Гидравлический расчет прямой и обратной промывки скважин.

Гидравлический расчет промывки скважин

     Различают два способа промывки скважин: прямую и обратную промывку.

     При прямой промывке жидкость нагнетается внутрь колонны промывочных труб, а подъем жидкости с размытым песком осуществляется по затрубному пространству. Прямая промывка применяется при  наличии небольших и трудно размываемых пробок. Для размыва «крепких» пробок  на колонне НКТ устанавливают фрезеры.

     В случае обратной промывке наоборот закачка жидкости идет по затрубному пространству, а подъем жидкости с песком по НКТ. Обратная промывка применяется при больших размерах пробки. Если промывка проводится с помощью дополнительной колонны, спускаемой внутрь колонны НКТ, то у промывочных труб муфты предварительно обтачиваются для их пропускания через нижний конец колонны НКТ. Количество растачиваемых муфт определяется расчетом с учетом толщины предполагаемой пробки.

Промывку начинают не доходя 10…15м до пробки, и, создав циркуляцию, опускают трубы до пробки и начинают промывку.

     Выбор типа промывочной жидкости оп-ределяется следующими факторами:

•      обеспечение выноса размытой части пробки на поверхность;

•      необходимостью уравновешивания пластового давления во избежание поглощения пластом промывочной жидкости и притока в скважину пластовых флюидов.

     В качестве промывочных жидкостей применяют: пластовые и сточные воды, пресные воды и дегазированную нефть.

    Для обеспечения выноса песка с забоя скважины скорость восходящего потока жидкости должна быть больше скорости оседания твердых частиц в жидкости (в состоянии покоя). При этом расчеты ведутся относительно частиц песка наибольшего диаметра.

Скорость подъема размытого песка будет

,

где υп – скорость подъема частичек песка; υв – скорость восходящего потока жидкости; w - средняя скорость свободного падения частиц песка в жидкости.

Время, необходимое на подъем размытой песчаной пробки (Т)  на поверхность с глубины «Н» будет

.

Прямая промывка. Потери напора в промывочных трубах определяются:

                                                                                                   ,

где h1 – потери напора; d1 – соответственно внутренний диаметр ОК и наружный диаметр промывочных труб; vн – скорость низходящего потока жидкости в кольцевом пространстве; l - коэффициент трения.

Потери напора при движении жидкости с песком в затрубном пространстве будут

где h2 – потери напора; D – внутренний диаметр ОК; vв – скорость восходящего потока жидкости; j - коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора из-за наличия в составе жидкости песка (j = 1,12…1,20).

Затем определяют напор, необходимый для уравновешивания разности плотностей жидкости в промывочных трубах и затрубном пространстве (h3):

где m – объем пустот между отдельными частицами песка, занимаемый жидкостью (m=0,3…0,45); F – площадь сечения  ОК; l – высота промытой пробки по длине одной трубы;  f – площадь сечения кольцевого пространства.

Кроме основных напоров h1, h2, h3 , учитываются потери напора на преодоление сопротивлений в промывочном вертлюге (h4) и шланге (h5).

Общий потерянный напор при прямой промывке составит

                                                     h=h1+h2+h3+h4+h5.

Обратная промывка. Потери напора при движении жидкости в кольцевом пространстве будет

Потери напора при движении жидкости с песком в промывочных трубах составят

                                                                                            ,

где d – внутренний диаметр промывочных труб. И, соответственно, напор для уравновешивания разности плотностей жидкостей в промывочных трубах и затрубном пространстве будет таким же, как и для случая прямой промывки

Общий потерянный напор в метрах столба жидкости при этом будет

    h = h1+h2+h3+h4+h5.

h4, h5 – давление в вертлюге и шланге