Заканчивание скважин - StudentLib.com. 1. Общая и геологическая часть 1 Общая и географическая характеристика района работ
 Скачать 1.56 Mb.
|
На качественное вскрытие нефтеносного пласта влияет скорость бурения. Чем быстрее и качественнее проходится продуктивный пласт, тем меньше производится на него воздействие. Вскрытие продуктивного горизонта производится за одно долбление.4. Расчет всех обсадных колонн на прочность 4.1 Условия работы колонны в скважине На обсадную колонну в разные периоды времени действуют различные по видам и величине нагрузки. Среди них - растяжение, смятие, изгиб, сжатие, внутренние давления. Разнообразны и причины, вызывающие эти нагрузки - собственный вес колонн; силы трения о стенки скважины, связанные с профилем скважины, внутренние избыточные давления при опрессовке, наружные избыточные при снижении уровня жидкости в колонне, температурные нагрузки, горное давление и др. Не постоянна и величина нагрузок, а также степень их динамичности. Среди всего многообразия нагрузок, действующих на колонну, выделяются главные, к которым, как правило, относятся наружные и внутренние избыточные нагрузки, а также нагрузка растяжения от действия собственного веса, Указанные нагрузки рассчитываются для периода, когда они достигают максимального значения. На всех рассмотренных выше этапах работы с обсадными колоннами имеют место следующие виды давлений в скважине, которые могут учитываться при расчёте статических избыточных внешних и внутренних давлений. 1. Гидростатическое давление столба воды; 2. Гидростатическое давление столба БР; . Давление столба буферной жидкости; . Давление столба пластового флюида; . Давление столба тампонажного раствора; . Давление составного столба различных жидкостей; 7. Давление столба цементного камня; 8. Давление столба составного различных жидкостей и цементного камня; 9. Давление пластовое; .Давление горное. Давление столба цементного камня РЦК для необсаженного интервала определяется по формуле: РЦК = 10-6 ρЦК g·hЦК· (1 - к), МПа (4.1.3) где: к - коэффициент разгрузки, связанной с твердением цементного раствора (для колонны диаметром 168 мм к = 0,25), ρЦК - плотность цементного камня, g-ускорение свободного падения, hЦК- высота подъема цементного камня. Исходные данные для расчета действующих нагрузок: Эксплуатационная колонна диаметром 168 мм спущена на глубину 2500 м, интервал цементирования 1880 - 2500 м цемент плотностью 1850 кг/м3. Продавочная жидкость солевой раствор плотностью 1000 кг/м3. Буровой раствор плотностью 1040 кг/м3. Плотность пластовой воды 850 кг/м3. Снижение уровня жидкости в колонне при испытании на герметичность 1000 м. Исходя из геологических данных, текучих пород в разрезе нет, поэтому горное давление не учитываем. .2 Расчет действующих нагрузок Исходные данные для расчета колонны: L = 2500 - глубина скважины, м Н = 1000 - расстояние до уровня жидкости в колонне, м h = 1880 - расстояние от устья до уровня цементного раствора, м γц = 1,85·104 удельный вес цементного раствора н/м3 γр = 1,04·104 удельный вес бурового раствора н/м3 γв = 0,85·104 удельный вес жидкости в колонне н/м3 γж = 1·104 удельный вес испытательной жидкости н/м3 Рпл = 23,3- пластовое давление в интервале эксплуатационного объекта (в период ввода скважины в эксплуатацию), МПа К=0,25 - коэффициент разгрузки цементного кольца 1) Построение эпюр внутренних давлений Pbz В период ввода скважины в эксплуатацию при закрытом устье   при  при z = 0  МПа(A)z =L= 2500  МПа(B)В период окончания эксплуатации: Рвz = 0 при   при z = H = 1000 МПа(С)z = L =2500  МПа(D)2) Построение эпюр наружных давлений В период ввода скважины в эксплуатацию; а) при вводе в эксплуатацию ) для незацементированной зоны   при z=0  МПа(A)При z=h=1880 м  МПа(B)) для зацементированной зоны При z=L   МПа(С)б) При окончании эксплуатации для незацементированной зоны при z=0 (D)при z=1880 МПа(E)Для зацементированной зоны  МПа (N)Строим эпюру наружных давлений Построение эпюр избыточных наружных давлений 1) на стадии окончания эксплуатации а) для незацементированной зоны  ;   при z=0  МПа (А)z=H  МПа(B) z=h   МПа (С)б) для зацементированной зоны   МПа (D)Строим эпюру обсадной колонны на герметичность в один прием без пакера а)При вводе скважины в эксплуатацию Рву =14,5МПа Для незацементированной зоны  при  где PОП - минимальное давление при испытании на герметичностьPОП=12,5 МПа  выполняется при z=0  МПа (А)при z=h=1880м   МПа(B)Для зецементированной зоны расчет производится по составному столбу бурового и цементного растворов с учетом разгрузки   МПа (С)4.3 Расчет параметров обсадной колонны Из этих графиков видно, что наружные избыточные давления достигают максимума на забое скважины. Уровень наружных избыточных давлений, больше внутренних, к тому же, прочность на внутреннее давления выше прочности на смятие (наружные избыточные давления), поэтому, за начало расчета принимаем наружное избыточное давление и расчёт параметров ОК начинается снизу ОК. Расчёт начинают с определения параметров нижней (1-ой секции). Проектируем трубы с резьбой трапециидального профиля и нормальным диаметром муфт (ОТТМ). Рекомендуется использовать по возможности наиболее дешёвые обсадные трубы, поэтому для начала расчёта выбираются трубы группы прочности Д.  МПаОпределяем запас прочности n1 на избыточное наружное давление Для 1-ой снизу секции колонны:  В соответствии с прил.2 подбираем трубы:  Начинаем с труб с наименьшей группой прочности Д, если группа Д не удовлетворяет условию прочности, то переходим к трубам более высокой группы прочности. Принимаем n=1,15 (1÷1,3)  МПаПо прил. 2 этому давлению соответствуют трубы с толщиной стенки δ=8 мм группы прочности «Д», исполнение «Б».  МПаПо прил.4 внутреннее давление при котором напряжение в теле трубы достигает предела текучести: PT1=31,6 МПа  , n2=1,15Если  меньше допустимого (1.15) то подбор труб для первой секции производится по внутреннему давлению N-мощность продуктивного горизонта  -длина зумфа (10-25м) -лдлина деталей низа эксплутационной колонны (10-25м)  -вес секции  -теоретический вес 1м колонны (приложение 12)По эпюре 3 определяем расчетное давление на уровне верхнего конца 1 секции на глубине 2190 м  МПа Этому давлению при  соответствуют трубы прочностью Д с δ=7,3мм исполнения «Б» с  Определим значение  для труб 2 секции для условий двухосного нагружения с учетом значений растягивающих нагрузок от веса 1 секции.  -растягивающая нагрузка (приложение3)Т.к. 16,4>16,08, трубы из стали прочности Д с δ=7,3мм подходят для 2 секции.  МПаВ соответствии с эпюрой эти трубы можно применять по всему стволу скважины.   Найдём вес 2секций  Определим значение    z=L=2190   Условие выполняется. При строительстве данной скважины используется односекционная эксплуатационная колонна длиной L=2500м, толщиной стенки δ=7,3мм, исполнения Б, из стали группы прочности Д. |