Основные расчетные зависимости и блок-схема последовательности расчета

Расчетные зависимости по каждой из трех задач получены в двух вариантах:

для малопротяженных систем (1);

для протяженных систем (2).

Малопротяженные системы. Определение рнаг и М.

Элемент 1. Для условий достаточно длительной и постоянной закачки с необходимой точностью можно использовать уравнение Дюпюи для нагнетательных скважин:

рзаб = рпл + М* м / К* мпл где м, мпл-вязкocть нагнетаемой и пластовой жидкости соответственно, Па с.

Элемент 2. Давление потока на выходе из НКТ определяется по формуле:

рнкт = рзаб — ?gLзаб + 0,81?обсМ2Lзаб /?D5обс (3.1).

где g — ускорение свободного падения, м/с2; ?- плотность нагнетаемой жидкости, кг/мЗ; лобс — коэффициент гидравлического сопротивления забойного участка, величина которого зависит главным образом от вязкости среды, а также от скорости потока, диаметра и шероховатости труб.

Элемент 6. Давление потока на устье скважины определяется по формуле:

руст = рнкт — ?gL + 0,81?М2L /?D5тр (3.2).

где л — коэффициент гидравлического сопротивления НКТ.

Элемент 7. Давление в начале наземного участка определяется по формуле:

рнаг = руст + g?(zскв — zагр) + 0,81?трМ2Lтр / ?D5 (3.3).

где ?тр — коэффициент гидравлического сопротивления наземного участка трубопровода.

При определении лобс, л, лтр, коэффициент шероховатости Кш можно принять одинаковым.

Элемент 8. Характеристика силовой группы (агрегата) зависит в основном от типа используемых насосов. Давление, развиваемое насосом, определяется по формуле:

рраз.наг = рвс + gH0? + gH1М + gH2 (М2 / ?) (3.4).

где рвс — давление на всасывающей линии, Па; Н0, Н1 Н2 — параметры основной характеристики насоса напор — объемная подача (H=H0+H1Q+Н2Q2), размерности которых соответственно м, с/м2, с2/м5; эти параметры зависят от вязкости перекачиваемой жидкости.

Обобщенную зависимость для решения задачи 1 получают совместным решением уравнений (2.3)-(2.7) в предположении рнаг = рраз.наг.

pпл — рвс — (Lзаб + L — zскв + zагр + Н0) g? + 1 / K? пл + (???gH1)М) + 0,81 М² /? ??обсLзаб/D5обс + ?трLтр/D5тр — 1,23gH2) = 0 (3.5).

Вязкость в этом уравнении равна вязкости жидкости при средней температуре в системе закачки. Среднюю температуру можно подсчитать, например, по следующей формуле:

Тср = (То.с + Тн. с + Тпл)/3.

Где-То.с — температура окружающей трубопровод среды (грунта или атмосферы); Тн. с — температура нейтрального слоя; Тпл — пластовая температура. Таким образом, решив уравнение (3.5) для вычисленного значения вязкости м, находят темп закачки (массового расхода) рабочей жидкости М. По известному М из уравнения (3.4) или (3.3) находят соответствующее значение рнаг. Найденные таким образом М и рнаг характеризуют рабочий режим силовой группы и заданной системы в целом.

Определение рнаг (задача 2). Величина рнаг определяется по формуле:

рнаг = рпл +(??/??плК) М — gH0?(Lзаб + L — zскв + zагр) +0,81 М2/? ?обсLзаб/D5 +?трLтр/D5тр). (3.6)