Численное моделирование турбулентных затопленных струй, бьющих в тупик перфорационных каналов, при обработках скважин

UDK: 622.276.6
DOI: 10.24887/0028-2448-2020-5-72-76
Ключевые слова: волновое воздействие, кольматант, перфорационный канал, струя, тупик, гидравлический удар, вибратор
Авт.: М.В. Омельянюк (Кубанский гос. технологический университет), к.т.н., А.И. Уколов (Керченский гос. морской технологический университет), к.ф.-м.н., И.А. Пахлян (Кубанский гос. технологический университет), к.т.н.

От качества очистки перфорационных каналов и призабойной зоны от кольматанта напрямую зависит продуктивность скважин и пластов. Одним из методов воздействия на призабойную зону с целью интенсификации добычи является волновое воздействие. Предполагается, что при совпадении оси перфорационного канала и оси насадки (в составе роторного устройства или непосредственно спускаемой в скважину на колонне НКТ) при ее возвратно-поступательном (вдоль оси скважины) или вращательном движении импульсное повышение давления в перфорационных каналах складывается из близкого к статическим условиям давления, возникающего в тупике при истечении высоконапорной жидкости, и ударного повышения давления за счет чередования положительных и отрицательных гидроударов (при чередовании совпадения осей насадки и перфорационного канала). В результате перфорационные каналы эффективно очищаются от кольматантов, а генерируемые колебания воздействуют на призабойную зону пласта. Для повышения качества управления параметрами виброволнового воздействия с целью очистки перфорационных каналов и призабойной зоны пласта выполнено численное моделирование турбулентных затопленных струй, бьющих в тупик, с использованием программного комплекса ANSYS Workbench 19.1. Количественно определено избыточное давление, возникающее в перфорационных каналах, при различных расстояниях устьев насадок от входных отверстий перфорационных каналов и при других переменных условиях. Получены расчетные зависимости импульсного давления, возникающего в тупике перфорационного канала при совпадении струи высоконапорной струи жидкости и перфорационного канала, с учетом скорости перемещения насадки, геометрических параметров скважинного устройства, диаметра эксплуатационной колонны, свойств жидкости, профиля насадки и других факторов. Сопоставление результатов моделирования и экспериментальных данных свидетельствует об их удовлетворительной сходимости.

Список литературы

1. Повышение продуктивности и реанимация скважин с применением виброволнового воздействия / В.П. Дыбленко, Р.Н. Камалов, Р.Я. Шариффулин, И.А. Туфанов. – М.: Недра, 2000. – 404 с.

2. Ибрагимов Л.Х., Мищенко И.Т., Челоянц Д.К. Интенсификация добычи нефти. – М.: Наука, 2000. – 414 с.

3. Пат. 2542015 РФ Ротационный гидравлический вибратор / М.В. Омельянюк, И.А. Пахлян; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО «КубГТУ». – № 2014104385/03; заявл. 07.02.14; опубл.  20.02.15.

4. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. – М.: Физматгиз, 1960. – 715 с.

5. Козодой А.К. Определение параметров гидромониторных затопленных струй // Изв. вузов. Нефть и газ. – 1959. – № 6. – С. 103–108.

6. Варламов Е.П. Гидродинамические процессы на забое скважины и совершенствование систем промывки буровых долот: дис. ... д-ра техн. наук. – Уфа, 1997. – 284 c.

7. Родионов В.П. Моделирование кавитационно-эрозионных процессов, возбуждаемых гидродинамическими струйными излучателями: дис. ... д-ра техн. наук. – С.-Петербург, 2001. – 345 c.

8. Varapaev V.N., Doroshenko A.V., Lantsova I.Yu. Numerical simulation of propagation of plane turbulent straitened jet in counter flow using LES turbulence model // Procedia Engineering. – 2016. – V. 153. – P. 816–823. – https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.08.248

9. Уколов А.И., Родионов В.П. Верификация результатов численного моделирования и экспериментальных данных влияния кавитации на гидродинамические характеристики струйного потока // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. – 2018. – № 4. – С. 102–114. – https://doi.org/10.18698/1812-3368-2018-4-102-114

10. Elkafas A.G., Elgohary M.M., Zeid A.E. Numerical study on the hydrodynamic drag force of a container ship model // Alexandria Engineering Journal. – 2019. – V. 58. – Iss. – P. 849–859. – https://doi.org/10.1016/j.aej.2019.07.004

11. CFD simulation of dust particle removal efficiency of a venturi scrubber in CFX / M. Ali, C. Yan, Z. Sun [et al.] // Nuclear Engineering and Design. – 2013. – V. 256. – P. 169–177. – https://doi:10.1016/j.nucengdes.2012.12.013

12. Кучумов Р.Я., Шагиев Р.Г. Исследование влияния вибоударных волн на проницаемость искусственного керна// Тр. ин-та / УНИ. – 1974. – Вып. 17. – С. 44–46.



Внимание!
Купить полный текст статьи (формат - PDF) могут только авторизованные посетители сайта.