2 Техническая часть. 2 техническая часть 1 Обоснование точки заложения скважины

• Название: 2 техническая часть 1 Обоснование точки заложения скважины
• Дата: 25.01.2023
• Размер: 1.94 Mb.
• Имя файла: 2 Техническая часть.doc
• Тип: Документы; #904985
• страница: 10 из 10

Для направления

м³.

Для кондуктора

м³.

В необсаженном стволе скважины

м³.

В обсаженном стволе скважины

м³;

м³.

Для эксплуатационной колонны

м³.

В необсаженном стволе скважины

м³.

В обсаженном стволе скважины

м³;

м³.
потребное количество тампонажного материала для приготовления единицы объема бездобавочного тампонажного раствора g_в, кг/м³ определяют по формуле

g_{в б} , (95)
где _б – плотность бездобавочного тампонажного раствора, кг/м³;

– водотвердое отношение данного цемента.

Потребное количество материала для приготовления единицы объема облегченного тампонажного раствора g₀, кг/м³ определяем из решения системы уравнений
g_{0 0} ; (96)

g_{0 i} , (97)
где ₀ – плотность "облегченного" тампонажного раствора, кг/м³;

а_i – массовая доля i-го компонента твёрдого вещества;

_i – плотность i-го компонента твёрдого вещества, кг/м³;

_б, _ж – плотность соответственно без добавочного тампонажного

раствора и жидкости затворения, кг/м³.
, (98)
где _T - коэффициент, учитывающий потери цемента при

транспортировке и затворении.

Масса компонентов тампонажной смеси M_а, кг находится по формуле
Mа_i=a_i·Mi_тм , (99)
Количество жидкости затворения для приготовления тампонажных растворов , кг определяется по формуле
, (100)
где K_в - коэффициент, учитывающий потери воды при

затворении.

Определяем потребность в тампонажном материале.

Для направления

_бкон кг;

_жб кг.

Для кондуктора

_бкон кг;

_обконд кг;

_жб кг;

_жо кг.

Для эксплуатационной колонны

_бэксп кг;

_обэксп кг;

_жб кг;

_жо кг.

Необходимый объем продавочной жидкости _пр.ж , м³ определяется по формуле

_{пр.ж с м} (101)
где – коэффициент сжимаемости продавочной жидкости, принимаем равным

_м – объем трубопроводов, связывающих цементировочные агрегаты с цементировочной головкой, принимаем равным _м м³ .

Рассчитаем объем продавочной жидкости V_пр.ж, м³

Для направления

м³.

Для кондуктора

м³.

Для эксплуатационной колонны

м³.

Необходимый объем буферной жидкости V_буф, м³ определяется

,

Для направления

м³.

Принимаем объем буферной жидкости 3 м³.

Для кондуктора

м³.

Принимаем объем буферной жидкости 6 м³.

Для эксплуатационной колонны

м³.

Принимаем объем буферной жидкости 10 м³.

В интервале цементирования кондуктора и эксплуатационной колонны используем бездобавочный и облегченный тампонажные растворы. Объемы и потребное количество материалов будет таковым:

Для направления

V_б = 5,3 м³;

_пр.ж = 3,9 м³;

_б.ж = 3 м³;

М_б = 6806 кг;

М_жб = 3709 кг.

Для кондуктора

V_б = 7,07 м³;

V_обл = 28,05 м³;

_пр.ж = 36,44 м³;

_б.ж = 6 м³;

М_б = 9079 кг;

М_об = 19439 кг;

М_жб = 4948 кг;

М_жобл = 12713 кг.

Для эксплуатационной колонны

V_б = 9,96 м³;

V_обл = 44,04 м³;

_пр.ж = 55,46 м³;

_б.ж = 10 м³;

М_б = 12790 кг;

М_об = 30520 кг;

М_жб = 6970 кг;

М_жобл = 19960 кг.
2.25 Обоснование числа смесительных машин и цементировочных агрегатов при закачивании и продавливании тампонажных растворов
Число смесительных машин n_см принимается с учетом рассчитанного объема тампонажного материала, при условии, что в каждую машину можно загрузить не более 20 т материала [16]
n_{см бтм} (102)
Процесс закачивания тампонажного раствора должен осуществляться с максимальной производительностью цементировочных агрегатов _ца, м³/с, которые должны соответствовать производительности смесительных машин

_{ца см см}, (103)
где _ца – суммарная производительность цементировочных агрегатов, м³/с;

_см – производительность одной смесительной машины, м³/с.
Число цементировочных агрегатов _ца, шт в этом случае определяется соотношением
_{ца ца ца}, (104)
где _ца – максимальная производительность цементировочного агрегата, м³/с.

Рассчитывается число смесительных машин УС6-30 и цементировочных агрегатов ЦА-320М по формулам

Для направления

Число смесителей для бездобавочного цементного раствора .

