Проектирование строительства эксплуатационной скважины №11 на Северо-Прибрежной площадке Краснодарского края (стр. 11 из 13)

Следует отметить, что роль и значение цементного камня остаются неизменными на протяжении всего срока использования скважины, поэтому к нему предъявляются требования высокой устойчивости против воздействия отрицательных факторов.

Существует несколько способов цементирования. Они различаются схемой подачи тампонажного раствора в затрубное пространство и особенностями используемых приспособлений. Возможны два варианта подачи тампонажного раствора в затрубное пространство:

·раствор, закачанный внутрь цементируемой обсадной колонны, проходит по ней до башмака и затем поступает в затрубное пространство, распространяясь снизу вверх (по аналогии с промывкой называется цементированием по прямой схеме);

·тампонажный раствор с поверхности подают в затрубное пространство, по которому он перемещается вниз (цементирование по обратной схеме).

В промышленных масштабах применяют способы цементирования по прямой схеме. Если через башмак обсадной колонны в затрубное пространство продавливают весь тампонажный раствор, способ называется одноступенчатым (одноцикловым) цементированием. Если обсадная колонна на разных уровнях оснащена дополнительными приспособлениями (заливочными муфтами), позволяющими подавать тампонажный раствор в затрубное пространство поинтервально на разной глубине, способ цементирования называется многоступенчатым (многоцикловым). Простейший и наиболее распространенный способ - цементирование в две ступени (двухступенчатое). Иногда возникает необходимость не допустить проникновения тампонажного раствора в нижнюю часть обсадной колонны, расположенную в интервале продуктивного пласта, тогда этот интервал в затрубном пространстве изолируется манжетой, установленной на обсадной колонне, и сам способ цементирования называется манжетным. Выделяются также способы цементирования потайных колонн и секций, поскольку тампонажный раствор в этом случае закачивают по бурильной колонне, на которой спускают секцию или потайную колонну.

Расчеты при цементировании скважины – важная часть проектирования заключительного этапа строительства скважины. Применительно к конкретным местным условиям проводится метод сплошного одноступенчатого цементирования обсадной колонны. Расчет этого цементирования включает:

·определение объема цементного раствора;

·установление количества сухого цемента (или смеси цемента с наполнителями), выбор типа цемента;

·определение необходимого количества воды и реагентов для затворения, определение объема продавочной жидкости;

·установление допустимого времени цементирования скважины;

·определение числа агрегатов и цементно-смесительных машин;

·определение возможного максимального давления в конце процесса цементирования.

Объем скважины соответствует объему цементного раствора[5]:

где k – коэффициент кавернозности;

H – высота подъема цементного раствора;

D – диаметр скважины;

d – диаметр обсадной колонны.

Коэффициент кавернозности составляет 1,10 – 1,12.

Кондуктор Ø 324мм: Vцр1 = (3,14/4)(1,1·0,394² – 0,324²)1020 = 52,6м³

Пром. колонна Ø 245мм: Vцр2 = (3,14/4)(1,1·0,2903² – 0,245²)2450 = 63м³

Экс. колонна Ø 140мм: Vцр3 = (3,14/4)(1,1·0,1905² – 0,140²)1175 = 23,5м³

Для приготовления 1м² цементного раствора требуется цемента[5]:

q = ρцρв/(ρв+mρц) (2.5.2)

где ρц – плотность цемента;

ρв – плотность воды;

m – водоцементное отношение.

Кондуктор Ø 324мм: q1 = 2900·1000/(1000+0,5·2900) = 1184кг

Пром. колонна Ø 245мм: q2 = 3015·1000/(1000+0,48·3015) = 1232кг

Экс. колонна Ø 140мм: q3 = 3500·1000/(1000+0,34·3500) = 1598кг

отсюда плотность цементного раствора будет[5]:

ρц.р. = q(1+m) (2.5.3)

Практически плотность цементного раствора определяется ареометром.

Общее количество цемента[5]:

G = kцqVц.р. (2.5.4)

где kц = 1,03-1,05 – коэффициент, учитывающий потери цемента при погрузочно-разгрузочны работах.

Кондуктор Ø 324мм: G1 = 1,04·1184·52,6 = 64,8т

Пром. колонна Ø 245мм: G2 = 1,04·1232·63 = 80,7т

Экс.колонна Ø 140мм: G3 = 1,04·1596·23,5 = 39т

Число цементно-смесительных машин принимается с учетом расчетного объема цемента при условии, что на каждую из них можно загрузить примерно 20 т материала (n1 = 3, n2 = 4, n3 = 2).

