Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270

воздействовать на обсадную колонну, цементный камень и горные породы, создавая в них каналы различной ориентации. Гидропескоструйный перфоратор закрепляется на нижнем конце колонны НКТ и спускается в скважину на заданную глубину. На поверхности используется специальное оборудование: устьевая арматура, насосные и пескосмесительные агрегаты и др. (подробно используемое при ГПП оборудование рассмотрено в разделе 5.6). Жидко-стно-песчаная смесь закачивается в НКТ насосным агрегатом под высоким давлением.

При фиксированном положении гидропескоструйного перфоратора в скважине в обсадной колонне и цементном камне образуются крупные отверстия, а в породе - грушеобразные каверны, форма которых представлена на рис. 1.11. Форма и размеры каверны зависят не только от прочности горной породы, но и от скорости жидкостно-песчаных струй; содержания в ней песка, его коли-

ДР,МПа

Рис. 1.12. Экспериментальные зависимости глубины образующихся при ГПП каналов (каверн) /(1, 2, 3) и расхода водо-песчаной смеси qiX, 2, 3) от перепада давлений ДР в насадках диаметром: 1,Г - 6 мм; 2,2 - 4,5 мм; 3,3 - 3 мм

чества и размеров песчинок; продолжительности воздействия и фильтруемости жидкости. В начальный момент времени каверна формируется достаточно эффективно; по мере расширения каверны скорость активной струи в каверне снижается, а возвратный поток жидкости тормозит активную струю дополнительно - эффективность формирования каверны резко снижается. Как правило, каверна заполнена песком.

Сотрудниками ВНИИнефти проведены стендовые исследования ГПП, которые устанавливают соотношения между некоторыми параметрами процесса, используемыми при проектировании таких обработок в скважинах. На рис. 1.12 представлены результаты этих исследований. По существу, формирование каверны происходит за счет турбулентной затопленной струи, бьющей в тупик.

1.10.1. СТРОЕНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА ТУРБУЛЕНТНЫХ ЗАТОПЛЕННЫХ СТРУЙ, БЬЮЩИХ В ТУПИК

Схема строения свободной затопленной турбулентной струи несжимаемой жидкости, вытекающей из насадки с круглым отверстием, приведена на рис. 1.13. При равномерном истечении жидкости по всему сечению насадки в начале струи толщина погранич-

Полюс струи

Начальный

Основной

Неподвижная жидкость

Поверхность пограничного слоя

Рис. I.I3. Схема затопленной свободной турбулентной струи круглого сечения

ного слоя равна нулю. Далее пограничный слой представляет собой расходящуюся поверхность, которая с внешней стороны соприкасается с неподвижной жидкостью, а с внутренней стороны - с ядром постоянных скоростей, где компонента скорости и равна начальной скорости истечения м,,. По мере удаления от сопла ядро постоянных скоростей сужается и наконец исчезает; пограничный слой распространяется до оси потока. При этом размывание струи сопровождается увеличением ее ширины и снижением скорости на ее оси. Сечение, в котором завершается ликвидация ядра, называется переходным. Участок струи между начальным и переходным сечениями называется начальным участком, а участок, следующий за переходным сечением, - основным. Точка пересечения внешних границ струи называется полюсом. Перейдем к рассмотрению турбулентных затопленных струй, бьющих в тупик.

Эпюра скоростей потока в тупике приведена на рис. 1.14 (половина продольного сечения канала диаметром 2Н). В канал с открытого конца втекает струя с начальным диаметром 2в, со ско-

Начальный участок

Рис. 1.14. Эпюры скоростей потока в тупике