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

При температуре 30 °С 1,23 : 9 == 0,137 м2.

Определяем количество воды в 1 м3 обработанной воды, идущей на приготовление цементного раствора.

При температуре 10 °С 1 — 0,173 = 827 м3. При температуре 20 °С 1 — 0,16 = 0,84 м3.

При температуре 30 °С 1 — 0,137 — 0,863 м3.

Расчеты, связанные с приготовлением активированного раствора Задача 217. Имеется раствор радиоактивного изотопа цинка,

Решение. Определяем количество концентрированного раствора, которое необходимо для разбавления и получения заданной общей активности раствора.

где VK — объем концентрированного раствора в см3; X — заданная общая активность в мКи; Y — удельная активность концентрирован­ ного раствора в мКи/см3.

TK= - f = 3c„°.

Определяем количество воды, которое нужно добавить к взятому объему концентрированного раствора, чтобы получить заданную удельную активность разбавленного раствора.

FB= 45~ У ,Э НО см».

Определяем удельную активность приготовленного раствора

F p = ~ШГ = 0,4 мКи/см3-

Определение высоты установки заливочных муфт

Задача 218. • Определить высоту установки * цементировочной муфты для двухступенчатого цементирования скважины при следу­ ющих условиях: высота подъема цементного раствораза колонной 3550 м; плотность цементного раствора 1,9 т/м3; , плойгбсть тлйнистого раствора 1,19 т/м3 (продавочного и раствора *за” йоАонной).

365

Решение. Исходя из условия равенства давлений в конце продавки первой и второй порций цементного раствора, высота уста­ новки цементировочной муфты определяется по формуле

м2 (уц. р— Угл. р + 0,1)

Таким образом, высота подъема цементного раствора первой сту­ пени 1556 м, второй ступени 3550—1556 = 1994 м.

Задача 219. Определить место установки заливочных муфт для трехступенчатого цементирования скважины при следующих усло­

h + h + h = -йц. Р>

где 1г — высота первой (нижней) ступени цементирования; 12 — высота второй ступени цементирования; 13 — высота третьей сту­ пени цементирования; # ц р — высота подъема цементного раствора за колонной; уц р; угл р — соответственно плотность цементного и глинистого растворов.

Таким образом, первая заливочная муфта устанавливается на глубине 7000 — 1240 = 5760 м, а вторая заливочная муфта на глу­ бине 7000 - (1240 + 1630) = 4130 м.

366

Определение глубины снижения уровня жидкости в эксплуатационной колонне

Задача 220. Определить глубину снижения уровня жидкости в 146-мм эксплуатационной колонне спуском насосно-компрессорных труб с заглушкой против проникновения жидкости внутрь труб при следующих условиях: глубина искусственного забоя 2700 м; внутренний диаметр эксплуатационной колонны (средний) 126 мм; диаметр насосно-компрессорных труб 89 мм.

где Н — глубина искусственного забоя в м; d — внешний диаметр насосно-компрессорных труб в м; D — внутренний диаметр эксплу­ атационной колонны в м.

П р и м е ч а н и е . Объем жидкости, вытесняемой из колонны за счет муфт насосно-компрессорных труб, не учитываем.

Задача 221. Определить глубину установки патрубка с отверстием для снижения уровня жидкости в колонне при следующих условиях: глубина искусственного забоя 2600 м; глубина снижения уровня жидкости в колонне 1000 м; внутренний диаметр эксплуатационной колонны 148 мм; наружный диаметр насосно-компрессорных труб

89 мм.

Решение. Глубина установки патрубка 'с отверстием опреде­ ляется по формуле

где I — заданная глубина снижения уровня в м; Z)BH— внутренний диаметр эксплуатационной колонны в м; Н — глубина искусствен­ ного забоя в м; d — наружный диаметр насосно-компрессорных труб в м.

Необходимо, чтобы емкость насосно-компрессорных труб ниже патрубка с отверстием могла вместить объем жидкости, находящейся в кольцевом пространстве от устья скважины до патрубка, т. е.

Г } 2

H - h . h 2

ВН

гДе ^вн — внутренний диаметр насосно-компрессорных труб в м.

2600 —100 100 0,1482

0.0732 ’

2500>407.

