Файл: Строительство наклоннонаправленной эксплуатационной скважины 12 на площади СевероПрибрежная.rtf

2.4.6 Расчёт цементирования обсадных колонн

Расчет цементирования эксплуатационной колонны 140 мм

Исходные данные:

. Внутренний диаметр d_вн=139,7 мм

. Глубина спуска колонны 3147 м

. Расстояние от забоя до уровня цементного раствора h=3147 м

. Удельный вес цементного раствора γ_ц=2150 кг/м³

. Удельный вес бурового раствора γ_р=1960 кг/м³

.Удельный вес опрессовочной жидкости γ_ж=1000кг/м³

. Пластовое давление на глубине 3147 м, Р_пл= 61,4МПа

. Коэффициент увеличения ствола скважины к_v=1,15

. Водоцементное отношение m=0.8

. Диаметр скважины D_скв=165,1 мм

. Высота цементного стакана h_ц.с=20 м

Расчёт объёма цементного раствора и количества составных компонентов

Объем цементного раствора для цементирования ступени
V_ц.р=0,785[(D²_скв-d²_н) ·Н·к_v+ d²_вн·h_ц.с

---

] (2.93)

V_ц.р=0,785[(0,1651²-0,140²)·1904·1,15+ 0,140²·10]=18,4 м³
Количество цемента для затворения
М_ц=к_ц ·γ_ц· V_ц./1+m (2.94)
где к_ц - коэффициент, учитывающий потери цемента при транспортировке и затворении;

М_ц=1,05·1610·39,65/1+0,8=1610 кг

Количество воды необходимой для затворения
V_ж=к_в·m·М_ц / γ_в (2.95)
где к_в-коэффициент учитывающий потери воды

V_ж=1,09·0,8·37238 /1000=32,47 м³

Расчёт объема буферной, продавочной жидкостей

Объем продавочной жидкости
V_пр=∆·Π·d²_вн·(L-h_ц.с)/4
где ∆-коэффициент учитывающий сжатие продавочной жидкости за счет наличия в ней пузырьков воздуха

V_пр=1,03·3,14·0,126²·(3990-10)/4=51 м

---

³

Объем буферной жидкости
V_буф=0,785[(D²_скв-d²_н) ·h_б (2.96)
где h_б-высота столба буферной жидкости в заколонном пространстве, м
h_б= (γ_р- К_а.·р_в)L/γ_р-γ_буф (2.97)

h_б= (1400-1,32·1000)3990/1400-1080=997.5м

V_буф=0,785·[(0,194²-0,146²)997,5=12,8 м³
Определяем высоту столба бурового раствора за колонной

h_р=3990-(2683+10)=1297м

Гидравлический расчет

Для успешного выполнения цементирования должны выполняться следующие условия [18]:
, (1), , (2) (3)
где Р₁, [Р₁] - соответственно расчетное и допустимое давления на цементировочной головке (для цементировочной головки ГУЦ 140-168х400-1 [Р₁] = 40МПа) стр.368 табл.10.6 [5]

Р₂, [Р₂] - соответственно расчетное и допустимое давления на насосах цементировочных агрегатов (для ЦА-320М [Р₂

---

] = 32 МПа)

Р₃, [Р₃] - соответственно расчетное давление на забое скважины в конечный момент цементирования и давление гидроразрыва пород ([Р₃] = 69.8МПа)

Давление на цементировочной головке в конечный момент цементирования
Р₁= (Н- h_ц.с)( γ_ц- γ_р)/ 10⁵+ Р_тр+ Р_зп (2.98)
где Р_тр - гидравлический сопротивление в момент окончания продавливания продавочной жидкости в трубах, МПа

Р_зп - гидравлическое сопротивление в момент окончания продавливания, МПа
Р_тр=0,289·10^-7· γ_р·Q² (Н- h_ц.с)/ d⁵_вн (2.99)
где Q- подача насосов в конечный момент продавливания, м³/с
Р_тр=0,289·10^-7·1420·0,003²(2683-10)/ 0,126⁵=0,03 МПа

Р_зп=0,289·10^-7· γ_ц· Q ²·Н/(D

---

_скв-d_н) ³ ( D_скв+d_н) ²

Р_зп=0,289·10^-7·1610·0,003²·2683/(0,194-0,146) ³ (0,194+0,146) ²

=0,07 МПа

Р₁=(2683-10)(1610-1420)/ 10⁵+0.03+0,07=5.17 МПа

) Р₁=5,17 МПа<[Р₁] = 32 МПа,

Р₁=5,17 МПа< Р_у=33,9/1,5=22,6 МПа, что допустимо

) Р₂= Р₁/0,8=5,17/0,8=6,46 МПа<[Р₂] = 40 МПа, что допустимо
) Давление на забое скважины в конечный момент цементирования
Р₃=Н_ц·γ_ц/ 10⁵+ Р_зп (2.100)
где Н_ц -высота подъема цементного раствора, м

Р₃=2683·1610/10

---