3; буферную жидкость и песконоситель – водный 0,4 %-ный раствор ПАА вязкостью mж.п=40 мПа×с и плотностью rж.р=1000 кг/м3.
Насосные агрегаты УН1-630х700А (4АН-700) обладают максимальным рабочим давлением 70 МПа, но и надежно работают только при давлении, не превышающем 60 МПа.
Решение.
Определим среднюю глубину интервала перфорации:
2. Рассчитаем давление на забое р0 во время испытания скважины на приемистость при давлении на устье р0у. Таккак для этого применяют маловязкую жидкость (водный раствор ПАВ на устье) с небольшим расходом ( 
м3/сут), то гидравлические потери незначительны приблизительно Dрзатр=0,02 МПа/100 м в 89-мм НКТ:
р0=20+10-5×2578×1000 - 0,01×2500×0,02=45,28 МПа.
3. Находим начальный коэффициент приемистости скважин для известных значений q0 и p0:
4. Рассчитаем ожидаемое давление на забое во время ГРП при четырехкратном увеличении приемистости. Для этого в начале рассчитаем
45,3+4×12,2/7,2=52,0 МПа
Ожидаемое максимальное давление во время ГРП:
МПа
5. Определим ожидаемый максимальный расход жидкости для ГРП приняв Aq=6,7 для жидкости вязкостью mж.п=40 мПа× с:
qм=6,7×12,2(55,12-24,8)=2478»2500 м3/сут.
6. рассчитаем давление в устье скважины (на насосных агрегатах) во время нагнетания в пласты жидкости разрыва по уравнению:
рр.у=рр.м - ргст + рпот
где рр.м – максимальное давление на забое, достигнутое при ГРП, МПа
ргст – давление гидростатического столба жидкости, МПа
рпот – потери давления во время нагнетания жидкости, МПа
гидравличекие потери состоят из потерь в 89-мм трубах и потерь в 146-мм колонне. Рассчитаем их для турбулентного режима:
в трубах
МПа;
В обсадной колонне
Следовательно гидравлические потери
рпот = рпот.т + рпот.к =7,67+0,09=7,76 МПа.
7. сравнивая затраты на 100 м длины НКТ и колонны, а именно, 0,307 и 0,03 МПа/100 м, видим, что последние в десять раз меньше, поэтому в приближенных расчетах давления во время ГРП их можно не учитывать. Но мы производим точный расчет:
Таким образом:
8. Определим давление во время нагнетания в пласт буферной жидкости. Для этого вначале рассчитаем гидравлические потери в НКТ и колонне по тем же формулам, как и во время нагнетания жидкости разрыва.
Анализируя расчеты п. 7 видим, что гидропотери во время нагнетания вязкой жидкости с б.ж=40 мПас и ж.р = 1000 кг/м3 будут больше, чем при нагнетании воды, так как (б.ж)0,25=400,25=2,515.
Следовательно, потери в НКТ будут увеличены в 2,515 раз, а именно:
Ожидаемое давление на устье во время нагнетания буферной жидкости
9. Давлениево время нагнетания жидкости-песконосителя определяем с учетом влияния песка на гидравлические потери.
Для этого рассчитываем плотность и условную вязкость смеси жидкости с песком.
Плотность смеси:
где Сп = 90 кг/м3 – концентрация песка в жидкости; б.ж – плотность буферной жидкости; ж.р - плотность жидкости-песконосителя, кг/м3; п – плотность песка, кг/м3
Следовательно,
см = 90/(90+2550) × (2550 - 1550) +1000 = 0,0341550+100=1053 кг/м3.
Условна вязкость смеси:
Определим множитель увеличения гидропотери (расхода)
Следовательно, потери давления в трубах и колонне
рпот = 250,3072,584+30,032,584 = 19,83+0,23 = 20,06 МПа.
Ожидаемое давление на устье во время закрепления трещин песком
Рж.п.у = 57,8 – 28 + 20,06 = 49,9 МПа.
Таким образом, сравнивая максимальные ожидаемые давления на всех этапах ГРП (рж.р.у = 37,6 МПа; рб.ж.у = 49,3 МПа и рж.п.у = 49,9 МПа), видим, что они меньше практически возможных для применяемых насосных агрегатов УН1-630×70А (4АН-700) давлений на 60 МПа. Поэтому ГРП в скважине имеющимися техническими средствами предприятия возможен.