Промывка скважин (стр. 1 из 3)

1 Обоснование и расчет конструкции скважины и плотности бурового

раствора

1.1 Определение совместимых интервалов бурения

Определяем давление столба воды на глубине замера соответствующих давлений:

где ρ_в – плотность воды, g – ускорение свободного падения, z – глубина замера.

Определяем относительное пластовое давление

:

Определяем минимально допустимую плотность

бурового раствора, рассчитанную по пластовому давлению:

Определяем максимально допустимую плотность бурового раствора, рассчитанную по максимально допустимому давлению в скважине из условий гидроразрыва или экологических требований по предупреждению загрязнения буровым раствором пластов пресной воды и продуктивных пластов.

Экологические требования предусматривают ограничение избыточного статического давления бурового раствора на пласты с пресной водой и продуктивные пласты величиной Δp:

Все вычисления занести в таблицу 1.1

Таблица 1.1 – Результаты расчета плотности бурового раствора

№ инт.	pв, МПа	p’п	k	ρ0min	ρ0max	Δp	ρ0maэx	Выбор ρ0
1	4,41	1,13	1,1	1,24	1,94	1,5	1,47	1,24
2	8,62	1,04	1,1	1,14	1,65	-	-	1,14
3	11,76	0,94	1,05	0,99	1,86	-	-	1,14
4	15,68	1,65	1,04	1,72	2,24	-	-	1,72
5	26,36	1,10	1,04	1,14	1,26	-	-	1,14
6	27,44	0,94	1,04	0,98	1,35	3,5	1,07	1,05
7	27,93	1,07	1,04	1,11	1,29	-	-	Не вскрывать

Строим совмещенные графики относительных плотностей бурового раствора

Рисунок 1.1 – Зависимости относительных предельных плотностей бурового раствора от глубины бурения и схема конструкции скважины

1.2 Расчет диаметров долот и обсадных колонн

По заданию диаметр обсадной колонны d=146 мм.

Расчет начинается с определения диаметра долота D для бурения последнего интервала с учетом диаметра муфты обсадных труб последней колонны d_м и зазора между стенкой скважины и муфтой ∆_н:

Расчет диаметра предыдущей колонны и долота для бурения первого интервала:

Расчет диаметра кондуктора и долота под кондуктор:

2 Расчет равнопрочной обсадной колонны

2.1 Виды расчетов обсадной колонны

Обсадная колонна рассчитывается на растяжение от собственного веса, на смятие наружным избыточным давлением и на разрыв под действием внутреннего избыточного давления. Чтобы получить колонну наименьшего веса, запас прочности по длине колонны должен быть близким к допустимому. Для выполнения расчета дополнительно задаются глубина уровня жидкости в колонне Н, плотность пластового флюида r_ф и плотность цементного раствора r_ц.

2.2. Прочностные характеристики стальных обсадных труб

и условия прочности

Условие предупреждения разрыва трубы внутренним избыточным давлением р_ви имеет вид

где р_вп - предельное для трубы внутреннее давление; [k_в] - допустимый запас прочности при действии внутреннего давления.

[k_в] = 1,15 для трубы диаметром меньше 219,1;

[k_в] = 1,45 для трубы диаметром больше 219,1.

При растяжении колонны ее слабым элементом является резьбовое соединение. Условие предупреждения расстройства резьбового соединения

F_c > [k_c]SF_i, где F_c - нагрузка, страгивающая резьбовое соединение; [k_c] - допустимый запас прочности резьбового соединения; SF - суммарный вес труб, расположенных ниже расчетного резьбового соединения.

Для обсадной колонны принимаем значение [k_c] = 1,15.

2.3 Расчет колонны на внутреннее избыточное давление

Целью расчета является определение давления опрессовки обсадной колонны и выбор соответствующих ему толщин стенки труб. Опрессовка проводится сразу после окончания продавки цементного раствора, когда цементный раствор еще жидкий.

2.3.1. Определение внутреннего давления

Из условия равенства давлений наружного и внутреннего столбов жидкостей на забое скважины (z = z_к) определяется величина давления на устье р_уц в конце цементирования:

Давление опрессовки p_опр.ц во всех случаях принимается на 10 % выше максимального устьевого давления, т.е.

2.3.2 Определение внутреннего давления в конце испытания

Скважина путем перфорации гидравлически сообщена с продуктивным пластом и с пластовым давлением р_п, измеренным на глубине замера z_з. Это давление уравновешивается давлением столба нефти в колонне и устьевым давлением р_уи. Из этого условия определяем р_уи:

Тогда давление опрессовки составит:

Полученные величины р_опр.ц и р_опр.и сопоставим с нормативными р_опр.н. Для колонны с диаметром 146 мм р_опр.н=12,5 МПа. В качестве расчетной выбираем наибольшую, т.е. р_опр.ц=15,84 МПа.

2.3.3 Распределение внутреннего избыточного давления в колонне

Распределение внутреннего избыточного давления в колонне по глубине скважины при опрессовке давлением р_опр находим из условия

, где р_ви – внутреннее избыточное давление; р_в – внутреннее давление в колонне; р_н –наружное давление жидкостей на колонну. Определение глубин спуска труб с разной толщиной стенки будет проведено графическим методом. Поэтому величины р_ви рассчитываются для характерных глубин и строится соответствующая зависимость р_ви от z.

Для этого введем систему координат: влево откладываем значение внутреннего давления, вправо – наружное. На оси р_в отложим величину выбранного давления опрессовки р_опр.ц=15,4 МПа. К давлению опрессовки прибавляем величину давления, создаваемого весом промывочной жидкости в колонне.