чашка. Содержание 5 1 геологический раздел 8

• Название: Содержание 5 1 геологический раздел 8
• Дата: 11.01.2020
• Размер: 0.88 Mb.
• Имя файла: чашка.doc
• Тип: Документы; #103482
• страница: 16 из 26

2.5 Расчет цементирования обсадных колонн

2.5.1 Расчет цементирования эксплуатационной колонны

Исходные данные:

Длина колонны по стволу Lн =2340 м

Интервал цементирования облегченным цементным раствором L₁ = 640м

Интервал цементирования чистым цементным раствором L₂ =1700 м

Длина цементного стакана hст=10м

Интервал буферной жидкости по затрубному пространству Н_бж = 300м

Диаметр долота Dд.= 0,2159м

Диаметр эксплуатационной колонны dэк = 0,168 м

Плотность цементного раствора ρ_цр = 1920 кг/м³

Плотность облегченного цементного раствора ρ_оцр = 1500 кг/м³

Плотность бурового раствора ρ_бр = 1100 кг/м³

Водоцементное отношение облегченного цементного раствора m₁ = 0,75.

Водоцементное отношение цементного раствора m = 0,5.

Определяется объем буферной жидкости.

V_бж =0,785*(К*Dд²-dнок²)* Н_бж =0,785*(1,1*0,2159²-0,168²)*300=5,43 м³

Определяется объем чистого цементного раствора

V_цр =0,785*((К*Dд²-dнок²)*L₂+dвнок²*hст)=

=0,785*((1,1*0,2159²-0,168²)*1700+0,1534²*10)=30,9 м³

где, К – коэффициент кавернозности, К=1,1.

Определяется объем облегченного цементного раствора

V_оцр =0,785*(К*Dд²-dнок²)*L₁=0,785*(1,1*0,2159²-0,168²)*640=11,5 м³

Определяется количество сухого цемента в цементном растворе.

G_ц=( ρ_цр * V_цр *К)/(1+m)=(1920*30,9*1,03)/(1+0,5)=40,56 т

Определяется количество сухого цемента в облегченном цементном растворе.

G_оцр =( ρ_оцр * V_оцр *К)/(1+m₁)=(1650*11,5*1,03)/(1+0,75)=11,17т

где К – коэффициент, учитывающий потери цемента при затворении,К=1,03.

Определяется количество воды для цементирования

V_в=m*G_ц+m₁*G_оцр =0,5*40,56+0,75 *11,17=28,7м³

Определяется количество СаСl₂ в цементном растворе

Gcacl₂ =(m* G_ц)/100=(1,97*40,56) /100=0,797т.;

Определяется количество СаСl₂ в облегченном цементном растворе

Gcacl₂ =(m* G_оцр)/100=(1,97*11,17)/100=0,22 т.;

Определяется количество ОЭЦ в облегченном цементном растворе

G_оэц =(m* V_оцр)/100 =(1,97*11,5)/100 = 0,226 т.,

Определяется количество продавочной жидкости

V_прж=0,785*d_внок²*(L_н-h_ст)*К=0,785*0,1534²*(2340-10)*1,03=44,33 м³

Определяется давление на цементировочной головке в конце цементирования обсадной колонны.

Р_к=Р_г+Р_ц=6,2+16,2=22,4МПа

Р_г=0,002*L_в+1,6=0,002*2316+1,6=6,2 МПа

Р_ц=0,01*(ρ_црср- ρ_р)*(L_в-h_ст)*10^-3 = 0,01*10^-3*(1805-1100)*(2316-10)=16,2 МПа

ρ_црср=(ρ_оцр*L₁+ρ_цр*L₂)/(L₁+L₂)=(1500*640+1920*1700)/(640+1700)=1805 кг/ м³

Определяется температура забоя

Т=t_ср+Г*L_в=1,5+0,025*2316=85,85⁰С
где, Г - геотермический градиент. Г=0,025

По температуре забоя рекомендуется цемент для «горячих» скважин: IG-CC-1

По величине Р и Рг принимаются втулки на насосе ЦА - 320 диаметром 100 мм.

Определяется количество продавочного раствора, закачиваемого на различных скоростях УНЦ - 320М.

h₀=(V_цр+V_оцр)/(F_вн+F_зп)=(30,9+11,5)/(0,0184+0,018)=1164,8 м



l₀=L_н-h₀=2316-1164,8=1151,2 м

a=(h₀-h_ст)/Р_ц=(1164,8-10)/9,77=118,19 м/МПа

h_V=l₀+а*(Р_V-Р_г)=1151,2+118,19*(6,9-6,2)=1233,9м

h_IV=a*(Р_IV-Р_V)=118,19*(10,26-6,9)=397,12 м

h_III=a*(Р_III-Р_IV)=118,19*(15,9-10,26)=666,59 м

h_II=a*(Р_II-Р_III)=118,19*(22,4-15,9)=1725,57 м

Определяется объем ЦР, закачиваемого на различных скоростях

V_V=F_внэкср*h_V=0,0184*1233,9= 22,7 м³

V_IV=F_внэкср*h_IV=0,0184*397,12= 7,3 м³

V_III=F_внэкср*h_III=0,0184*666,59= 12,26 м³

V_II=V_прж-(V_V+V_IV+V_III)=44,33-(22,7+7,3+12,26)=2,06 м³

Определяется время цементирования эксплуатационной колонны из условия работы одного ЦА- 320М.

Т_ц=Т_зак+Т_прод+t=5724+4359+600=10683 сек

Т_зак=(V_цр+V_оцр+V_бж+ V_прж )*10³/q_ца^V=(30,9+11,5+5,43+44,33)*10³/16,1=5724 сек

Т_прод=t_V+t_IV+t_III+t_II=V_V*10³ /q_ца^V+V_IV*10³ /q_ца^IV+V_III*10³ /q_ца^III+V_II*10³ /q_ца^II=

=22,7*10³ /16,1+7,3*10³ /10,7+12,26*10³ /7+2,06*10³ /4=4359 сек

где, t - время , затраченное для промывки нагнетательной линии ЦА – 320М и отвинчивания стопоров на цементировочной головке. Определяется количество ЦА - 320М по времени схватывания цементного раствора. n_ца=(Т_ц/(0,75*Т_схв))+1=(10683/(60*0,75*120))+1=3 агрегата

Определяется количество цементировочных агрегатов по скорости восходящего потока.

n_ца =0,785*(к*D_д²-d_нок²)*с/q_цаср=0,785*(1,1*0,2159²-0,168²)*2/0,01 =4 агрегата

q_цаср=V_прж/Т_прод=44,33/4359=0,01 л/сек где С – скорость восходящего потока 1,5 – 2м/с. Принимается количество ЦА – 320М, 3 комплекта.

Определяется количество цементосмесительных машин УС6-30 по грузоподъемности.

n_ас=(G_ц+G_оц)/20+1=(40,56+11,17)/20+1= 4 смесителя

Определяется время цементирования эксплуатационной колонны.

Т_ф=(Т_ц-t)/ n_ца+t=((10683-600)/4)/60+10 = 36 мин.