Определение потерь давления в нкт Ppipe

Потери давления на трение в НКТ при закачке рабочей жидкости оказывает влияние на устьевое рабочее давление. Потери давления на трение в НКТ являются функцией:

• типа жидкости

• концентрации гелеобразующих агентов (или понизителя трения)

• скорости закачки

• диаметра НКТ

Так как эти параметры значительно меняются от операции к операции, как правило, производят расчеты характерных величин потерь давления на трение в НКТ с использованием опытных данных сервисных компаний. Данные о потерях давлений для различных типов жидкостей, размеров НКТ и скоростей закачки имеются в наличии у сервисных компаний.

На рис.26 представлена диаграмма потерь давления на трение в трубах различного диаметра (НКТ 2 7/8” (2.441” ID)) и обсадная колона 4 1/2”) при закачке сшитого геля. Потери давления на трение на данных диаграммах обычно выражаются в единицах “psi/1000футов” или “psi/100футов”. Действительные потери рассчитываются умножением величин, полученных из диаграммы, на измеренную до середины интервала перфорации глубину скважины с последующим делением на 1000 или 100 (в зависимости от шкалы).

Рис.26. Диаграмма потерь давления на трение

(сшитый гель на водной основе)

Потери давления на трение определенной жидкости могут различаться в рамках месторождения. Так как при ГРП используются сшитые жидкости, для получения необходимой вязкости в них добавляют химические загустители (сшиватели). Назначение сшивателя заключается в соединении высокомолекулярных полимерных цепей между собой для обеспечения необходимой вязкости при довольно низкой концентрации полимера (фунт/1000 галлонов). Так как сшивание является химическим процессом, то температура и время влияют на свойства получаемой жидкости, что в свою очередь влияет на величину потерь давления при закачке данной жидкости. Во многих жидкостях реакция сшивания замедлена до момента достижения жидкостью перфорационных отверстий. Это ведет к уменьшению потерь давления на трение в НКТ и обеспечивает большую вязкость для транспортировки проппанта при приближении к трещине. В настоящее время количества имеющихся знаний о потерях давления на трение достаточно для проектирования операций по ГРП, расчета устьевого рабочего давления и определения необходимой мощности оборудования.

Оценка чистого давления Pnet

Потери давления на трение в трещине (чистое давление P_net) определяют величину дополнительного давления, необходимого для роста трещины под воздействием границ пласта, горных напряжений и трения жидкости о стенки трещины. Потери давления на трение о стенки скважины полагаются незначительными, поэтому их величиной обычно пренебрегают. Чистое давление P_net используется для контроля процесса ГРП.

В настоящее время разработано множество методик измерения забойного давления при проведении ГРП в режиме реального времени. Однако в большинстве случаев чистое давление рассчитывается выражением P_net из уравнения 9 для устьевого давления (P_surface). Хотя этот способ обеспечивает качественное определение P_net, его точность зависит от точности величин P_pipe и P_perf. Наилучшими данными являются значения забойного давления, полученные с помощью забойных датчиков или рассчитанные через устьевое давление в затрубном пространстве, не подверженного влиянию потерь давления на трение. Мониторинг чистого давления предложили Нольте (Nolte) и Смит (Smith). Было написано несколько статей, касающихся интерпретации поведения чистого давления (см. ссылки).