Смекни!
smekni.com

Расчёт и крепление обсадных колонн (стр. 4 из 7)

Uжi=0.5(

)=0.67 м/с.

Критическая скорость течения жидкости при смене режимов определяется по следующей формуле:

Uкр=25

,

При плотности промывочной жидкости 1150 кг/м3 и

τ0=8.5·10-3·ρпр.ж.-7=2.8 Па, критическая скорость составит:

Uкр=25

=25
=1.23 м/с,

Так как Uж<Uкр, то режим течения ламинарный.

Тогда:

=
=18.35, тогда β=0.51.

Гидродинамические давления на данном участке составят:

Ргд=

=0.85 МПа.

Результаты аналогичных расчетов для различных скоростей спуска эксплуатационной колонны приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1.

Зависимость гидродинамических давлений от скорости спуска.

Uсп,м/с Uж,м/с Uкр,м/с Sen β Re λ Pгд,МПа
0,5 0,67 1,23 18,35 0,51 - - 0,85
1 1,34 1,23 - - 4382 0,0258 1,44
2 2,68 1,23 - - 7668 0,0245 3,9
3 4,02 1,23 - - 13444 0,023 8,3
4 5,36 1,23 - - 19577 0,0218 13,9
5 6,7 1,23 - - 25904 0,0211 21

Гидростатическое давление на глубине 2700 м составит:

Ргстж·g·L=1150·9.8·2700=30,4 МПа.

Давление гидроразрыва на глубине 2700 м:

gradРгр·Н=0.0173·2700=46,7 МПа.

Тогда: Ргдгрс , Ргд<16,3 МПа.

Допустимая скорость спуска эксплуатационной колонны 5,7 м/с.

Рисунок 6. Зависимость гидродинамических давлений от скорости спуска обсадной колонны.

5. Обоснование способа цементирования, параметров и вида тампонажных материалов

Исходные данные для расчёта цементирования эксплуатационной колонны.

Таблица 5.1.

Наименование Размерность Условное обозначение Численное значение
1 2 3 4
Расстояние от устья скважины:- до башмака колонны- до башмака предыдущей колонны- до уровня цементного раствора- до уровня жидкости в конце эксплуатации- до кровли продуктивного пластаПлотность:- опрессовочной жидкости- бурового раствора за колонной- цементного раствора за колонной- облегчённого цементного раствора за колонной- жидкости в колоннеДлина участка цементного раствора по вертикалиДлина участка глиноцементного раствора по вертикалиДавление опрессовки на устьеПластовое давление в кровле продуктивного пласта мммммг/см3г/см3г/см3г/см3г/см3ммМПаМПа LL0hhкэhппропржрцр роцр рнH1H2PопРпл 2700750440120025901.001.21.831.480.84680158012,526,7

Для качественного крепления обсадной колонны выбираем портландцемент ПЦТ-100, процесс цементирования производится в одну ступень.

Определяем водоцементное отношение для облегченного цементного раствора и для цементного раствора по формуле:

;

где rц = 3000 кг/м3 - плотность цемента;

- для облегченного цементного раствора:

- для цементного раствора:

Найдем необходимый объем:

- облегченного цементного раствора:

Vо.ц.р.=

Vо.ц.р.=

м3;

- цементного раствора:

Vц.р.=

Vц.р.=

м3;

- продавочной жидкости:

=(
-
+0,5)×
=(0.0134·2819-0,5+0,5)×1,05=38
,

S=

(0.1461-2·0.0077)2=0.0134

- буферной жидкости:

Объем буферной жидкости должен быть таким, чтобы высота столба его в межколонном пространстве составляла 200-500 м.

=
=4 м3

Объем воды для приготовления:

Vв=

,

где кц –коэффициент запаса тампонажного материала

- для цементного раствора:


кг;

Vв=

м3;

- для облегченного цементного раствора:

кг;

Vв=

м3;

Определим необходимое количество смесительных машин

,

где

- насыпная плотность цемента;
- вместимость одного бункера смесительной машины.

Количество машин для цементного раствора:

Количество машин для облегчённого цемента:

Общее число смесительных машин и цементировочных агрегатов:

nсм=2+3=5-количество цементно-смесительных машин

nца=1∙nсм+1рез+1вод+1цг=1∙5+1+1+1=8- количество ЦА


Рисунок 7. Схема обвязки агрегатов при цементировании.

1- цементно-смесительная машина 2СМН-20; 2- цементировочный агрегат ЦА-320М; 3- блок- манифольда БМ-700; 4- станция контроля цементирования СКЦ-2М; 5- цементировочная головка; 6- ЦА для подачи воды; 7- ЦА для начала продавки.

Определим производительность одного смесителя.

где qж=7л/с производительность водяного насоса агрегата ЦА-320.

, для цементного раствора.

, для цементного раствора.

, для облегчённого цементного раствора.

, для облегчённого цементного раствора.

Определим необходимое количество цементировочных агрегатов(ЦА-320М) для закачки цементного раствора.

При цементировании эксплуатационной колонны закачку буферной жидкости осуществляет один агрегат на 4-ой скорости, готовящийся в последствии закачивать нормальный цементный раствор .

Закачку облегченного цементного раствора осуществляем тремя агрегатами на 3-й скорости.

Закачку цементного раствора ведет два агрегата на 4-ой скорости.

Продавочную жидкость начинаем закачивать одним агрегатом(пробочным) на 1-й скорости, затем его отключают и готовят для заканчивания продавки, а вместо него включают 3 имеющихся агрегата на 4-й скорости. Заканчивают продавку пробочным агрегатом на 1-й скорости для определения момента «стоп».

Участие ЦА в процессе цементирования показано на рисунке 8.

Определим продолжительность закачки агрегатом ЦА-320М

Определяется планируемое время цементирования:

сек,

1скорость-Q=2,3л/с

2скорость-Q=4,3л/с

3скорость-Q=8,1л/с

4скорость-Q=14,5л/с

Для закачки используется агрегат ЦА-320М Æ125:

мин;

мин;
мин;
мин;