Расчеты по буровым растворам. Курсовая работа по дисциплине Буровые промывочные растворы

• Название: Курсовая работа по дисциплине Буровые промывочные растворы
• Анкор: Расчеты по буровым растворам
• Дата: 31.05.2022
• Размер: 235.87 Kb.
• Имя файла: kursaj_rastv2.docx
• Тип: Курсовая; #560010
• страница: 4 из 4

Раздел 5. Расчеты, связанные с приготовлением промывочных жидкостей.

5.1. Расчет потребного количества бурового раствора.

Таблица 3. Проектная конструкция скважин (см. рис. 1).

№ п/п	Вид обсадной колонны	Глубина спуска обсадных колонн, м.			Диаметр обсадной колонны мм			Диаметр долота в интервале спуска обсадной колонны, мм
		от	до	всего	наружный	внутренний
1 2 3 4	Направляющая Кондуктор Промежуточная Эксплуатационная	0 0 0 0	190 820 2330 2600	190 820 2330 2600	426 299 194 114	402 274,5 170 98,3	490 393,7 269,9 161

Расчет необходимого количества химических реагентов ведется на

основе разработанной рецептуры бурового раствора применительно к

каждому из выделенных интервалов бурения. Возможные варианты расчетов

при этом:

1 вариант – если химический реагент вводится впервые, т.е. его до начала

бурения в данном интервале в промывочной жидкости его не было. В этом

случае химической обработке подлежат:

исходный объем – Vисх.

запасный объем – Vзап.

объем бурового раствора, расходуемого на бурение – Vбур.

Тогда масса химического реагента (компонента) для приготовления

бурового раствора определяется по формуле:

(29) где:

Qисх. – масса компонента для обработки исходного раствора:

(30)

Qзап. – масса компонента для обработки запасного объема раствора:

(31)

Qбур. – масса компонента для обработки расходуемого при бурении раствора

(32)

a - повышающий коэффициент для учета расхода его при повторной

обработке бурового раствора при бурении;

a = 1 при первичном введении компонента;

a = 1,1 при каждом повторном введении компонента и расчете величин Qисх.,

Qзап. и Qбур.;

q – рациональная концентрация химического реагента в промывочной

жидкости, кг/м3.

Рациональная концентрация химического реагента в составе

выбранного бурового раствора назначается в соответствии с имеющимися

рекомендациями в источниках [1,2,4,3,5 и др.].

Часто в литературных источниках концентрация химических реагентов

в составе рекомендуемых рецептур буровых растворов задается в процентах

(%). В этом случае для перевода рекомендуемой концентрации из % в кг/м3

конкретного химического реагента необходимо пользоваться формулами:

(33)

где:

- масса химического реагента для обработки заданного объема (Vp)

бурового раствора, кг

х – рекомендуемая концентрация химического реагента, %

_р- плотность бурового раствора, кг/м3,

(34)

2 вариант – если рассматриваемый химический реагент уже присутствовал в

буровом растворе при бурении предыдущего интервала, то расчет его

количества ведется в зависимости от соотношения его концентрации в

растворе предыдущего и рассматриваемого интервалов:

а) концентрация компонента в буровом растворе при бурении в

рассматриваемом интервале требуется меньшая, нежели была в растворе для

предыдущего интервала.

В этом случае исходный объем раствора (Vисх.) не обрабатывается, а

подлежат обработке:

- дополнительный объем запасного раствора для рассматриваемого

интервала скважины;

- объем бурового раствора, расходуемого на бурение рассматриваемого

интервала

В этом случае масса химического реагента для обработки бурового

раствора определяется по формуле:

(35)

Количество реагента для обработки запасного объема бурового

раствора определяется по формуле:

(36)

где:

qm - рекомендуемая концентрация химического реагента в рассматриваемом

интервале, кг/м3

Масса реагента для обработки бурового раствора, расходуемого при

бурении в рассматриваемом интервале скважины определяется по формуле:

(37)

б) концентрация химического реагента в буровом растворе при бурении в

рассматриваемом интервале скважины требуется более высокая, нежели в

растворе предыдущего интервала т.е.: qm > qm-1

В этом случае химической обработке подлежат:

Vисх. – исходный объем;

Vзап.m-1 – объем запасного бурового раствора использовавшегося при бурении

предыдущего интервала.

Заново должны обрабатываться химическим реагентом:

- дополнительный объем запасного бурового раствора;

. - объем бурового раствора, расходуемый на бурение скважины в

рассматриваемом интервале.

