ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.02.2024
Просмотров: 98
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Практическая работа №4
Расчет одноступенчатого цементирования
Цель:научиться использовать физико-математический аппарат для решения расчетно-аналитических задач.
Задание: провести расчет одноступенчатого цементирования эксплуатационной колонны.
Содержание задания
Одноступенчатое цементирование скважины – цементирование, при котором тампонажный раствор поднимается до проектной высоты в один прием.
Цементирование по этому способу осуществляется в тех случаях, когда скважина не имеет осложнений. Перекрываемые пласты не поглощают раствор, высота перекрытия ствола скважины тампонажным раствором позволяет цементировать при однократной подаче тампонажного раствора.
Расчет сплошного одноступенчатого цементирования обсадной колонны заключается в следующем: определениеобъемовтампонажногораствора,продавочной и буферной жидкости; определение количества материалов (сухоготампонажного цемента, воды и реагентов затворения тампонажного цемента),необходимыхдляихприготовления;выбортипацементаирецептурытампонажногораствора;установлениедопустимоговременицементированияскважины,необходимогочислаагрегатовицементно-смесительныхмашин,атакжедавленийвконце процессацементирования.
Номер варианта соответствует номеру студента в списке журнала группы.
Индивидуальный вариант к представлен в таблице 1.
Таблица 1 Индивидуальный вариант
Номер варианта | Глубина спуска колонны H, м | Диаметр долота Dдол, мм | Наружный диаметр эксплуатационной | Толщина стенки обсадной трубы (средн.) δ, мм | Высота подъёма тампонажного раствора от | Высота цементного стакана в колонне hст, м | Коэффициент увеличения объёма ствола скважины | Плотность сухого цемента ρс.ц, кг/м3 | Плотность бурового раствора ρб.р, кг/м3 | Водоцементное отношение, m | Пластовое давление продуктивного горизонта Рпл, МПа | Расстояние от поверхности до продуктивного горизонта z м | Температура в скважине, °С | Породы в интервале цементирования |
1 | 2250 | 195,5 | 146,1 | 7,7 | 1100 | 10 | 1,3 | 3150 | 1260 | 0,45 | 22 | 2150 | 46 | Устойчивые породы, не подверженные набуханию |
2 | 2350 | 215,9 | 146,1 | 9,2 | 1200 | 15 | 1,2 | 3150 | 1240 | 0,5 | 21 | 2250 | 45 | |
3 | 2300 | 190,5 | 168,3 | 7,3 | 1300 | 20 | 1,1 | 3120 | 1250 | 0,6 | 23 | 2200 | 47 | |
4 | 2400 | 215,9 | 168,3 | 8 | 1400 | 10 | 1,25 | 3150 | 1180 | 0,45 | 26 | 2300 | 43 | |
5 | 2500 | 190,5 | 139,7 | 7 | 1500 | 15 | 1,3 | 3150 | 1300 | 0,5 | 25 | 2400 | 50 | |
6 | 2650 | 222,3 | 177,8 | 10,4 | 1600 | 20 | 1,2 | 3150 | 1160 | 0,55 | 27 | 2550 | 60 | |
7 | 2600 | 190,5 | 146,1 | 7 | 1500 | 10 | 1,3 | 3120 | 1300 | 0,45 | 25 | 2500 | 50 | Пласты с АВПД |
8 | 2700 | 215,9 | 146,1 | 8,5 | 1600 | 15 | 1,15 | 3150 | 1120 | 0,5 | 28 | 2600 | 55 | |
9 | 2800 | 215,9 | 177,8 | 8,1 | 1700 | 20 | 1,3 | 3150 | 1240 | 0,6 | 28 | 2700 | 47 | |
10 | 2900 | 188,9 | 139,7 | 7,7 | 1800 | 10 | 1,2 | 3150 | 1260 | 0,45 | 29 | 2800 | 50 | |
11 | 3000 | 222,3 | 177,8 | 9,2 | 1500 | 15 | 1,1 | 3150 | 1280 | 0,5 | 33 | 2900 | 52 | |
12 | 2150 | 250,8 | 193,7 | 9,5 | 1100 | 20 | 1,2 | 3120 | 1210 | 0,55 | 22 | 2050 | 53 | |
13 | 2250 | 195,5 | 168,3 | 8,9 | 1200 | 10 | 1,2 | 3150 | 1220 | 0,45 | 23 | 2150 | 55 | |
14 | 2350 | 200 | 168,3 | 8 | 1300 | 15 | 1,3 | 3120 | 1230 | 0,5 | 23 | 2250 | 40 | Неустойчивые породы, склонные к обвалам и |
15 | 2450 | 215,9 | 146,1 | 7,7 | 1400 | 20 | 1,3 | 3150 | 1150 | 0,6 | 25 | 2350 | 50 | |
16 | 2550 | 222,3 | 177,8 | 8,1 | 1500 | 10 | 1,2 | 3150 | 1160 | 0,45 | 26 | 2450 | 50 | |
17 | 2800 | 190,5 | 139,7 | 9,2 | 1300 | 15 | 1,3 | 3120 | 1300 | 0,5 | 29 | 2700 | 50 | Наличие поглощений бурового раствора |
