курсач(10)
.docxРоссийский государственный университет нефти и газа им.
И. М. Губкина.
Кафедра нефтяной и подземной гидромеханики.
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
2012
Содержание.
Содержание. 2
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
Заключение. 10
Рекомендуемая литература. 11
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.
1.1.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.
2.2. 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.
2.2.Расчет задачи в общем виде.
Глава 3. Расчетно-графическая часть.
Заключение.
Рекомендуемая литература.
-
Подземная гидравлика / Басниев К.С. и др. М., «Недра» 1986.
-
Альтшуль А.Д., Киселев П.Г Гидравлика и аэродинамика, М., Стройиздат, 1975.
-
Курбанов А.К., Епишин В.Д. Методические рекомендации к выполнению курсовых работ по курсу «нефтегазовая и подземная гидромеханика». Уч. Пособие. М., МИНГ, 1987.
-
Справочное руководство по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений. Добыча нефти. / М., «Недра», 1983.
-
Басниев К.С., Кочина И.Н., Максимов В.М. М. Подземная гидромеханика. «Недра», 1993.