Определяем массу химического реагента по формулам:

– для обработки исходного объема бурового раствора:

(38)

– для обработки запасного объема бурового раствора:

(39)

– для обработки бурового раствора, расходуемого на бурение

рассматриваемого интервала скважины:

(40)

где:

q_mи q_m-1- рекомендуемая концентрация химического реагента в буровом

растворе для бурения в рассматриваемом и предыдущем интервалах

соответственно, кг/м3.

В результате расчетов в разделе 6.2 необходимо определить количество

каждой разновидности химических реагентов в каждом из рассматриваемых

интервалов бурения скважины, а также их общее количество, необходимое

для бурения всей скважины.
Расчет объемов бурового лигносульфонатного раствора и его компонентов в интервале 0-180 м.
1)Определяем объем бурового раствора для бурения под направляющую обсадную колонну:

(6)

;

(7)

где:

- диаметр скважины под направляющую, м.

- длина интервала скважины под направляющую, м.

(8)

тогда:




Определяем необходимое количество воды для бурения на интервале 0-180 м.

Там же, по формуле (31)


Определяем средний расход глины на бурение 1 м. скважины в интервале 0-180 м:

Там же, по формуле (32):



Определяем средний расход воды на бурение 1 м скважины в интервале 0-180:

Там же, по формуле (33):



Определяем массу и средний расход введенных реагентов:

УЩР:





ССБ:




NaOH:

NaOH =



Т-80:

Т-80 =



Расчет объемов бурового полимерно-глинистого раствора и его компонентов в интервале 180-820м.
1)Определяем объем бурового раствора для бурения под кондуктор:

V_р.к..=V_исх.+V_зап.к.+V_бур.к. (6)

V_исх.=120 м³

Величина V_зап.к определяется, для случая, когда направляющая обсадная

колонна опущена в скважину и зацементирована, а затем пробурен интервал

скважины под кондуктор до глубины l_к.

Тогда величина V_зап.к состоит из двух величин,

– объема раствора, необходимого для заполнения внутри направляющей

обсадной колонны:

(11)

где: Dн – внутренний диаметр направляющей колонны;

– объема бурового раствора, необходимого для заполнения необсаженной

части скважины, расположенной ниже башмака направляющей колонны:

следовательно:

(12)

V_зап.к.=22,84+ =99,53 м³ (13)

Находим объем бурового раствора, необходимый для механического бурения

под кондуктор:

V_бур.к.=n_к(l_к-l_н)=0,22*(810-180)=138,6 м³ (15)

Следовательно, для бурения под кондуктор потребуется следующее

количество бурового раствора (по формуле (9)):

V_р.к.= 99,53 +138,6 +120=358,13м³
Определяем массу глины для бурения в интервале 180-820 м:



Определяем необходимое количество воды для бурения на интервале 180-810 м.

Там же, по формуле (31)


Определяем средний расход глины на бурение 1 м. скважины в интервале 180-820 м:

Там же, по формуле (32):



Определяем средний расход воды на бурение 1 м скважины в интервале 180-820 м:

Там же, по формуле (33):



Определяем массу и средний расход введенных реагентов:

КМЦ-350:





ПАА:




Гипан (к-4):

, кг/м³



г=



Расчет объемов бурового лигносульфонатного раствора и его компонентов в интервале 820-1110 м

В этом случае, определяем потребный объем бурового раствора для

бурения под промежуточную колонну по формуле:

V_р.пр.= V_зап.пр.+V_{бур.пр..}+ V_исх (21)

V_исх=120 м³.

Количество бурового раствора для увеличения запасного объема при

бурении под промежуточную колонну будем определять по формуле:

Запасной объем для бурения интервала скважины под

эксплуатационную колонну находим:

(22)

Dпр. – внутренний диаметр промежуточной колонны;

Определяем необходимый объем бурового раствора для механического

бурения скважины под промежуточную колонну в интервале 810– 1110 м:

V_бур.пр.=n_пр(l_пр-l_пр)=0,18*(1110-810)=54 м³ (24)

следовательно, дополнительный объем бурового раствора для бурения

интервала скважины под эксплуатационную колонну по формуле (21)

составит:

V_р.гум.= 120+50,76 + =224,76 м³

Определяем массу глины для бурения в интервале 810– 1110 м:



Определяем необходимое количество воды для бурения на интервале 810– 1110 м.