367

Значит, емкость насосно-компрессорных труб ниже патрубка доста­ точна.

Задача 222. Определить место установки патрубка с отверстием для снижения уровня жидкости в эксплуатационной колонне спу­ ском насосно-компрессорных труб, если глубина спуска колонны 1710 м; внутренний средний диаметр колонны 126 мм; наружный диаметр насосно-компрессорных труб 89 мм; внутренний диаметр насосно-компрессорных труб 70 мм; глубина снижения уровня 900 м.

Решение.

УШ |н—Hd 2 900-0,1262 —1710-0,0892

Проверяем, достаточна ли емкость насосно-компрессорных труб ниже патрубка для приема объема жидкости в кольцевом про­ странстве над патрубком

H - h ^1н

d \ n

1710 —113 га 113-0,12620,07

1597 > 226 .

Значит, емкость насосно-компрессорных труб ниже патрубка до­ статочна.

Задача 223. Определить место установки патрубка с отверстием для снижения уровня жидкости в колонне спуском насосно-ком­ прессорных труб, если глубина спуска колонны 1700 м; внутренний средний диаметр колонны 150 мм; внешний диаметр насосно-ком­ прессорных труб 89 мм; внутренний диаметр насосно-компрессорных труб 70 мм; глубина снижения уровня 850 м.

Решение. Определяем глубину установки патрубка с отверстием

Проверяем, достаточна ли емкость насосно-компрессорных труб ниже патрубка для приема объема жидкости в кольцевом про­ странстве над патрубком

Н—h >/г071 d&\i

17 0 0 - 390 < 390

1310 <1950.

Таким образом, емкость насосно-компрессорных труб недостаточна для приема жидкости из кольцевого пространства. Поэтому уровень жидкости в колонне снижаем следующим образом: спускаем насосно­ компрессорные трубы без патрубка до искусственного забоя; часть

368

насосно-компрессорных труб поднимаем из колонны (926 м); ввин­ чиваем в насосно-компрессорные трубы патрубок с отверстием и спу­ скаем трубы до искусственного забоя; поднимаем все насосно-ком­ прессорные трубы.

В данном случае емкость насосно-компрессорных труб (ниже патрубка) проверяют по формуле

н - h ^ h D™~d2 .

“вн

1700 - 390> 390 0’15-^V208--- • и,074

1310>И 60.

Цементирование обсадных колонн облегченными тампонирующими смесями

Высокая плотность цементных растворов, применяемых для крепления обсадных колонн, спущенных на большие глубины, вы­ зывает затруднения, а иногда и осложнения. В частности, отме­ чаются случаи недоподъема цементного раствора до намеченной глубины вследствие поглощения его в результате гидроразрыва пластов, что в дальнейшем ухудшает условия работы обсадных колонн. Чтобы предотвратить это явление, применяют двухступен­ чатое цементирование. Но нри этом в большинстве случаев между нижней и верхней секциями колонн нарушается сплошность цемент­ ного кольца. Поэтому при креплении скважины следует использовать цементные растворы низкой плотности. Уменьшение плотности це­ ментных растворов достигается с помощью легких наполнителей (вспученного перлита, топливного шлака и др.), а также добавок, позволяющих увеличить содержание воды в цементном растворе (бентонита, диатомита, мела, золы и др.).

Облегченные тампонажные растворы можно приготовить тремя способами.

1.Цемент и облегчающие добавки перемешиваются в сухом виде.

2.Цемент затворяется на заранее приготовленном водном рас­ творе облегчающих добавок.

3.Облегченный тампонажный раствор образуется в процессе закачки в скважину отдельно цементного раствора, заранее при­ готовленного водного раствора и раствора облегчающих добавок. Смешивание этих растворов происходит в специальном коллекторесмесителе за счет напора струи прокачиваемых растворов.

Каждый способ имеет свои преимущества и недостатки. Но наи­ более рациональным из них является третий.

Для приготовления облегченных растворов необходимо точно определить плотность облегчающей добавки (глинопорошка, песка, шлака, золы, асбеста, трепела или других материалов), а также ее весовой состав и другие параметры. В лабораторных условиях определяют плотность, влажность, химический состав добавки,