Общий объем воды при этом составляет[5]:

Vв = Gц/(kцkвρв) (2.5.5)

где kв = 1,01-1,05 – коэффициент, учитывающий потери воды.

Объем продавочной жидкости для транспортирования цементного раствора в затрубное пространство можно определить по формуле[5]:

где Δ = 1,03-1,05 – коэффициент сжимаемости продавочной жидкости.

Кондуктор Ø 324мм: V1 = 1,04·0,785·0,324²(1020 – 10) = 86,6м³

Пром.колонна Ø 245мм: V2 = 1,04·0,785·0,245²(2450 – 10) = 119,6м³

Экс. колонна Ø 140мм: V3 = 1,04·0,785·0,14²(3025 – 10) = 48,2м³

Величина максимального давления в конце продавки вычисляется по формуле[5]:

p = p1 + p2 (2.5.7)

где p1 – давление, обусловленное разностью удельных весов в трубах и затрубном пространстве;

p2 – гидравлические потери давления.

Давление, обусловленное разностью весов в трубах и затрубном пространстве, находим по формуле[5]:

Гидравлические потери давления точно рассчитать пока невозможно. Для приблизительных расчетов используем ориентировочные формулы Р.И.Шищенко:

а) для скважин глубиной до 1000м – р2 = 0,001L + 0,8, МПа;

б) для скважин глубиной более 1000м – р2 = 0,001L + 1,6, МПа.

Время цементирования колонны[5]:

Тцем = tц + tпц + 10 (2.5.9)

где tц – время закачки цементного раствора;

tпц – время продавки цементного раствора;

10 – время, необходимое для выполнения операции по закладыванию в заливочную головку пробки.

Время закачки цементного раствора и время продавки цементного раствора находим по формулам[5]:

tц = Vц.р/qср (2.5.10)

tпц = Vж/qср (2.5.11)

где qср = 0,020м³/с – средняя производительность насосов цементировочных агрегатов.

Кондуктор Ø 324мм: tц1 = 52,6/0,02 = 44мин

Пром. колонна Ø 245мм: tц2 = 63/0,02 = 53мин

Экс. колонна Ø 140мм: tц3 = 23,5/0,02 = 20мин

Кондуктор Ø 324мм: tпц1 = 86,6/0,02 = 72мин

Пром. колонна Ø 245мм: tпц2 = 119,6/0,02 = 100мин

Экс. колонна Ø 140мм: tпц3 = 48,2/0,02 = 40мин

Потребное количество цементировочных агрегатов определяем по следующей формуле[5]:

где u = 1,5м/сек – средняя скорость восходящего потока цементного раствора.

Вычисленные значения заносим в таблицы.

Таблица 2.11 Общие сведения о цементировании обсадных колонн.

Наим.колонны	Диаметр,мм		Коэф.кавер-нознос.	Характеристика секций			Интервалцементирования		Плотн.цем.р.,кг/м³
	колон-ны	сква-жины		ин-вал уст.,м		кол-воступен.
				от	до		от	до
КондукторПром. колоннаЭкс.колонна	324245140	394295,3190,5	1,101,101,12	102024503025	000	111	102024503025	001850	178018202150

Таблица 2.12 Данные к расчету цементирования колонн

Наим.колонны	Диам.колонн	Плотность,кг/м³		В/Сотнош.	Мас.там.матер.	Объем,м³		Давление,МПа
		сух.мат.	раств.			цем.рас.	буф.ж.	в труб.	в затр.
КондукторПром. колоннаЭкс.колонна	324245140	290030153500	178018202150	0,500,480,34	1,1841,2321,598	52,663,023,5	6,06,06,0	6,84,36,5	18,445,868,5

Таблица 2.13 Потребное количество материалов и цементировочной техники

Наименование работ или затрат	Единицаизмерения	Потребное кол-во на колонну
		кондуктор	пром.кол.	экс.кол.
ЦементВода техническая: для буферадля затворенияУНБ 160/40АН-4002СМН-20БМ-700СКЦ-2МОсреднитель	тоннм³м³штштштштштшт	64,86,632,4233112	80,76,638,8234112	391,114145111

3. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

СМЕТА

К РАБОЧЕМУ ПРОЕКТУ

на строительство эксплуатационной скважины

№11 на площади СЕВЕРО-ПРИБРЕЖНАЯ.