Принимается = 1.

;

.

Принимается .
Для кондуктора

Число смесителей для бездобавочного цементного раствора .

Принимается = 1.

;

.

Принимается .

Число смесителей для облегченного цементного раствора .

Принимается = 2.

;

.

Принимается .
Для эксплуатационной колонны
Число смесителей для бездобавочного цементного раствора .

Принимается = 1.

;

.

Принимается .

Число смесителей для облегченного цементного раствора .

Принимается = 2.

м³/с;

.

Принимается .
Для закачки цементных растворов при цементировании направления необходимо 1 смесительная машина УС6-30 и 1 цементировочный агрегат ЦА-320М, при цементировании кондуктора необходимо 3 смесительные машины УС6-30 и 3 цементировочных агрегата ЦА-320М, при цементировании эксплуатационной колонны необходимо 3 смесительные машины УС6-30 и 3 цементировочных агрегата ЦА-320М.

Кроме этого при цементирования каждой из колонн требуется 2 цементировочных агрегата ЦА-320М для начала продавки и подачи воды. Для цементирования эксплуатационной колонны используется станция контроля цементирования СКЦ-2М а также для более качественного крепления осреднительная емкость 1УСО-20 с 2 агрегатами ЦА 320М для перекачивания раствора из осреднительной емкости в скважину.

В итоге, для цементирования направления необходима 1 смесительная машина УС6-30 и 3 цементировочных агрегата ЦА-320М, для цементирования кондуктора необходимо 3 смесительных машины УС6-30 и 5 цементировочных агрегатов ЦА-320М, для цементирования эксплуатационной колонны необходимо 3 смесительных машины УС6-30 и 7 цементировочных агрегатов ЦА-320М, станция контроля цементирования СКЦ-2М, осреднительная емкость 1УСО-20.

Для предупреждения этих осложнений и обоснования режима закачивания и продавливания тампонажного раствора строятся зависимости
_цг  _i ; _i ; (105)

_кпз  _i; _i , (106)

где _цг – давление в цементировочной головке в интервале продуктивного пласта (на забой скважины), МПa;

_цг – давление в кольцевом пространстве в интервале продуктивного пласта, МПa;

_i – объемы закачиваемых жидкостей, м³.
_{цг кпс т т кп}; (107)

_{кпз кпс кп} (108)
где _{кпс тс} – гидростатическое давление прокачиваемых жидкостей соответственно в кольцевом пространстве и трубах, МПa.

Построение зависимостей производится в следующем порядке.

Задаемся несколькими значениями объема закачиваемого тампонажного раствора и продавочной жидкости при цементировании эксплуатационной колонны.
₁ ; (109)

_{2 буф}; (110)

_{3 буф о}; (111)

_{4 буф о б}; (112)

_{5 буф 0 б пр.ж}; (113)

_{6 буф о б пр.ж}; (114)

_{7 буф о б пр.ж} ; (115)

_{8 буф об пр.ж}. (116)
Затем определяются эти значения на каждый момент распределения жидкостей в кольцевом пространстве. При принятой производительности цементировочных агрегатов определяются значения _кпз и _цг. После этого изменяется режим работы цементировочных агрегатов. Таким образом, для различных режимов работы определяется давления на цементировочной головке и забое в кольцевом пространстве. Результаты вычислений приводится в виде графиков.

м³;

м³;

м³;

м³;

м³;

м³;

м³;

м³.
Далее рассчитываются значения и для каждого объема закачиваемых жидкостей при различных режимах работы цементировочных агрегатов [16].

При объеме перед закачкой тампонажного раствора скважина заполнена только промывочной жидкостью. Гидравлические составляющие давлений и отсутствуют. В скважине действуют только гидростатические составляющие этих давлений.
МПа;

МПа.

При объеме , расчет гидродинамического давления в трубах для столба промывочной жидкости.

Определяется значение для закачанного объема буферной жидкости, при режиме работы цементировочного агрегата на второй передаче с производительностью
кПа.

Определение значения для объема промывочной жидкости в кольцевом пространстве при том же режиме работы цементировочного агрегата
Па.
Определяется значение и по формулам

МПа;

МПа.
Далее расчеты производятся аналогично. Результаты расчетов заносим в таблицу 47. Расчеты давлений и производятся для цементировочного агрегата ЦА-320М при диаметре втулок 115 мм.

По результатам расчетов строятся графические зависимости для обоснования режима закачивания и продавливания тампонажного раствора (рисунок 9), а на рисунке 10 схема расстановки тампонажной техники при цементировании эксплуатационной колонны.

