Файл: Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие.pdf

Скачать файл (16,08Мб)

Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 210

Скачиваний: 0

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

где р у — давление, создаваемое насосом агрегата на V скорости

(см. табл. 70).

hiy	10.(80-70)	\ по	м.
“ ц. р	1,84-1,32		м.
Объем этого раствора	1,84-1,32
Объем этого раствора
n	v р — F s X	v р-

Fвн — площадь поперечного внутреннего сечения колонны.

FBa= 0,785dlH.ер = 0,785 •0,1242 = 0,0121 м2.

р = 0,0121 •192 = 2,32 м3.

Определяем объем цементного раствора, который будет закачан на V скорости,

V I р = F4. р F*vp = 29,2 - 2,32 = 26,88 м3.

Определяем постоянные элементы для дан ной скважины (рис. 56).

,уц-Р

^ в н + ^ з а т р ’

где F3arp — площадь		затрубного			простран
ства в м2,
Fз а т р = 0,785 (Я*Кв -		d\) = 0,785 (0,2382 -
— 0,146а) = 0,0276				м2.
h a ~	0,0121+0,0276		~ 735
l0 — H — h0 —3200 — 735 = 2465					м.	Рис. 56. Схема поло
						Рис. 56. Схема поло
К ^	735	10	1л о	/	,	жений уровней в ко
а — —-----= —=—— = 12,8				м/кгс/см2.		лонне и скважине.
Рр	56,6			'

Сопоставляем значение рк с давлением в насосах агрегата и ви дим, что pK> p IV и рк < р т , т. е. 161,5 > 136,6 > 91,5.

Таким образом, продавку можно закончить на III скорости. Определяем высоту столбов продавочной жидкости, закачива

емой на различных скоростях агрегата:

q p = l0+ а (Ру - рТ) = 2465 +12,8 (70 - 80) = 2337 м.

= а {р1У- р у) = 12,8 (91,5 - 70) = 277 м.

г” 1 = а Срл — р„) = 12,8 (136,6 - 91,5) = 576 м.

Количество продавочной жидкости, закачиваемой на различных скоростях агрегата:

FnP = FBJ„P= 0,0121 •2337 = 28,23 м3

F $ = FB„lip = 0,0121 • 277 = 3,36 м3

351

F # = = 0,0121 • 576 = 6,97 м3

Итого Fnp = 38,56 м3.

С учетом коэффициента сжимаемости

Fnp = 1,03-38,56«#39,8 м3.

Полученная величина совпадает с рассчитанной ранее. Определяем продолжительность цементирования при условии

работы одного агрегата.

Время работы одного агрегата на V скорости

(^ ■ р + ^ ю о о

t y :

qv -60

где qy — производительность агрегата на У скорости в л/с.

	(26,88 + 28,23) 1000	:88,7 мин.
fv	10,35 • 60

Аналогично на остальных скоростях

,	(2,32 + 3,36) 1000	11,76	мин.
I iv —	8,05-60

,	(6,97—1,97)100	18,5	мин.
111	4,50 ■60

1,97 м3 раствора продавливаем на II скорости с целью предупре ждения гидравлического удара.

Hi:	1,97 •	1000	'13,9 мин.
	2,36	-60

Общее время цементирования

Т ~ t y Hv + Ни ■+ Hi — 88,7 +11,76 + 18,5 -+13,9 = 132,86 мин.

С учетом подготовительно-заключительных работ

7’ц = Г + 15 = 132,86 + 1 5 = 148 мин.

Определяем температуру на забое скважины

Паб= Пр+ 0,025#,

где tcр — среднегодовая температура воздуха; Н — глубина сква жины в м.

Паб = 10° + 0,025 •3200 = 90 °С.

Согласно данным табл. 73, необходимо иметь цемент для «горя чих» скважин. Время начала схватывания с момента затворения не менее 1 ч. 45 мин.

352

Т а б л и ц а 73

Характеристика тампонажных портландцементов, затворенных на пресной воде

		Время	Время	Предел
		Время	Время	прочности
Назначение тампонажного	Температура	начала	конца схва	цементного
Назначение тампонажного	Температура	схватывания	тывания	камня
портландцемента	испытания,	с момента	с момента	на изгиб
	°С	затворения,	затворения,	через двое
		ч — мин	ч —мин	суток,
				кгс/см2

Для	«холодных» скважин			22 ± 2	Ss2—00	«£ 10-00	5*27
Для	«горячих»	скважин		75 ± 3	5&1-45	« £ 4 -30	5*62
	П р и м е ч а н и е .		«Холодными» называются скважины,			температура	на забое кото
рых не превышает		+ 4 0	°С; «горячими» называются скважины, температура на забое ко
торых выше + 4 0		“С.

