Расчёт крепления скважины и выбор буровой установки. Крепление скважины
 Скачать 35.39 Kb.
|
|
КРЕПЛЕНИЕ СКВАЖИНЫ Процесс крепления скважины состоит из нескольких технологических операций, обеспечивающих закрепление стенок скважины и длительную изоляцию пластов друг от друга, а также от дневной поверхности. Оценивается возможность реализации способа, предусматривающего спуск колонн в один прием и сплошное цементирование при условии сохранения целостности пластов и устьевого оборудования под действием давления в гидравлической системе, а также предупреждения ГНВП при ОЗЦ. (По окончании операции цементирования инженеры ждут схватывания, затвердевания и упрочнения цемента. Это время называется временем ОЗЦ - ожидание затвердевания цемента). Обосновывается выбор тампонажного раствора и буферной жидкости. С учетом давлений поглощения в интервале цементирования выбирается плотность тампонажного раствора и определяется потребное количество материалов для цементирования. Обосновывается выбор цементировочного оборудования, режимов его работы и рассчитывается продолжительность процесса цементирования. Выбирается способ испытания обсадных колонн на герметичность, и рассчитываются возможные значения давления опрессовки и снижения уровня раствора в колонне. Выполняется расчет секций обсадных колонн по избыточным давлениям. Метод последовательных приближений: задаемся верхней и нижней границами возможных вариаций плотности тампонажного раствора:   где ρпж – плотность промывочной жидкости, кг/м3; Lсл – глубина залегания подошвы наиболее слабого пласта, м; h – уровень тампонажного раствора от устья, м. Чем меньше плотность тампонажного раствора, тем, хуже качество образующегося цементного камня. Если не оговорены специальные условия, интервал продуктивного пласта и зона на 300 – 500 м выше должна цементироваться цементным раствором нормальной плотности (1800 – 1900 кг/м3), поэтому при цементировании эксплуатационной колонны (и промежуточных в случае перекрытия продуктивных пластов) возможно применение составного столба цементного раствора или цементирование не до устья, в т.ч. с включением герметизирующих устройств в состав обсадной колонны Общим правилом для выбора интервалов цементирования и плотности тампонажного раствора будет являться условие:  где ρп.ж, ρцр1, ρцрn – плотности бурового раствора, 1, n-ной пачки цементного раствора, кг/м3 ; h п.ж, h цр1, h црn – высота столба бурового раствора, 1, n-ной пачки цементного раствора, м; Pгр – давление гидроразрыва наиболее слабого пласта, МПа. Для интервала 0-1210:      Для интервала 1210-1610:      Для интервала 1610-2410:      Для интервала 2410-2810:      Расчеты представлены в таблице 7.1. Таблица 7.1 Результаты расчета плотности тампонажного раствора
Расчет одноступенчатого цементирования обсадных колонн Определение необходимого объема буферной жидкости:  где dскв – диаметр скважины; dн.тр – диаметр обсадной колонны; h – высота подъёма буферной жидкости в кольцевом пространстве (h = 200 м).  Определение необходимого объема цементного раствора будет складываться из нескольких объемов:  где V1 – объем межтрубного пространства; V2 – объем затрубного пространства; V3 – объем цементного стакана ниже стоп-кольца    где H – глубина спуска рассчитываемой колонны; h1 – глубина спуска предыдущей колонны; h2 – высота цементного стакана (h2 = 20 м); k1 – коэффициент, учитывающий неровности стенок скважины (k1 = 1,1).     Определение необходимого объема продавочной жидкости:  где k2 – коэффициент сжимаемости продавочной жидкости (k2 = 1,05).  Результаты расчетов представлены в таблице 7.2. Таблица 7.2 Результаты расчета объемов скважины и раствора по интервалам
Определение количества сухого цемента:  где kц – коэффициент, учитывающий потери сухого цемента при разгрузочных работах (1,03-1,05); Vц.р. – расчетный объём цементного раствора; m – масса сухого цемента в 1 м3 раствора заданной плотности:  Определение количества воды, необходимого для затворения:  где В/Ц – водоцементное отношение (для цементных растворов нормальной плотности (1800-1900 кг/м3) – 0,4-0,55; для облеченных растворов – 0,6 - 1,2); kв – коэффициент, учитывающий потери воды при разгрузочных работах (1,03 - 1,05); ρв – плотность воды (1,01  ).Пример расчета для первого интервала:      Результаты расчетов представлены в таблице 15. Таблица 7.3 Расход реагентов для приготовления раствора
ВЫБОР БУРОВОЙ УСТАНОВКИ Максимальные допустимые нагрузки на крюке с учётом коэффициента грузоподъёмности - 0,9 для ОК и 0,6 для БК: От веса бурильной колонны:  От веса обсадной колонны:  где GБК - максимальный вес бурильной колонны (можно принять из расчета бурильной колонны на растяжение при подъеме); GОК - максимальный вес обсадной колонны.  Для эксплуатационного интервала:     Результаты расчетов представлены в таблицах 8.1, 8.2, 8.3, 8.4. Таблица 8.1 Результаты расчета веса УБТ
Таблица 8.2 Результаты расчета веса БТ
Таблица 8.3 Результаты расчета суммарного веса БК и максимального веса БК
Таблица 8.4 Результаты расчета веса ОК
Все необходимые данные с предыдущих таблиц сводятся в таблицу 8.5. Таблица 8.5 Расчет допустимой нагрузки на буровую установку
Максимальная допустимая нагрузка возникает при спуске обсадной колонны на интервале 0-1210 в 1610 кН. По полученным данным (максимальному весу колонны и проектной глубине скважины) была выбрала буровая установка 5 класса БУ 2900/175 ДЭП. Ее показатели и составляющие представлены в таблице 22. Буровые установки с тиристорным электроприводом постоянного тока основных механизмов (лебедки, ротора, насосов) предназначены для бурения нефтяных и газовых скважин турбинным и роторным способами при температуре окружающего воздуха от минус 45°С до плюс 45°С как в электрифицированных районах с питанием от промышленной сети, так и в не электрифицированных районах от автономных дизель-электрических станций. Таблица 8.6 Показатели БУ 2900/175 ДЭП
* - Полезная высота измеряется расстоянием от пола буровой до верхней плоскости подкронблочной рамы. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, кг/м3
, кг/м3
, кг/м3
, кг/м3