Там же, по формуле (31)


Определяем средний расход глины на бурение 1 м. скважины в интервале 810– 1110 м:

Там же, по формуле (32):



Определяем средний расход воды на бурение 1 м скважины в интервале 810– 1110 м:

Там же, по формуле (33):



Определяем массу и средний расход введенных реагентов:

УЩР:





ССБ:




Na₂CO₃:

Na₂CO₃=


NaOH:




Расчет объемов бурового полимерно-глинистого раствора и его компонентов в интервале 1110-2130 м

В этом случае, определяем потребный объем бурового раствора для

бурения под промежуточную колонну по формуле:

V_р.пр.= V_зап.пр.+V_бур.пр.+V_пр.исх. (21)

V_пр.исх.=120 м³

Количество бурового раствора для увеличения запасного объема при

бурении под промежуточную колонну будем определять по формуле:

Запасной объем для бурения интервала скважины под

эксплуатационную колонну находим:

(22)

Dпр. – внутренний диаметр промежуточной колонны;

Определяем необходимый объем бурового раствора для механического

бурения скважины под промежуточную колонну в интервале 1110– 2130м:

V_бур.пр.=n_пр(l_пр-l_пр)=0,18*(2130-1110)=183,6 м³ (24)

следовательно, дополнительный объем бурового раствора для бурения

интервала скважины под эксплуатационную колонну по формуле (21)

составит:

V_р.гум.=120+ +183,6 =300,25 м³

Определяем массу глины для бурения в интервале 1110– 2130 м:



Определяем необходимое количество воды для бурения на интервале 1110– 2130 м.

Там же, по формуле (31)


Определяем средний расход глины на бурение 1 м. скважины в интервале 1110– 2130м:

Там же, по формуле (32):



Определяем средний расход воды на бурение 1 м скважины в интервале 1110– 2130 м:

Там же, по формуле (33):



Определяем массу и средний расход введенных реагентов:
УЩР:





ГПАА:





NaOH:

NaOH=


Расчет объемов бурового лигносульфонатного раствора и его компонентов в интервале 2130-2330 м

В этом случае, определяем потребный объем бурового раствора для

бурения под эксплуатационную колонну по формуле:

V_р.э.= V_зап.э.+V_бур.э.+V_э.исх. (21)

V_пр.исх.=90 м³

Количество бурового раствора для увеличения запасного объема при

бурении под эксплуатационную колонну будем определять по формуле:

Запасной объем для бурения интервала скважины под

эксплуатационную колонну находим:

(22)

Dпр. – внутренний диаметр промежуточной колонны;

Определяем необходимый объем бурового раствора для механического

бурения скважины под промежуточную колонну в интервале 2130-2330 м:

V_бур.э.=n_пр(l_э-l_э)=0,12*( )=24 м³ (24)

следовательно, дополнительный объем бурового раствора для бурения

интервала скважины под эксплуатационную колонну по формуле (21)

составит:

V_р.гум.=90+24+ =163,68 м³

Определяем массу глины для бурения в интервале 2130-2330 м:



Определяем необходимое количество воды для бурения на интервале 2130-2330 м.

Там же, по формуле (31)


Определяем средний расход глины на бурение 1 м. скважины в интервале 2130-2330 м:

Там же, по формуле (32):



Определяем средний расход воды на бурение 1 м скважины в интервале 2130-2330 м:

Там же, по формуле (33):



Определяем массу и средний расход введенных реагентов:

УЩР:





ССБ:




NaOH:





Пеногаситель Т-80, кальцинированная и каустическая сода вводятся в раствор в равных пропорциях в количестве 5 кг/м³ раствора, а значит и их масса для обработки раствора на различных интервалах бурения будет одинаковой.

Определяем количество целлофановой крошки для введения при бурении интервалов с поглощением бурового раствора.

Интервал 390-610 м (бурение под кондуктор, промежуточную колону).

V = 120+99,33+0,22·(610-390)=267,73 м³;

Q = V · q = 267,73·4=1070,92 кг;

q_{Ц.крошка1}=1070,92/220 =4,86кг/м;

Интервал 2130 – 2330 м (бурение под эксплуатационную колонну).

V = 120+135,1+0,12·(2330-2130) = 279,1м³;

Q = V · q = 451,56·4= 1116,4 кг;

q_{Ц.крошка2}= 1806,24/200 =5,582 кг/м;

Расчет количества компонентов известково-битумного раствора.

Определяем количество бурового раствора, потребного для первичного

вскрытия продуктивной залежи и добуривания скважины до проектной

глубины 2600 м.

Как уже отмечалось выше, для этой цели будет применяться раствор на

углеводородной основе. Применяем совместный способ вскрытия

продуктивной толщи (2330 – 2510 м.) и вышезалегающих горных пород, в

которых не будут возникать осложнения в процессе перебуривания

продуктивного горизонта с применением бурового раствора на

углеводородной основе, в том числе и для добуривания скважины до

проектной глубины (2600 м.)