Определяем количество агрегатов. По времени схватывания

ПЦА= 0 ,7 5 ^ + 1’

где — время начала схватывания

ГСЦА :	148	1 = 2 ,8 8	^ 3 ,
	0,75 • 105
По скорости
	^■^затр *1000

ИЦА =		1,

Ч у

где v — необходимая скорость подъема цементного раствора в затрубном пространстве в м/с.

=	2,0 • 0,0276 • 1000		, »	с о /	. »	о о /
=	-------ЩЕ------- +		1 =	5 ,3 4 + 1 =		6,34.
Принимаем 7 ЦА.
Фактическое время цементирования
ф	Т , лг	132,86		> лс	«п .	мин.
1 * =	------- Н 15 =	— -------[-15 =			37,1	мин.
	ИЦ А		Ь
Потребное количество цементосмесительных машин
		£ц	35,8		0	' ‘
	”ЦСМ==~gT = ~ 2 0 ~ ^ 2-

G6 — емкость бункера цементосмесительной машины.

23 Заказ 484

353

Двухступенчатое цементирование

Этот способ цементирования применяется в случае необходимости подъема цементного раствора на большую высоту, при которой мо жет произойти гидравлический разрыв пластов, в случае высоких забойных температур, а также для предотвращения затрубных проявлений во время ОЗЦ в скважинах с аномально высокими пла стовыми давлениями. Двухступенчатое цементирование применяется и тогда, когда в затрубном пространстве предусматривается созда ние прерывистого кольца.

Задача 209. Произвести расчет двухступенчатого цементирования 219-мм промежуточной колонны, спускаемой на глубину 2100 м, если высота подъема цементного раствора — до устья скважины; диаметр долота для бурения под промежуточную колонну 295 мм; удельный вес глинистого раствора 1,2 гс/см3; высота цементного стакана в колонне 20 м; среднегодовая температура воздуха 8 °С. Колонна запроектирована из труб со следующими толщинами сте нок: 7 мм длиной 1620 м; 8 мм длиной 280 м; 9,5 мм длиной 200 м. Коэффициент увеличения ствола скважины 1,1. Кондуктор диамет ром 324 мм (б = 10 мм) спускается на глубину 130 м.

Решение. Принимаем двухступенчатое цементирование с разры

вом во времени. Определяем высоту установки							заливочной муфты
,	Н ц .	р (Yu. р Тгл. р)			2100(1,9 — 1,2)		q^Q м
м _	2 (у ц. p - У рл. р +		0,1)	“	2 (1,9 -1,2 + 0,1)
Удельный вес цементного			раствора при т =				0,45
	_	O + w)		3,15(1 +		0,45)	тс/м3.
Yu. р — 1-)-пгуц				1 +	0,45	-3,15

Таким образом, высота подъема цементного раствора первой ступени Я ; = 919 м, второй ступени Яц = 2100 — 919 = 1181 м.

Расчет цементирования I ступени

Определяем количество цементного раствора

V I P = ^ -[(D lKB- d l ) H i + dlHh] = 0,785 {[(1,1 »0,295)2 —

— 0,21921 •919 + 0,22.20} = 41,7 м3.

Определяем потребное количество сухого цемента

а — 1 v y i _	‘ 41»7 _	с/ 7
1 + т Y u . р ^ ц . р —	1 + 0 , 4 5 ~	•

Определяем количество воды

VB= тСц г±= 0,45 •54,7 = 24,6 м3.

354

Определяем объем продавочной жидкости

F np =	A ^ d 2B„. сР ( # - Л ) .
1620-0,2052+ 200-0,22 + 280-0,2032		п п /оо 2
Ови.ср--------------------	2100-20	U.U42Z м

Fnp = 1,03 -0,785 - 0,0422 (2100-20) = 71 м3.

Определяем конечное давление при цементировании

рг = 0,02Н + 1 6 = 0,02-2100-Ь 16 = 58 кгс/см2.

Рр =	( Ч . v ~ h ) (Yu.P— Ym . р )		(919 —20) (1,9— 1,2)	= 63 кгс/см2,
	10	“	10
	Рк — Рг-^Рр = 58+- 63 = 121 кгс/см2.
По величине рк =		121 кгс/см2	выбираем цементировочный агре
гат ЦА-300 с диаметром втулки 127 мм (см. табл. 70).					данных
Сравниваем рг с давлением насоса ЦА. Как следует из
табл. 70,	р т ^>рг ^>р1У, т. е.		100 >• 58 >> 56.	Значит,	закачку