Анализируя полученные значения и графики, принимаем следующие решения по режимно-технологическим параметрам процесса цементирования:

Операция цементирования начинается ЦА-320М, который закачивает 10 м³ буферной жидкости на IV скорости с производительностью 10,7 л/с. При закачки облегченного тампонажного раствора в объеме 54,04 м³ давление на цементировочной головки снижается ниже нуля. Возникает разрыв сплошности потока. Максимальная величина отрицательного давления в этот момент составляет -2,0 МПа. Для предупреждения разрыва сплошности потока в кольцевом пространстве на устье необходимо создать противодавление равное 2,0 МПа. При этом давление на цементировочной головке на забое скважины возрастет на эту же величину, то есть на 2,0 МПа. Проверяем условия, чтобы давления на забое не превысило давления гидроразрыва. При создании противодавления равное 2,0 МПа, давление на забое возрастет до 41,2 МПа. Давления гидроразрыва составляет 44,24 МПа, условие выполняется. После того как облегченный тампонажный раствор будет закачан, цементировочные агрегаты ЦА-320М начинают качать бездобавочный тампонажный раствор в V=9,96 м³ приготовленный смесительной машиной УС6-30. При закачке бездобавочного тампонажного раствора давление на цементировочной головки снижается ниже нуля. Возникает разрыв сплошности потока. Максимальная величина отрицательного давления в этот момент составляет -3,2 МПа. Для предупреждения разрыва сплошности потока в кольцевом пространстве на устье необходимо создать противодавления равное 3,2 МПа. После закачки тампонажных растворов, цементировочные агрегаты ЦА-320М начинают продавку с общей производительностью 21,4 л/с. Закачку первой порции продавочной жидкости осуществляем на IV скорости. При закачке второй порции продавочной жидкости переходим на III скорость, а третьей порции на II скорость. Последние 1,5 м³ продавочной жидкости в целях предупреждения гидравлического удара следует закачивать одним агрегатом ЦА-320М на II скорости с наименьшей производительностью.

Продолжительность процесса цементирования складывается из времени необходимого для приготовления начальной порции тампонажного раствора для заполнения его осреднительной емкости, освобождения разделительной пробки, на закачку тампонажного раствора в обсадную колонну продавочной жидкости [4].

Время цементирования определяется по формуле
(117)
где 600…800 с – время на возможную остановку цементировочных агрегатов в процессе цементирования;

= 13,9 + 30,58+ +38,51+13,3 = 96,29 мин = 1,60 ч.

Время , как правило, не должно превышать 75 % от срока начала загустевания тампонажного раствора

(118)
Для бездобавочного цемента время загустевания , ,

.

Таблица 47 – Давление для всех видов объемов прокачиваемых жидкостей

Передача цементиро-вочного агрегата	Производи- тельность цементировочного агрегата, м3/с	Давление, МПа	Объемы продавливаемых жидкостей
			0	10	54,04	64,0	91,73	100,97	117,96	119,46
II	3,2·10-3		0	1,3	-4,2	-6,0	2,3	6,3	14,1	13,4
			35,4	36,5	36,7	37,3	37,7	39,1	43,0	42,3
III	6,0·10-3		0	2,8	-2,9	-4,5	3,9	8,1	16,7	15,2
			35,4	36,7	38,0	38,9	39,3	40,6	43,9	43,1
IV	10,7·10-3		0	4,5	-2,0	-3,2	5,9	10,2	18,9	17,6
			35,4	38,3	39,2	39,9	41,1	42,3	44,1	43,7

A

B

C



Давления на цементировочной головке

- давление на II-ой скорости - давление на III-ей скорости

- давление на IV-ой скорости

Давления в кольцевом пространстве

- давление на II-ой скорости - давление на III-ей скорости

- давление на IV-ой скорости - давление гидроразрыва

Давления на цементировочной головке и в кольцевом пространстве для каждой скорости с учетом создания противодавления отмечены на графике пунктирной линией









Рисунок 9 – Зависимость давлений на цементировочной головке и в кольцевом пространстве на

забое от производительности цементировочных агрегатов и объема закачиваемых

жидкостей

1 – цементировочная головка; 2 – блок манифольдов; 3 – осреднительная емкость;	8 – цементировочный агрегат для откачки тампонажных растворов из осреднительной емкости;
4 – смесительная машина для приготовления бездобавочного тампонажного раствора;	9 - цементировочный агрегат для подачи воды; 10 – линия подачи воды и продавочной;
5 - цементировочный агрегат для приготовления бездобавочного тампонажного раствора;	жидкости; 11 – цементировочный агрегат для начала продавки;
6 – смесительная машина для приготовления облегченного тампонажного раствора;	12 – станция контроля цементирования
7 – цементировочный агрегат для приготовления облегченного тампонажного раствора;

Рисунок 10 – Схема расстановки тампонажной техники при цементировании эксплуатационной колонны

2.26 Обоснование способа вызова притока нефти и газа
В комплекс работ по освоению скважины входят: создание гидравлической связи скважины с пластами, очистка приствольной части продуктивных пластов и обеспечение притока пластового флюида.

