Бурение нефтяных и газовых скважин
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
?а контактирующих с ними буровых и тампонажных растворов перед ними и после них закачивают небольшие порции пресной воды объемом, составляющим примерно 10% от объема буферной жидкости.
Буферная жидкость будет приготавливаться с помощью цементировочного агрегата ЦА - 320А, путем растворения реагентов в технической воде.
Расiитаем необходимый объем буферной жидкости для колонн по формуле (7,с.168):
Vбуф. = 0,785 * lб * ас * (d с 2 - dнар. колон 2)
с учетом потерь в циркуляционной системе:
Vбуф. / = Vбуф. * кпот
d с - средний диаметр скважины в интервале, м
dнар. колон - наружный диаметр колонны, м
lб - высота столба буферной жидкости в кольцевом пространстве, м
ас - соотношение между длиной и глубиной скважины
кпот - коэффициент, учитывающий потери ее в циркуляционной системе, кпот ? 1,0. Примем кпот = 1,05.
Направление:
Vбуф.напр. = 0,785 * 5 * 1 * (0,394 2 - 0,324 2) = 0,200 м3
Vбуф.напр. / = 0,200 * 1,05 = 0,210 м3
Кондуктор:
Vбуф.конд. = 0,785 * 10 * 1 * (0,295 2 - 0,245 2) = 0,211 м3
Vбуф.конд. / = 0,211 * 1,05 = 0,221 м3
Эксплуатационная колонна:
Vбуф.эксп. = 0,785 * 10 * 1,02 (0,216 2 - 0,146 2) = 0,200 м3
Vбуф.эксп. / = 0,200 * 1,05 = 0,210 м3
Таким образом, необходимый объем буферной жидкости:
для направления - 0,200 м3
для кондуктора - 0,221 м3
- для эксплуатационной колонны - 0,210 м3
6. Раiет цементирования обсадных колонн
Раiет цементирования направления:
Наибольшая температура в цементируемом интервале скважины при промывке не превышает 20 0С.
Раiет цементирования направления:
Наибольшая температура в цементируемом интервале скважины при промывке не превышает 20 0С.
Цементирование будет проводиться одной порцией цементного раствора (0-30 м) - модифицированный поливинилацетатным реагентом тампонажный раствор, плотность раствора 1750 кг/м3; состав раствора по массовым долям:
портландцемент тампонажный - 100
вода техническая - 40
поливиниацетатный реагент (ПВАР) - 0,5
хлорид кальция - 3
Сроки схватывания: начало 2ч. 35 мин., конец - 3ч. 40 мин.
Под кондуктор коэффициент кавернозности 1,8. Так как данный интервал 0-40 м бурится долотом 393,7 мм, то диаметр скважины вычисляется:
d скв. = 393,7 * 1,8 = 708,96 мм
Полный объем заколонного пространства будет складываться из двух участков:
Vз.п. = S0-30 * l1
Sз.п. = S0 - Sэкс = (?/4) * (d 0 2 - d нап 2 )
Интервал 0-30м: Sз.п. = S0 - Sэкс = (3,14/4) * (0,70866 2 - 0,324 2 ) = 31,18 * 10-2 м2
Объем заколонного пространства:
- 30м: V1 = 31,18 * 10-2 * 30 = 9,35 м3
Определим необходимое количество компонентов для цементирования направления (0-30 м):
Необходимый объем с учетом высоты цементного стакана:
V1 = 9,35 + 5*3,14*0,3062 *0,25 = 9,35 + 0,36 = 9,71 м3
- цемент ПЦТ-II-60; 1100 кг/м3 ; М =1100 * 9,71= 10681 кг
С учетом потерь: 10681 кг * 1,05 = 11215 кг
Из них:
Vцем.ст. = 1100 * 0,36 = 396 кг (с учетом потерь 416 кг)
Vколон = 1100 * 9,35 = 10285 кг (с учетом потерь 10799 кг)
техническая вода; 0,4*1100 кг/м3 ; М = 0,4 * 1100 * 9,71 = 4272 кг = 4,272 м3
ПВАР; 0,005*1100 кг/м3; М = 0,005 * 1100 * 9,71 = 53,40 кг
СаС12; 0,03*1100 кг/м3; М = 0,03 * 1100 * 9,71 = 320,43 кг
пеногаситель; 3 л на 1м3; V = 3 * 9,71 = 29,13 л
Для приготовления тампонажного раствора используем смесительные машины типа 2СМН-20, емкость бункера которых расiитана на 20 тонн сухого цемента или объема 14,5 м3. расiитаем необходимое число цементировочных машин в зависимости от массы цемента, его насыпной объемной массы и вместимости бункера по формуле:
м = (1/Vбун) * (G/?н), (8, с.262):
м = (1/14,5) * (11215/3150) = 0,25
Итак, достаточно одной машины типа 2СМН-20.