18 | 2650 | 244,5 | 193,7 | 8,3 | 1500 | 20 | 1,1 | 3150 | 1150 | 0,45 | 27 | 2550 | 40 | |
19 | 2750 | 195,5 | 146,1 | 7,7 | 1600 | 10 | 1,2 | 3150 | 1120 | 0,5 | 29 | 2650 | 55 | |
20 | 2850 | 165,1 | 139,7 | 7,7 | 1700 | 15 | 1,3 | 3120 | 1130 | 0,55 | 31 | 2750 | 60 | |
21 | 2950 | 200 | 168,3 | 8 | 1800 | 20 | 1,2 | 3150 | 1150 | 0,45 | 30 | 2850 | 65 | |
22 | 3100 | 222,3 | 177,8 | 8,1 | 1100 | 10 | 1,2 | 3150 | 1200 | 0,5 | 22 | 3000 | 40 | |
23 | 2300 | 215,9 | 146,1 | 7,7 | 1200 | 15 | 1,1 | 3120 | 1250 | 0,6 | 24 | 2200 | 45 | |
24 | 2400 | 215,9 | 177,8 | 9,2 | 1300 | 20 | 1,1 | 3120 | 1170 | 0,45 | 25 | 2300 | 53 | |
25 | 2500 | 190,5 | 139,7 | 7,7 | 1400 | 10 | 1,2 | 3150 | 1180 | 0,5 | 25 | 2400 | 60 |
26 | 2600 | 215,9 | 146,1 | 8,5 | 1500 | 15 | 1,2 | 3120 | 1160 | 0,55 | 27 | 2500 | 55 | |
27 | 2700 | 250,8 | 193,7 | 8,3 | 1600 | 20 | 1,25 | 3150 | 1180 | 0,45 | 28 | 2600 | 60 | Галит |
28 | 2900 | 244,5 | 193,7 | 8,5 | 1700 | 10 | 1,3 | 3150 | 1300 | 0,5 | 29 | 2800 | 50 | |
29 | 2900 | 215,9 | 177,8 | 9,2 | 1800 | 15 | 1,1 | 3120 | 1250 | 0,55 | 29 | 2800 | 47 | |
30 | 3000 | 199,5 | 146,1 | 7,7 | 2000 | 20 | 1,2 | 3150 | 1200 | 0,6 | 30 | 2900 | 45 |
Примечание: коэффициент потерь цемента при приготовлении цементного раствора К2 для всех вариантов принять 1,04; коэффициент сжимаемости ∆ бурового раствора для всех вариантов принять = 1,03.
РАСЧЕТ ОДНОСТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ
Исходные данные
1 | Глубина скважины H, м |
2 | Диаметр долота Dдол, мм |
3 | Наружный диаметр обсадной колонны dн.ок, мм |
4 | Толщина стенки обсадной колонны ????, мм |
5 | Высота подъема тампонажного раствора Hт.р, м |
6 | Высота цементного стакана hст, м |
7 | Коэффициент кавернозности kк |
8 | Плотность сухого цемента ρс.ц., кг/м3 |
9 | Плотность бурового раствора ρб.р., кг/м3 |
10 | Водоцементное отношение, m |
11 | Пластовое давление Pпл, МПа |
12 | Расстояние до продуктивного горизонта Zпл, м |
13 | Температура на забое t, ºС |
14 | Коэффициент потерь цемента при приготовлении цементного раствора, К2 |
15 | Коэффициент сжимаемости бурового раствора, ∆ |
16 | Породы в интервале цементирования |
Представить схему цементирования обсадной колонны.
Расчет
-
Плотность тампонажного раствора, кг/м????
1 + ????
????т.р.
= 1 ????,
????с.ц. + ????в
где ρв – плотность воды (жидкости затворения), кг/м3.
-
Коэффициент аномальности
????а
= ????пл ,
????в ∗ ???? ∗ ????пл
где g - ускорение свободного падения равное 9,81 м/с2.
Высота столба буферной жидкости, м
ℎб.ж. =
(????б.р. − ????в ∗ ????а) ∗ ????пл
????б.р. − ????б.ж.
где ρб.ж. - плотность буферной жидкости, кг/м3.
Для повышения качества цементирования необходимо предусмотреть использование при цементировании буферной жидкости.
Плотность и тип буферной жидкости необходимо принять в соответствии с геологическим разрезом ствола скважины. Рекомендуемые типы буферных жидкостей представлены в справочной литературе [5,8].
В случае, если, при расчёте высота столба буферной жидкости в затрубном пространстве получается больше 220 м, то ее необходимо принять равной 150 - 220 м в соответствии с РД 39-00147001-767-2000 «Инструкция по креплению нефтяных и газовых скважин», что оказывается вполне достаточным для обеспечения хорошего качества цементирования.
-
Объем буферной жидкости, м3
????
???? = ∗ ( К
∗ ????2 − ????2 ) ∗ ℎ
б.ж. 4
к дол
н.ок
б.ж.
-
Высота столба бурового раствора в затрубном пространстве, м
ℎб.р. = ???? − (????т.р + ℎб.ж.)
-
Требуемый объем тампонажного раствора, м3
???? ???? 2 2 2
т.р. =
4 ∗ [(????к ∗ ????д
− ????н.ок.) ∗ ????т.р + ????в.ок ∗ ℎст],