В этом случае потребный объем бурового раствора на углеводородной

основе определим по формуле:

V_п= V_исх + V_зап._п+ V_бур.п (26)

где:

Vзап.п. – запасной объем бурового раствора необходимого для перебуривания

продуктивной толщи и добуривания скважины до проектной глубины;



(27)

Объем бурового раствора, необходимого для механического бурения

скважины в интервале продуктивной залежи и ниже до проектной глубины

находим по формуле:

V_бур.пр.=n_э(l_с-l_э)=0,12*(2600-2330)=32,4 м³, (28)

Определяем по формуле (26) потребный объем бурового раствора на

углеводородной основе:

V_п= V_исх + V_зап._п+ V_бур.п=90+32,4+ =176,92 м³

После достижения скважинной проектной глубины 2600 м в нее

опускается эксплуатационная колонна той же длины и осуществляется ее

цементирование с последующим вторичным вскрытием продуктивной толщи в интервале 2330 – 2510 м. с применением одного из методов перфорации

эксплуатационной колонны.
Используя ИБР, мы вскрываем продуктивный пласт и добуриваем скважину до проектной глубины. После этого мы опускаем обсадную колонну с последующим цементажом и производим вторичное вскрытие продуктивного пласта.

Дизельное топливо:

Q_ДТ = V_ИБР · q_ДТ = 210,75·560=118020 кг – масса дизельного топлива ДЛ;

Средний расход ДТ по массе на бурение 1 м скважины в интервале (2330 – 2600):

q_{ДТ ср} = Q_ДТ / L ,

где L – длина интервала, пробуренного с использованием ИБР.

q_{ДТ ср} = 118020/ 270 = 437,11кг/м;

Битум:

Q_Б = V_ИБР · q_Б = 210,75·144,7=24173,025 кг – масса битума;

Средний расход битума по массе на бурение 1 м скважины в интервале (2330 – 2600):

q_{Б ср} = 24173,025 / 270 = 89,53 кг/м;

Известь негашеная (СаО):

Q_Изв = V_ИБР · q_Изв = 210,75·300=63225 кг – масса извести;

Средний расход СаО по массе на бурение 1 м скважины в интервале (2330 – 2600):

q_{Изв ср} = 63225/ 270 = 234,16кг/м;

Сульфонал НП-3 или НП-1:

Q_НП = V_ИБР · q_НП = 210,75·11=2318,25кг – масса сульфонала;

Средний расход сульфонала по массе на бурение 1 м скважины в интервале (2330 – 2600):

q_{НП ср} = 2318,25/ 270 = 8,58 кг/м;

Вода:

Q_в = V_ИБР · q_в = 210,75·65=13698,75 кг – масса воды;

Средний расход воды по массе на бурение 1 м скважины в интервале (2330 – 2600):

q_{в ср} = 13698,75 / 270 = 50,73 кг/м;

Список литературы:

1. 
   Калинин А.Г., Левицкий А.З., Мессер А.Г., Соловьев Н.В. «Практическое руководство по технологии бурения скважин на жидкие и газообразные полезные ископаемые». Недра, М., 2001 г.
   
2. 
   Дудля Н.А., Третьяк А.Я. «Промывочные жидкости в бурении». Ростов Н/Дону, 2009 г.
   
3. 
   Соловьёв Н.В. Методические рекомендации по составлению курсового проекта «Разработка технологического регламента промывочной жидкости для бурения скважины» по дисциплине «Очистные агенты и тампонажные смеси» М., РГГРУ, 2006 г.
   
4. 
   Рязанов Я.А. «Справочник по буровым растворам» Недра, М., 1986 г.
   
5. 
   Калинин А.Г. «Бурение нефтяных и газовых скважин» ЦентрЛитНефтегаз, М., 2008 г.
   
6. 
   Соловьёв Н.В. и др. «Бурение разведочных скважин» Высшая школа, М., 2007 г.
   
7. 
   Ивачёв Л.М. «Промывка и тампонирование геологоразведочных скважин» Справочное пособие. Недра, М., 1989 г.
   
8. 
   Городнов В.Д. «Буровые растворы» Недра, М., 1985 г.
   
9. 
   Булатов А.И. и др. «Справочник инженера по бурению скважин» Т 1., Недра, М., 1985 г.
   
10. 
    Соловьёв Н.В. Методические рекомендации по составлению курсового проекта по курсу: «Промывочные жидкости и тампонажные смеси» для студентов специальности 08.07 («Технология и техника разведки МПИ») РГГРУ, М., 2006 г.