Определим количество продавочной жидкости (7, с.168):
Vпрод = 0,785 * kс * d внут. 2 * ( Lс - hс )
с - коэффициент запаса продавочной жидкости, kс = 1,02 1,05
Lс - длина скважины по оси, м
hс - высота цементного стакана, оставляемого в колонне, м
Vпрод = 0,785 * kс * d внут. 2 * ( Lс - hс )
Vпрод = 0,785 * 1,05 * 0,306 2 * ( 30 - 5 ) = 1,92 м3
Принимаем технологически необходимую скорость восходящего потока тампонажного раствора в затрубном пространстве 0,8 м/с и определяем подачу насосов цементировочных агрегатов для обеспечения данной скорости по формуле:
= Рзагр * V
Рзагр = ( Vцр - Vстак) / Нцр, (8, с.260)
Рзагр = ( 9,71 - 0,36) / 30 = 0,312 м2
Q = 0,312 * 0,8 = 0,250 м3/с
Определяем наибольшее рабочее давление в конце цементирования по формуле:
Рк = Рр + Ртр + Ркп
Рр - максимальная ожидаемая разность гидростатических давлений в трубах и затрубном пространстве в конце цементирования, Па;
Ртр - давление на преодоление гидравлических сопротивлений в трубах при движении продавочной жидкости, Па;
Ркп - давление на преодоление гидравлических сопротивлений в затрубном пространстве при движении продавочной жидкости и цементного раствора, Па.
Рр = ( Н - h ) * ( ?цр - ?пр ) * g
Рр = (30 - 5 ) * ( 1750 -1200) * 9,81 = 0,23 МПа
Ртр = ?т* ( 8* ?пр *Q2 * L) / ( ?2 * dв5 )
?т - коэффициент гидравлического сопротивления трению в трубах;
?пр - плотность продавочной жидкости, кг/м3; - расход продавочной жидкости, м3/с;в - внутренний диаметр труб, м;
L - длина колонны, м.
?т = 0,1 * [ (1,46*3*10-4 /d ) + (100 / Rет ) ]0,25
Rет = 4*?*Q / ?*dв * ?
? - пластическая вязкость, Па*сет = 4*1200*0,250 / 3,14*0,306 * 0,01 = 114817
?т = 0,1 * [ (1,46*3*10-4 /0,306 ) + (100 / 114817) ]0,25 = 0,022
Ртр = 0,022* ( 8* 1200*0,2502 * (40-5) )/ ( 3,142 * 0,3065 ) = 0,02 МПа
Вычислим потери давления в кольцевом пространстве при движении продавочной жидкости
Rекп = 4*?*Q / ?*( dс + dн ) * ?
екп = 4*1200*0,250 / 3,14*( 0,70866 + 0,324 ) * 0,01 = 34022
?т = 0,107 * [ (1,46*3*10-4 / ( dс - dн ) + (100 / Rет ) ]0,25
?т = 0,107 * [ (1,46*3*10-4 / (0,70866 - 0,324) + (100 / 34022) ]0