Приток флюида из пласта рекомендуется вызывать путем замены скважинной жидкости на более легкую и использование метода свабирования. В проекте предусматривается вызов притока из скважины заменой бурового раствора на техническую воду, а затем на нефть с последующим снижением уровня свабированием [18].

Сущность технологии вызова притока нефти из пласта свабированием состоит в замене бурового или солевого раствора на воду с последующим снижением уровня свабом с целью создания необходимой величины депрессии на пласт. Методы освоения представлены в таблице 48.

Свабирование производится со стандартного подъемника, применяемого для освоения, подземного и капитального ремонта скважин А-50 и с использованием геофизического подъемника, оснащенного стальным каротажным кабелем.

Снижение уровня жидкости Н, м рассчитывается по формуле

, (119)

где L_кр - глубина кровли продуктивного пласта, м;

Р_пл - пластовое давление, МПа;

Р_деп - давление депрессии, МПа (для БС₂₂ принимается 14 МПа);

_нефть - плотность нефти, кг/м³.
м.
Глубину снижения уровня нефти в скважине для вызова притока принимаем 950 м.

Свабирование скважины производится до получения фонтанного притока жидкости из пласта, а при отсутствии фонтанного притока - до снижения уровня в колонне до проектной глубины и извлечения из пласта жидкости, объем которой равен объему пор прискважинной зоны пласта в радиусе 0,5 м.

По окончании работ по вызову притока и очистки призабойной зоны в скважине производятся гидродинамические исследования, глушение и перевод скважины на насосный способ эксплуатации.

Интервал испытания (по вертикали), м		Вызов притока		Газодинамические исследования
от (верх)	до (низ)	метод	депрессия на пласт, МПа	тип флюида	ожидаемый средний дебит, м3/сут.	проницаемость, мкм2	количество режимов исследований
2810	2870	Замена раствора на воду, свабирование	14	Нефть	150-170	0,06	1

Таблица 48 - Методы освоения объектов

2.27 Расчет нагрузки на крюке. Выбор буровой установки
Буровые установки представляют собой совокупность наземных сооружений, бурового оборудования и механизмов силового привода, контрольно-измерительных приборов, вспомогательных грузоподъемных механизмов, средств автоматизации. Буровые установки должны соответствовать условиям бурения, конструкциям скважин, климатическим, геологическим и географическим условиям.

При выборе буровой установки допускаемая нагрузка устанавливается по наибольшей нагрузке, ожидаемой при заданном диапазоне глубины бурения. Величина этой нагрузки должна соответствовать допускаемой нагрузке на крюке, регламентированной ГОСТ 16293-89 [19]. При этом учитывается натяжение ходовой и неподвижных струн каната при заданной кратности оснастки талевого механизма. Высота вышки, согласно ГОСТ 12.2.041-79 [20], должна обеспечивать безопасность работ при подъеме талевого блока на максимальной скорости с учетом запаса высоты для установки ограничителя подъема талевого блока.

Различают полезную и конструктивную высоту вышки. Полезная высота измеряется расстоянием от пола буровой до верхней плоскости подкронблочной рамы. Конструктивная высота соответствует расстоянию от опоры вышки до верхней плоскости подкронблочной рамы.

Расчет производится для интервала 0-2900 м, так как в этом случае возникает максимальная нагрузка на крюке от веса эксплуатационной колонны

Вес эксплуатационной обсадной колонны ( таблица 42).

Максимальная нагрузка на крюке , кН возникает при спуске эксплуатационной обсадной колонны
(120)
где вес эксплуатационной колонны.

1,25 – коэффициент на опасность прихвата.
.
В соответствии с максимальной расчетной нагрузкой на крюке принимается буровая установка БУ 3000/170 ЭУК-1М с допускаемой грузоподъемностью 1700 кН.

Данная буровая установка подходит для бурения скважины по климатическим, геологическим и географическим условиям, а кроме того вполне соответствует целям бурения.

Характеристика буровой установки представлена в таблице 49.


Таблица 49 – Техническая характеристика БУ 3000/170 ЭУК-1М

Наименование	Значение
Допустимая нагрузка на крюке, кН Коэффициент на опасность прихвата Тип вышки Мощность привода ротора, кВт Мощность бурового насоса, кВт Номинальная длина свечи, м Оснастка талевой системы Диаметр талевого каната, м Высота основания (отметка от пола буровой), м Диаметр отверстия в столе ротора, м	1700 1,25 ВМР-45×170 370 600 25 4×5 0,028 7,7 0,56

2.28 Геолого-технический наряд
По результатам разделов 1 и 2 составляется ГТН (приложение Б).