Проект регламента на технологию вскрытия продуктивных пластов в условиях депрессии на Бавлинском (стр. 14 из 28)

(12)

5) Если средняя скорость течения жидкости в затрубном пространстве меньше критической и справедливо соотношение (V_зтр < V_{затр.крит}), то поток в кольцевом пространстве ламинарный и для определения потерь давления требуется применять формулу:

(13)

2.4. Определение потерь в замках

1) Потери в замках (в случае неравнопроходного сечения)

(14)

где

(15)

где d₀ – диаметр меньший;

l_т – длина одной трубы, м

2) При турбулентном режиме Р_з находится по методу эквивалентной длины

(16)

l вычисляется по аппроксимационной формуле Доджа-Метцнера:

l = а (Re^')^-b (17)

где а и b – безразмерные коэффициенты, определяемые в зависимости от "п"

п	0,2	0,3	0,4	0,6	0,8	1,0	1,4	2,0
а	0,258	0,274	0,285	0,296	0,061	0,031	0,322	0,330
b	0,349	0,325	0,307	0,281	0,263	0,250	0,231	0,213

Re^' – обобщенный критерий Рейнольдса

3) Местные потери от замков и муфт к кольцевом пространстве

(18)

2.5. Определение потерь давления в долоте

1) Перепад давления на долоте

Р_Д = Р_нас – (Р_обв + Р_тр + Р_затр + Р_УБТ + Р_{УБТ.затр} ⁺ Р_з + Р_М)

2) Скорость выхода струи жидкости (м/с) из насадок долота определяется по формуле

(19)

3) Общая площадь поперечного сечения (мм²) насадок долота

(20)

где Q – подача насосов, л/с

4) Диаметр (мм) насадки долота

(21)

2.6. Гидротранспорт шлама

1) Определяем размер частицы шлама в зависимости от типа долота

d_ш= 0,0035 + 0,037D_Д– для долот типа С (22)

d_ш= 0,0020 + 0,035D_Д= для долот типа СТ и Т

где D_Д- диаметр долота, м.

Определяем толщину плоских частиц шлама:

h_ш =

(23)

2) Определяем напряжение сдвига на границе с частицей, Па

(24)

где r_ш, r_р – плотность шлама и бурового раствора соответственно, г/см³

3) Определяем скорость сдвига на границе с частицей

(25)

Если

< 170, проводит пересчет значения с использованием "К" и "п" для низких скоростей сдвига

4) Определяем критическую скорость сдвига

(26)

Если

> , то режим обтекания частицы ламинарный.

Если

< , то режим обтекания частицы турбулентный.

5) Определяем скорость осаждения частицы (м/с)

· для ламинарного режима:

(27)

· для турбулентного режима:

(28)

6) Находим скорость гидротранспорта шлама V_в, м/с

V_в = V_ср – u (29)

7) Находим концентрацию частиц шлама в буровом растворе, которая для исключения осложнений не должна превышать для буровых растворов 5%, а для воды – 2%.

(30)

где V_мех – механическая скорость бурения, м/час;

D_с – диаметр скважины, м;

Q – производительность насоса, м³/с

, % (31)

8) Находим эквивалентную плотность бурового раствора с учетом концентрации шлама в растворе и гидравлических сопротивлений в затрубном пространстве

(32)

и

(33)

где r_бр – плотность бурового раствора, г/см³;

r_ш– плотность шлама, г/см³;

С_ш– концентрация шлама в буровом растворе, %

- суммарные гидравлические сопротивления в кольцевом пространстве, кг/см²

L – глубина скважины, м

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Газонасыщение промывочной жидкости

Движение газожидкостной смеси

Здесь следует иметь в виду, что после остановки циркуляции избыточное давление

возрастет на величину

(1)

где DР_деп – депрессия на пласт;

DР_тр – гидродинамические сопротивления в кольцевом пространстве.

По рекомендациям Международной конференции буровых подрядчиков по проблеме бурения на депрессии избыточное давление на устье (

) при промывке скважины не следует превышать более 5 – 10 кгс/см².

Расчет газификации жидкости для статических условий

, (2)

где G_ст – расход азота в стандартных условиях (Р₀ = 1,033 кгс/см², Т=20 °С;

Р_заб – забойное давление (устанавливается исходя из требуемой величины депрессии), МПа;

- давление на устье герметизированной скважины, МПа;

r_ж – плотность исходной псевдопластичной жидкости, кг/м³;

g – ускорение свободного падения, м/с²;

Н – глубина скважины, м;

r_г – плотность азота в стандартных условиях, кг/м³;

Т_ср – средняя температура по стволу, °С.

Для оценки влияния гидродинамических сопротивлений на фиксированное значение Р_заб, расчеты по (2) ведутся для

= 1, 1,5 и 2 МПа

Средняя температура по стволу скважины определяется по формуле

(3)

Расчет объема азотированной жидкости при Р_заб = const и

определяется по формулам

(4)

(5)

Далее определяют интегральное значение G_заб и G_уст

(6)

По полученным трем значениям G_инт определяются средние скорости восходящего потока газожидкостной смеси

(7)

где q – производительность насосной группы, м³/с;

D_вн – внутренний диаметр эксплуат. колонны (ствола скважины), м;

d_н – наружный диаметр бурильной колонны, м.

По фиксированному значению Р_заб = Р_пл - DР_деп и

= 1; 1,5; и 2,0 МПа определить плотность газожидкостной смеси в затрубном пространстве

(8)

Далее определяем скорость сдвига в затрубном пространстве

(9)

Если

< 170 – используются К_низ и п_низ при низких скоростях.

Если

> 170 – используются К_ср и п_ср при высоких скоростях. Реологические характеристики определяются по результатам замеров на вискозиметре Фанн или Реотест.

Определяем критическую скорость движения из соотношения (11) Приложения 1, где r - определяется по (8) настоящего Приложения.

Если средняя скорость течения газожидкостной смеси больше критической и справедливо соотношение

, то поток в кольцевом пространстве турбулентный и для определения потерь давления необходимо использовать формулу (12) Приложения 1.