Бурение нефтяных и газовых скважин
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
,25 = 0,048
? Ркп = ?кп* ( ?пр *Uкп 2) *L / 2*( dс - dн) Ртр = ?т* ( 8* ?пр *Q2 * L) /[ ? * ( dс + dн ) * ( dс - dн )2 ]
? Ркп = 0,048* ( 8* 1200*0,2502 * 30) / [3,14 * ( 0,70866 + 0,324 ) * (0,70866 - 0,324)2 ] = 0,002 МПа
Вычислим потери давления при движении цементного раствора в кольцевом пространстве.
Вычислим критические значения числа Рейнольдса:
Rекр = 2100 + 7,3 *[ (? *( dс - dн )2 * ?0 ) / ?2 ]0,58
?0 - динамическое напряжение сдвига, Па
екр = 2100 + 7,3 *[ 1750 *( 0,70866 - 0,324)2 * 30 ) / 0,082 ]0,58 = 26767
Вычислим действительные значения числа Рейнольдса:
Rекп = 4*?*Q / ?*( dс + dн ) * ?
екп = 4*1750*0,250 / 3,14 *( 0,70866 + 0,306 ) * 0,08 = 6746
Так как цементный раствор по всему затрубному каналу движется ламинарно (Rекп < Rекр ), то для полного замещения промывочной жидкости тампонажным раствором в компоновке обсадной колонны используем турбулизаторы и вращатели потока. Их установка позволит использовать турбулентный режим течения тампонажного раствора.
Вычислим потери давления при выбранном турбулентном режиме.
?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 / 6845 ) ]0,25 = 0,038
? Ркп = ?т* ( 8* ?пр *Q2 * L) /[ ? * ( dс + dн ) * ( dс - dн )2 ]
? Ркп = 0,038* ( 8* 1750 *0,2502 * 30) /3,14 * ( 0,70866 + 0,324) * (0,70866 - 0,324)2 = 0,003 МПа
Итак, максимальное давление в конце цементирования:
Рк = 0,23 + 0,02 + 0,002 + 0,003 = 0,255 МПа
Допустимое давление на устьевое цементировочное оборудование:
Рд = Ру / 1,5 = 30/1,5 = 20 МПа
МПа > 0,255 МПа
В соответствии с Q и Рк выберем тип цементировочного агрегата. В данном случае Q = 250 дм3/с; Рк = 0,255 МПа. Принимаем 5ЦА-320.
Определяем число ЦА из условия их подачи, расiитанной при Рк. по таблице 62 (12, с.415) находим при диаметре втулки 127 мм и давлении насоса РIV = 4 МПа и q IV =23,0 дм3/с.
Число ЦА (8, с.262):
= Q / q + 1
=250 / 23 + 1 = 11,87
принимаем 12 агрегатов 5ЦА-320.
Определяем количество работающих ЦА при закачке буферной жидкости. Так как объем буферной жидкости 0,200 м3, а емкость мерного бака ЦА 4 м3, то для закачки буферной жидкости принимаем 1 ЦА.
Число работающих ЦА при закачке тампонажного цементного раствора расiитаем по формуле:
= 2 * m = 2*8 = 16
Так как Vцр > Vпр (9,71 > 1,92), то гидравлическое сопротивление сопротивления будут чуть больше, поэтому для получения подачи 169 дм3/с можно взять qIV =15,1 дм3/с, то есть 16*15,1 = 241,6 дм3/с. Суммарная подача смесительных машин обеспечивает полученную суммарную и подачу ЦА.
Закачивание 0,98 продавочного раствора будет осуществляться 16 ЦА при подаче q IV =23 дм3/с. Оставшиеся 0,02 объема продавочного раствора будут закачиваться одним агрегатом при подаче q IV =23 дм3/с.
Определяем продолжительность цементирования эксплуатационной колонны:
tц = (1/60) * [ (Vбуф/ (n1 * qIV ) ) + (Vцр/ (n2 * qIV ) ) + (Vпрод/ (n3 * q IV ) ) + (Vпрод/ (n4 * q IV ) ) ] + 10
ц = (1/60) * [ (0,200*103/ (1 * 15,1 ) ) + (9,71*103/(16 * 15,1 ) ) + (0,98*1,92*103/ (11 * 23) ) + (0,02*1,92*103/ (1 * 23) ) ] + 10 = 11,04 мин.
Для цементирования эксплуатационной колонны необходимо принять тампонажный цементный раствор, характеризующийся началом загустевания tзаг = tц /0,75 = 11,04 / 0,75 = 14,72 мин. Выбранный выше цементный раствор удовлетворяет этому условию.
Результаты вышепроделанных раiетов заносим в таблицу (Приложение 2).
Раiет цементирования кондуктора:
Наибольшая температура в цементируемом интервале скважины при промывке не превышает 20 0С.
Цементирование будет проводиться одной порцией цементного раствора (0-357 м) - модифицированный поливинилацетатным реагентом тампонажный раствор, плотность раствора 1750 кг/м3; состав раствора по массовым долям:
портландцемент тампонажный - 100
вода техническая - 50
поливиниацетатный реагент (ПВАР) - 0,5
хлорид кальция - 3
Сроки схватывания: начало 3 ч. 05 мин., конец - 4 ч. 15 мин.
Под кондуктор коэффициент кавернозности 1,5. Так как данный интервал 0-357 м бурится долотом 295,3 мм, то диаметр скважины вычисляется:
d скв. = 295,3 * 1,5 = 442,95 мм
Внутренний диаметр верхнего участка равен внутреннему диаметру направления (0-30 м):
d в = d н - 2 * ? = 324 - 2*9 = 306 мм
? - толщина стенки трубы, мм
Следовательно, полный объем заколонного пространства будет складываться из двух участков:
Vз.п. = S0-30 * l1 + S30-357 * l2
Sз.п. = S0 - Sэкс = (?/4) * (d 0 2 - d кон 2 )
Интервал 0-30м: Sз.п. = S0 - Sэкс = (3,14/4) * (0,306 2 - 0,245 2 ) = 2,64 * 10-2 м2
Интервал 30-357м: Sз.п. = S0 - Sэкс = (3,14/4) * (0,44295 2 - 0,245 2 ) = 10,69 * 10-2 м2
Объем заколонного пространства:
- 30м: V1 = 2,64 * 10-2 * 30 = 0,79 м3
30 - 357м: V2 = 10,69 * 10-2 * 327 = 34,95 м3
Тогда Vз.п. = 0,79 + 34,95 = 35,74 м3
Определим необходимое количество компонентов для цементирования кондуктора (0-357 м):
Необходимый объем с учетом высоты цементного стакана:
V1= 35,74 + 10*3,14*0,2292 *0,25 = 35,74 + 0,41 = 36,15 м3
- цемент ПЦТ-II-60; 1100 кг/м3 ; М =1100 * 36,15= 39765 кг
С учетом потерь: 39765 кг * 1,05 = 41753 кг
Из них:
Vцем.ст. = 1100 * 0,41 = 451 кг (с учетом потерь 474 кг)
Vколон = 1100 * 35,74 = 39314 кг (с учетом потерь 41280 кг)
техническая вода; 0,5*1100 кг/м3 ; М = 0,5 * 1100 * 36,15 = 19882 кг = 19,88 м3
ПВАР; 0,005*1100 кг/м3; М = 0,005 * 1100 * 36,15 = 198 кг
СаС12; 0,03*1100 кг/м3; М = 0,03 * 1100 * 36,15 = 1192 кг
пеногаситель; 3 л на 1м3; V = 3 * 36,15 = 108,45 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) * (41753/3150) = 0,91
Итак, достаточно одной машины типа 2СМН-20.
Определим количество продавочной жидкости (7, с.168):
Vпрод = 0,785 * kс * d внут. 2 * ( Lс - hс )