Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Выбор материалов для цементирования скважин.





 

Выбор вида тампонажного материала (согласно требованиям Правил [7]) производится по наибольшей температуре в скважине, с учетом агрессивности окружающей среды. Рекомендуется интервал против продуктивных пластов цементировать бездобавочным тампонажным раствором. Наибольшей термодинамической температуре соответствует марка цемента ПЦТ I-100 ГОСТ 1581-96. Вышележащие интервалы цементируются облегченным тампонажным раствором (марка цемента ПЦТ III Об 5-50 ГОСТ 1581-96).

Обоснование плотности тампонажного раствора для цементирования вышележащих интервалов производим из условия поглощения тампонажного раствора наиболее «слабым» пластом (определяется по давлению гидроразрыва из совмещенного графика давлений) и наиболее полного вытеснения буровой промывочной жидкости из затрубного пространства.

Плотность тампонажного раствора следует выбирать из соотношения:

, (3.1.)

с учетом ограничений

РТР ≤ РПОГЛ (3.2.)

ρнтр = rпж + Dr . (3.3.)

В частном случае из выражения (3.2.)

. (3.4.)

В приведенных выражениях:

- плотность промывочной жидкости, верхний и нижний допустимые величины плотности тампонажного раствора, кг/м3; Dr - необходимое превышение плотности тампонажного раствора над плотностью вытесняемого бурового раствора, кг/м3; РПОГЛ - давление разрыва пород на той же глубине, Па; м; Lп - глубина залегания подошвы наиболее «слабого» пласта, м; h – уровень тампонажного раствора от устья скважины, м. Если буферная жидкость не применяется или высота столба ее в кольцевом пространстве мала, то рекомендуется принимать Dr »200¸250 кг/м3.



Возможное значение плотности тампонажного раствора ρтр ориентировочно принимается в пределах установленных границ (желательно ближе к верхней границе) и проверяется условие недопущения поглощения тампонажного раствора продуктивным пластом на момент окончания цементирования скважины (РКПЗ < РПОГЛ).

Рассчитываем:

МПа, кг/м3, м, м.

кг/м3,

кг/м3.

Принимаем плотность бездобавочного тампонажного раствора ρб = 1800 кг/м3.

Для цементирования интервала от 1783(по вертикали 1728) до 557(по вертикали 550) метров используем облегченный тампонажный раствор с плотностью ρо = 1520 кг/м3. Плотности тампонажных растворов принимаем предварительно.

давление в кольцевом пространстве на забой скважины определяется как

Ркпз = Ргскп + DРкп + Рукп ≤ Рпогл , (3.5.)

где Ргскп, DРкп, Рукп – соответственно давление гидростатическое, гидродинамическое и на устье в кольцевом пространстве, Па;

Ргскп = g·(rб.р·hб.р + rбуф.ж∙hбуф.ж+rо·hо + rб·hб), (3.6.)

rб.р, rбуф.ж, rо, rб – соответственно плотности бурового раствора, буферной жидкости, облегченного тампонажного и бездобавочного растворов, кг/м3;

hб.р, hбуф.ж., hо, hб – соответственно высота подъема бурового раствора, буферной жидкости, облегченного и бездобавочного тампонажных растворов, м.

Принимается Рукп = 0.

Расчет:

 

Ргскп= (1160∙400 + 1100∙150 + 1520·1178 + 1800·260)∙9,81= 28,3 МПа;

Тампонажный раствор – это вязкопластичная жидкость. Расчет гидродинамических давлений производим по известным формулам для вязкопластичной жидкости.

Режим течения вязкопластичной жидкости определяется по критическому числу Рейнольдса (Reкр)

кр = 2100 + 7,3 (Не)0,58, (3.7.)

где Не – число Хендстрема.

При течении в кольцевом пространстве:

Некп = , (3.8.)

где tоi - динамическое напряжение сдвига i-прокачиваемой жидкости, Па, ;

ri – плотность i - прокачиваемой жидкости, кг/м3;

hi – пластическая вязкость i - прокачиваемой жидкости, Па×с,

;

dr – диаметр кольцевого пространства, м.

dr = к×dд – dн, (3.9.)

где к – коэффициент кавернозности;

dд – диаметр долота, м;

dн – наружный диаметры обсадных труб, м;

Если кр > Rе = 2300 - режим течения турбулентный.

Критическая производительность насосов цементировочных агрегатов при этом будет равна:

Qкр = Rекр·Fкп · ηi / (dr·ri), (3.10.)

где Qкр - критическая производительность насосов агрегатов, м3/с;

Fкп - площадь поперечного сечения кольцевого пространства, м2;

Величина Fкп определяется из выражения:

Fкп = π (d2скв - d2н) / 4 , (3.11.)

где dн – наружный диаметр обсадной колонны, м;

dскв – диаметр скважины, м. dскв = К∙dД (К - коэффициент кавернозности породы).

При турбулентном движении любой жидкости гидродинамическое давление, создаваемое в кольцевом пространстве скважины, рассчитывается по формуле Дарcи-Вейсбаха [3]:

(3.12.)

где li –длина кольцевого пространства на i-том участке;

l - коэффициент гидравлических сопротивлений.

Для вязкопластичной жидкости коэффициент гидравлических сопротивлений в [3] предлагают рассчитывать по формуле:

. (3.13.)

где Кэ – шероховатость элементов циркуляционной системы.

Шероховатость в обсаженном заколонном участке ствола скважины Кэ = 3·10-4м, в необсаженном Кэ = 3·10-3м.

 

Расчет:

Для облегченного тампонажного раствора:

Па; Па·с.

Для бездобавочного тампонажного раствора:

Па; Па·с;

Для промывочной жидкости:

Па; Па·с;

 

м;

;

;

;

;

;

;

Fкп = = 0,027 м2;

м3/с;

м3/с;

м3/с;

;

;

;

Па;

Па;

Ркпз = 28,3·106 + 1,26·106 + 0,42·106 + 0,19·106 + 0 = 30,17 МПа.

По условию:

РКПЗ < РПОГЛ

МПа,

30,17 < 31,81 - условие недопущения поглощения выполняется, следовательно, плотности тампонажных растворов подобраны правильно.

Тампонажные растворы, используемые для цементирования эксплуатационной колонны, приведены в таблице 3.1.


Таблица 3.1. – Рекомендуемые составы и параметры растворов для цементирования скважины

Название колонны Состав раствора ρ, кг/м3 ηпл, Па·с τо, Па
Направление ПЦТ II – 50 ГОСТ 1581-96 0,023 5,75
Техническая вода (с добавлением 2% CaCl2) - -
Буферная жидкость (вода + НТФ + КМЦ) - -
Промывочная жидкость (глинистый раствор) - -
Продавочная жидкость (солевой раствор) - -
Кондуктор ПЦТ II – 50 ГОСТ 1581-96 0,023 5,75
Техническая вода (с добавлением 2% CaCl2) - -
Буферная жидкость (вода + НТФ + КМЦ) - -
Промывочная жидкость (глинистый раствор) - -
Продавочная жидкость (солевой раствор) - -
Эксплуатационная колонна ПЦТ I – 100 ГОСТ 1581-96 0,042 8,3
Техническая вода (с добавлением 2% КМЦ) - -
ПЦТ III Об 5-50 ГОСТ 1581-96 0,0245 4,9
Буферная жидкость (вода + НТФ + КМЦ) - -
Промывочная жидкость (глинистый раствор) 0,0143 2,86
Продавочная жидкость (солевой раствор) - -

 







Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2022 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.