Файл: 3. технология бурения профиль горизонтальной скважины.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.03.2024

Просмотров: 38

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


    1. Выбор забойных двигателей


При бурении скважины на пашийскрий горизонт получили распространение два способа бурения: роторный ивинтовыми забойными двигателями.

На основании данных, полученных при опытном бурении, сравнивают опыты бурения и выявляют наиболее эффективный способ для конкретных геолого-технических условий.

В качестве критерия оценки эффективности способа бурения целесообразно применять стоимость затрат на 1 м проходки, не исключая возможность использования таких критериев, как проходка за рейс, рейсовая и коммерческая скорости бурения.

Способы бурения выбирают исходя из опыта бурения скважин на данной площади и обосновав этот выбор теоретически в зависимости от установленной оптимальной частоты вращения долота.

Диаметр ВЗД следует выбрать по диаметру долота (скважины) а тип ВЗД - по глубине интервала бурения.

Следует обращать внимание на современные типы ВЗД. Если скважина наклонно-направленная, необходимо выделить интервал набора угла кривизны с указанием типа забойного двигателя или отклонителя.
Таблица 3.6. - Выбор способа бурения, забойных двигателей

Интервал

Способ бурения

Забойные двигатели

От

До

Тип

Диаметр, мм

Вес, т

Длина, м

0

40

Роторный













65

100

Роторный+ВЗД

5LZ203x7.0(0°00)

203,0

2,5

9,0

100

251

Роторный+ВЗД

3LZ244х7-VI-K(1’30)

244,0

3,0

10,1

251

2553

Роторный+ВЗД

7LZ178х7.0-VI(1’44)

178.0

2,0

8,6

2090

2421

Роторный+ВЗД

7LZ178х7.0-VI(1’44)

178.0

2,0

8,6

2421

2628

Роторный+ВЗД

7LZ120х7-VI-K(1’30).

120

1,5

6,0



    1. Расчет обсадных колонн на прочность



Данные к расчёту:

L = 2421м – длина эксплуатационной колонны.

d = 144мм – диаметр эксплуатационной колонны.

Нц = 2421м – высота подъема цементного раствора за колонной.

ц.р. = 1,16г/см3 – плотность цементного раствора.

б.р. = 1,19г/см3 – плотность бурового раствора.

ж = 0,87г/см3 – плотность жидкости в колонне.

ож= 1,0г/см³ – плотность опрессовочной жидкости

Lэо = 120м – зона эксплуатационного объекта (перфорации).

К = 0,25 – коэффициент разгрузки цементного кольца.

е = 0,01 – овальность труб.

Рекомендуемые запасы прочности при расчете:

а)на наружное избыточное давление

nкр =1,0-1,3 - для эксплуатационного объекта

nкр = 1 – для остальной части колонны.

б) На внутреннее избыточное давление:

nвн = 1,15 – для труб диаметром 116мм;

nвн = 1,52 – свыше 219мм.

в) На страгиваниеnстр = 1,3, определяется по таблице 107,1

Ход расчета

Определяем расчетную схему колонны по формуле

h = L – Hц =2421-2421=0 м

, (2.13)



т.к. h = 0м


1 - наружное избыточное 2 - внутреннее избыточное

давление давление
Рисунок 3.3 - Расчетная схема цементирования

Наружные избыточные давления на стадии окончания эксплуатации в характерных точках:

а) Z = 0; Рниz = 0,01ρрZ = 0.

б) Z = L; Рниl = 0,01[(цр - в)L + ρвН](1 - К) = 0,01[(1,16-1)2628+11803](1 – 0,25) = 30,77 МПа

Внутреннее избыточное давление. Они максимальны в период ввода скважины в эксплуатацию:

а) Z = 0; Рвиz=1,1(Рпл-0,01Lв)=1,1(26,7-0,0127051)=-2,32 МПа.