Цель работ эксплуатация

Способ бурения роторный

Вид бурения вертикальный

Местоположение суша

Вид энергии электричество

Буровая установка 4Э-76

Глубина скважины 3025

Скорость бурения 612 м/ст.мес.

Продолжительность цикла

строительства скважины, сут 229,1

·строительно-монтажные работы 67

·подготовительные работы к бурению 4

·бурение и крепление 150,3

·испытание 7,8

Конструкция скважины

·направление 530мм×30м

·кондуктор 324мм×1020м

·промежуточная колонна 245мм×2450м

·эксплуатационная колонна 140мм×3025м

3.1 СМЕТНЫЙ СВОДНЫЙ РАСЧЕТ НА СТРОИТЕЛЬСТВО СКВАЖИНЫ

Таблица 4.1 Сводный расчет на строительство скважины

Наименование работ и затрат	Стоимость, всего
	В ценах 1991 года		В текущих ценах,руб
	Прямые затраты, руб	В т.ч. осн з/плата рабочих
1	2	3	4
Глава 1. Подготовительные раб. к строительствуРазборка К=0,1ИтогоТранспорт 9,8%Итого по гл. 1Глава 2. Строительство и разборка вышки, привышеечн. сооруж., монтаж и демонт. БУСтроительство и монтажРазборка и демонт. К=0,2ИтогоТранспорт 9,8%Итого по гл. 2Глава 3. Бурение и крепление скважиныБурение скважиныКрепление скважиныИтогоТранспорт 9,8%Итого по гл. 3Глава 4. Испытание скв. на продуктивностьОбвязка устья скважиныИспытание скв. на продуктивностьИтогоТранспорт 9,8%Итого по гл. 4Глава 5. Дополнительные затраты при строительстве в зимнее время 0,8%Итого по гл. 1-5Глава 6. Накладные расходы 26,0%Глава 7. Плановые накопления 20,0%Итого по гл. 1-7Глава 8. Прочие работы и затратыПлатежи по страховым взносам 3,0%Выплата премий 2,2%Полевое довольствие 2,3%Лабораторные работы 0,15%	7371373718108479468903031004620137205364640851528619418929947548928601040407396832737367053597403021039121163031502430533118319845496040304421361621	17451745271227122644487743521729228763168364287942879	2288079,721049859,9726738468,231035766,7726703,528096108,347846997,311412459,521035803,641082885,6341661,35
Охрана окружающей средыРекультивацияИтого по гл. 8Итого по гл. 1-8Глава 9. Авторский надзор 0,2%Глава 10. Резерв на непредвиденные работы5,0%Итого по гл. 1-10(в ценах 91 г)Индекс удорожания к ценам 91г. К=25,7Итого по гл. 1-10(текущих ценах)Глава 11.Доп. затраты в текущих ценахПуско-наладочные работыПуско-наладочные работы электричес-кой части установки "KEM-TRON"Пробег _К. Лаборатории на 170 кмПодвоз воды автоцистернами на 10 кмПромыслово-геофизические работыИнженерные изысканияРадиационный контрольДежурство инженеров СКВОПлатежи за выбросы в атмосферуПлата за размещение отходовСодержание шламохранилищаПроектные работы в т.ч. согласование иэкспертиза проектаУщерб ЧНВХАренда землиОформление землиРегистрацияПотери сельхоз производстваУщерб госохотзаказникуИзготовление Технического паспортаТехнологическая дорога и площадкапод скважинуПлощадка для скважины №11 Северо-Прибрежного месторожденияПодъездная технологическая дорогаИнженерное сопровожд. (супервайзер)Программа по растворамСервисные услуги "Эколог Кубани"Геоэкологический мониторингИтого по гл. 11Итого по гл. 1-11НДС18,0%Всего по сметному расчету	390764928183024201500840301009522119990122579235033457820326022407663948022798	27274290642906110268711026871102687	1004261,31126644,564703716,00103571,402594463,5654483734,82369341,4825426,864471,0013072,722627913,00152542,3750847,4684745,76366,07275010,77593220,341059642,301271186,44338983,0542372,8855084,7584745,76211864,4150847,466924912,038583309,001330693,001702210,175170054,33300000,00180000,0031502863,3985986598,2215447587,68101464185,9

Стоимость оборудования, приобретаемого заказчиком: