Проект бурения нефтяной скважины (стр. 4 из 15)

q_г = l,6(ϱ_p – 1)m, (6)

V_г = 0,94(ϱ_p– l)м³. (7)

Принимаяϱ_г = 2,6 Т/м³иϱ_cp = 1,7 Т/м³, можно получить следующие расчетные формулы для определения весовых и объемных количеств глины, потребных для приготовления 1 м³глинистого раствора заданной плотности:

а) для приготовления 1 м³глинистого раствора на пресной воде

, (8)

(9)

б) для приготовления 1 м³глинистого раствора на морской воде

(10)

(11)

Нормы потребного количества глины и воды для приготовления 1 м³глинистого раствора заданной плотности (в м³) могут быть взяты также из справочника укрупненных сметных норм (СУСН) на строительство нефтяных и газовых скважин.

Количество утяжелителя, потребное для утяжеления 1 м³глинистого раствора от плотностиϱ_pдоплотностиϱ_ут._р, определяется по следующей формуле [40]:

, (12)

гдеq_ут— масса влажного утяжелителя, потребная для приготовления 1 м³раствора;

_p — плотность глинистого раствора до утяжеления;

— плотность глинистого раствора после утяжеления;

_yt— плотность утяжелителя;

п — влажность утяжелителя в долях единицы.

Если q_ут определяем для утяжеления 1 м³раствора, то размерность его выражается в т. Когда расчет ведем на 1 л глинистого раствора, тоq_ут — в г.

Количество утяжелителя, необходимое для утяжеления 1 м³глинистого раствора, можно определить, пользуясь номограммой С. Ю. Жуховицкого.

Для быстрых ориентировочных подсчетов потребного количества утяжелителей удобно пользоваться также специальными таблицами, составленными в расчете на сухой утяжелитель.

Объем, который займет 1 м³глинистого раствора после утян-ге-ления, определяется по следующей формуле:

(13)

или для некоторых утяжелителей по специальным таблицам.

Плотности барита и других утяжелителей определяются при помощи пикнометров по следующим формулам:

, (14)

, (15)

, (16)

гдеp— масса пикнометра в г;

р₁— масса пикнометра с утяжелителем в г;

р₂— масса пикнометра с водой в г;

р₃— масса пикнометра с водой и утяжелителем в г;

V_п— объем пикнометра в см³;

ϱ_к — плотность керосина в г/см³или т/м³\

р₄— масса пикнометра с керосином и утяжелителем в г;

ϱб— плотность барита в г 1см³или т/м³;

_ут— плотность утяжелителя, содержащего примеси, реагирующие с

водой, в г/см³или т/м³.

Влажность п утяжелителя подсчитывается по формуле

, (17)

В табл. 2 приведены технические условия, которым должен удовлетворять соответствующий сорт баритового утяжелителя.

Параметры	Сорт
	I	II	III
Плотность, не менее, г/см3……………………..Содержание сернокислого бария в пересчете на сухое вещество не менее, % …………….Содержание влаги не более, %а) в подсушенном ………………………...б) в неподсушенном ……………………..Содержание водорастворимых солей не более, % ………………………………………...В том числе кальция ………………………..Тонкость помола – остаток на сите 170 меш при размере ячеек в свету 0,074 мм не более, % ………………………………………...Содержание фракции минус 5мк не более, %..Растекаемость по конусу АзНИИ не менее…..	4,2905,014,00,350,0510,010,014	4,00

5,0

14,0

0,4

0,05

10,0

15,0

–

3,80

5,0

14,0

0,45

0,06

10,0

20,0

–

Ожидаемую плотность глинистого раствора, разгазированного в процессе бурения после выхода его из скважины на поверхность, определяем но формуле

. (18)

Количество газа, поступающего в глинистый раствор из пласта в течение 1 ч, равно

, (19)

гдеQ— количество промывочной жидкости, подаваемой в скважину, в л1сек;

ϱ_yг.р— плотность раствора, закачиваемого в скважину, в т/м³;

D— диаметр скважины в м;

υ — механическая скорость бурения в м/ч;

b— пористость породы в %;

α — коэффициент растворимости газа в нефти в м³/м³ -йгА/; для свободного газа а = 1;

ρ_пл— пластовое давление в атм;

W_г— количество газа, приведенного к атмосферному давлению,, поступающего в скважину за 1 ч работы, в м³.

Определим количество (массу) и объем глины (плотность которой равна 2,7 Т/м³, а влажность 16%), потребные для приготовления 1 м³ глинистого раствора плотностью 1,27 Т/м³, затворяемого па морской воде плотностью 1,03 Т/м³.

Весовое количество глины, потребное для приготовления 1 м³глинистого раствора заданной плотности, подсчитываем по формуле (3), а объемное по формуле (5):

,

.

Определив количество сухой глины, плотность которой равна 2,6 Т/м³,а также количество пресной воды, потребные для приготовления 1 м³глинистого раствора плотностью 1,24 т/м³.

Количество сухой глины, необходимое для приготовления 1 м³глинистого раствора, находим по формуле (3), приняв в ней n = 0:

.

Количество пресной воды, потребное для приготовления 1 м³глинистого раствора, определяем но формуле (4):

.

Подсчитаем количество гематита, плотность которого равна 4,5 т/м³, а влажность 12%, потребное для увеличения плотности глинистого раствора от 1,3 до 1,8 т/м³. Определим также объем, который займет 1 м³глинистого раствора после утяжеления.

Количество влажного гематита, потребное для утяжеления 1 м³глинистого раствора в необходимых пределах, подсчитываем по формуле (12):

.

Объем, который займет 1 м³глинистого раствора после утяжеления его, найдем по формуле (13):

.

Решим эту задачу, пользуясь графическим и табличным способами Жуховицкого. По номограмме, составленной для сухого утяжелителя, находим, что для утяжеления 1 м³глинистого раствора в заданных пределах надо израсходовать 0,84 m сухого утяжелителя. Чтобы учесть влажность утяжелителя, нужио полученную цифру увеличить на 12% (рекомендуется увеличение от 10 до 20% в зависимости от влажности утяжелителя). Тогда потребный расход влажного утяжелителя составит 1,01 т (как видим, результат несколько занижен по сравнению с аналитическим расчетом).

Найдем затем потребный расход утяжелителя. Он равен 0,82 т сухого утяжелителя. Учитывая влажность утяжелителя, находим, что потребный расход его составляет 0,82 • 1,12 = 0,92 т (результат также занижен по сравнению с аналитическим расчетом).

Объем, который займет 1 м³глинистого раствора после утяжеления, оказывается равным 1,178 м³, что достаточно близко к определенному по формуле (13).

Определим плотность гематита, если в пикнометр массой 68 г и объемом 72 см³, заполненный керосином, плотность которого равна 0,83 т/м³, введено некоторое количество утяжелителя. Масса пикнометра с навеской гематита оказалась равной 103 г, а масса пикнометра с керосином и гематитом 156 г.

Плотность гематита при заданных условиях задачи определяем по формуле (16):

.

Определим влажность гематита, если масса пробы утяжелителя до просушивания составляла 735 г, а после просушивания 638 г.

Влажность гематита согласно формуле (17) равна

.

Найти ожидаемую плотность разгазированного глинистого раствора по выходе его из скважины диаметром 0,3 м, если в нее прокачивается 40 л/сек глинистого раствора, плотность которого равна 1,75 т/м³. Средняя механическая скорость бурения равна 7,5м/ч, а ожидаемое пластовое давление 165 атм.Пористость породы принять равной 27%, а коэффициент растворимости газа в нефти 0,95 м³/м³• атм.