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 Pз 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 | ρж | 850 кг/м3 | |
| Плотность газа при нормальных условиях | ρro | 1,5 кг/м3 | |
| Вязкость жидкости | μж | 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 Pзо и ρз0- давление и плотность на поверхности (на z2), hго – 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;
h1-2 – потери напора на участке между выбранными сечениями.
Потери напора определяются по формуле:
где hд – потери напора по длине; hм – потери в местных сопротивлениях.
Потерями напора в местных сопротивлениях при решении задачи можно пренебречь.
Потери по длине определяются по формуле Дарси-Вейсбаха:
где λ –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<Reкр)
Число Рейнольдса:
Турбулентные режимы:
Зона гидравлически гладких труб
(Reкр<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;
pk – давление на контуре питания;
pc – давление на забое скважины;
μ – вязкость;
k – проницаемость пласта;
Rk – радиус контура питания;
rc– радиус скважины.
При наличии зональной неоднородности:
где h – толщина пласта;
pk – давление на контуре питания;
pc–давление на забое скважины;
μ – вязкость;
ki– проницаемость i-той зоны;
ri–радиус i-той зоны.