Файл: 3. технология бурения профиль горизонтальной скважины.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.03.2024
Просмотров: 42
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
-
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 |
-
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 = 0,01ρрZ = 0.
б) Z = L; Рниl = 0,01[(цр - в)L + ρвН](1 - К) = 0,01[(1,16-1)2628+11803](1 – 0,25) = 30,77 МПа
Внутреннее избыточное давление. Они максимальны в период ввода скважины в эксплуатацию:
а) Z = 0; Рвиz=1,1(Рпл-0,01Lв)=1,1(26,7-0,0127051)=-2,32 МПа.
Принимаем: Роп=10 МПа из таблицы 108(1), т.к. Роп>1,1Ру=>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=1,1530,77=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=q1l1=343255=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 =q2l2=312150=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=q3l3=248550=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=q4l4=2481398=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)/ 24810-6=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=280352=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 |