Принимаем: Роп=10 МПа из таблицы 108(1), т.к. Роп>1,1Ру=>Рвуz=Роп=10МПа

б) Z = L; Pвиz={Роп-0,01[(ρцр- ρо.ж)L]}(1-к)={10-0,01[(1,16-1)2705]}(1-0,25)=-15,5МПа

Построим эпюру зависимостей:

Рниz = (L)

Рвиz = (L)



Рисунок 3.4- Эпюра зависимости


Производим выбор секций обсадных колонн снизу вверх:

Определяем значение nКР Рниz=1,1530,77=35,4МПа. По таблице 109(1) находим, что давление соответствует трубе из стали группы прочности «Д» с толщиной стенки 10мм, для которых РКР=37,3 МПа (1-ая секция труб). Для 2-ой секции выбираем трубы той же группы прочности с толщиной стенки 9мм, для которых по таблице 109 РКР=31,8 МПа. Эти трубы могут быть установлены на глубине с давлением Рниz=31,8/1,15=27,65 МПа. По эпюре это давление соответствует глубине lДОП1=2450м.

Длина 1-ой секции (б=10мм). l1=L-lДОП1=2705-2450=255м. Вес одного погонного метра по таблице 113 q1=343Н. Вес секции: Q1=q1l1=343255=87,5кН

Для 3-ей секции берём трубы с б=8мм, для которых РКР=26,2 МПа. По эпюре данное давление соответствует глубине lДОП2=2300м

Длина 2-ой секции (б=9мм). l2 =lДОП1-lДОП2=2450-2300=150м

Вес одного погонного метра по таблице 113 q2=312Н

Вес секции: Q2 =q2l2=312150=46,8кН

Для 4-ой секции берём трубы с б=7мм, для которых РКР=20,5 МПа. По эпюре данное давление соответствует глубине lДОП3=1628м

Длина 3-ей секции (б=8мм). L3=lДОП2-lДОП3=2300-1750=550м

Вес одного погонного метра по таблице 113 q3=248Н

Вес секции: Q3=q3l3=248550=136,4кН

Определяем длину 4-ой секции (б=7мм), взяв за основу расчета на растяжение для этих труб РСТР=710кН и q4=248Н из таблицы 111(1)

Определяем по формуле

=

Вес одного погонного метра по таблице 113 q4=248Н

Вес секции: Q4=q4l4=2481398=347кН

Общий вес 4-х секций: Q1+Q2+Q3+Q4=87,5+46,8+136,4+347=0,618MН

Осевая нагрузка, при которой напряжение в теле трубы достигает 0,5

GT по таблице110(1) составляет 0,57MН (б=7мм).

Определяем расстояние расчётного сечения трубы от устья скважины l0=L-l1-l2-l3-((0,57-Q1-Q2-Q3)/q4)=2705-255-150-550-((0,57-0,0875- 0,0468-0,1364)/ 24810-6=543м

По эпюре находим что на глубине 543м РНИZ=6,2МПа

Определяем коэффициент запаса прочности на критическое давление nКР=20,5/6,2=3,30>1,15

Пятую секцию составляем из труб с б=8мм. Для этих труб РСТР=0,84МН; q5=280Н. Длина 5-ой секции из расчета на растяжение:



Принимаем l5=352м.

Q5=q5
l5=280352=0.098МН

Так как РВД=36,4 МПа, коэффициент запаса прочности для труб 5-ой секции также достаточен.

Общий вес колонны Q=0,716
Таблица 3.7. - Результаты расчетов

№ секции снизу вверх

Интервал

Толщина стенки, мм

Длина секции, м

Сталь

Вес

от

до

1м секции, Н

Секции, МН

1

2450

2628

10

255

Д

343

0,0875

2

2300

2450

9

150

Д

312

0,0468

3

1750

2300

8

550

Д

280

0,1364

4

352

1750

7

1398

Д

248

0,347

5

0

352

8

352

Д

280

0,098

Итого

0,716