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

Некоторыми зарубежными фирмами созданы комплексы поверхностного оборудования для проведения работ по гравийной обсыпке. Комплексы поверхностного оборудования смонтированы на базе тяжелых автомобилей и включают:

смесительный блок для приготовления гравийной смеси;

насос высокого давления для закачки гравийной смеси в скважину;

бункера для гравия;

бункер для жидкости-носителя;

вспомогательный насос для приготовления смеси и подачи жидкости-носителя в смесительный блок;

систему транспортеров для загрузки бункеров гравием и их разгрузки в смесительный блок;

контрольно-измерительную аппаратуру.

Поверхностное оборудование для проведения работ по гравийной засыпке сложнее и дороже цементировочного и другого оборудования, используемого на скважинах. Несмотря на это разработано много модификаций различных агрегатов, что свидетельствует о важности этапа подготовки гравийной смеси на поверхности и ее закачки в скважину в общем цикле строительства. В нашей стране комплексы поверхностного оборудования для приготовления гравийной смеси и ее подачи в скважину на единой транспортной базе не разработаны.

8.4. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ГРАВИЙНОГО ФИЛЬТРА

8.4.1. ФРАКЦИОНИРОВАНИЕ ГРАВИЯ В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕНИИ

ФИЛЬТРА

Размер частиц гравийных фильтров в поперечном сечении плавно уменьшается от каркаса в направлении водоносного пласта. Такие фильтры характеризуются повышенной суффозионной устойчивостью и минимальным гидравлическим сопротивлением. В практике создания фильтров в экспериментальных объемах использовали многослойные гравийные фильтры, которые являются самой упрощенной моделью фильтра с плавным изменением размера частиц в поперечном сечении. Фильтры с постепенным уменьшением диаметра гравийных частиц от каркаса в направлении пласта (ФПУ) не нашли практического применения из-за отсутствия разработанной методики фракционирования частиц при закачке, технологии намыва гравия и соответствующих технических средств.

Автором разработаны теоретические основы фракционирования частиц в скважине, проведен комплекс экспериментальных исследований и предложена технология намыва гравийного фильтра типа ФПУ и соответствующие технические средства. Разделение частиц гравия по фракциям в поперечном сечении потока и затем фильтра, при котором наиболее крупные фракции откладываются у каркаса, а наиболее мелкие - у стенок скважины, происходит при создании в кольцевом пространстве градиента давления или после прохождения смесью специальных устройств - отклонителей. Автор считает необходимым привести ниже теоретические основы разделения частиц в поле градиента давления и после прохождения отклонителей.

Намыв фильтра в поле градиента давления

Предположим, что в поперечном сечении кольцевого пространства скважины в зоне фильтра существует некоторый градиент давления, причем давление постепенно убывает от стенок скважины к поверхности фильтра-каркаса.

На частицу гравия, движущуюся в потоке и попадающую в зону влияния градиента давления, будет действовать сила смещающая ее к поверхности фильтра-каркаса.

f„ = ф grad pdS = nd grad p, (8.76)

где д - сила градиента давления; d - характерный размер частицы гравия; grad p - градиент давления в кольцевом пространстве скважины; S - площадь поверхности частицы.

В процессе смещения частицы к фильтру-каркасу возникает сила сопротивления пытающаяся замедлить такое перемещение

Fc =vpd2 0, (8.77)

где Ц1 - коэффициент сопротивления обтеканию частицы гравия; p - плотность жидкости-носителя; vx - скорость частицы гравия в поперечном сечении потока в направлении фильтровой колонны, т.е. в направлении оси х

Запишем дифференциальное уравнение движения частицы гравия в поле градиента давления

md = F, - =ndgradp - ypdvl, (8.78)

где m - масса частицы гравия; х- расстояние, проходимое час-

тицей в поперечном сечении потока в направлении к фильтровой колонне, т.е. в направлении оси х, под влиянием силы градиента давления; t - время.

Разделим (8.78) на массу частицы m и получим

dx 6grad p 6ц1 2 6

Введем обозначения

grad р nd v 2

(8.79)

nd grad р

(8.80)

(8.81)

Перепишем уравнения (8.79) с учетом равенств (8.80) и (8.81) в следующем виде:

(8.82)

Разделяя переменные, получаем

b v1

adt.

(8.83)

Интегрируя выражение (8.83), получаем

-,=1-V at + c1. 2-Ibvx -Jb

(8.84)

Определим постоянную интегрирования с1, подставив в равенство (8.84) начальные условия x = 0; t = 0; vx = 0:

с1 ln1 0; с1 0. 1 24b

Преобразуем уравнение (8.84)

ln iJ Vbat; vx у1 b

(8.85)

(8.86)

24bat.

(8.87)