контрольная расчет. Расчет одноступенчатого цементирования. тюменский индустриальный университет контрольная работа

• Название: тюменский индустриальный университет контрольная работа
• Анкор: контрольная расчет
• Дата: 11.12.2022
• Размер: 396.5 Kb.
• Имя файла: Расчет одноступенчатого цементирования.doc
• Тип: Контрольная работа; #839161

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Расчет одноступенчатого цементирования
Выполнил:

САВЕЛЬЕВ РУСЛАН АЛЕКСАНДРОВИЧ


Тюмень

ТИУ

2022

1. Конструкция скважины

По геологической характеристике Гуралинского месторождения, следуя таблице 2.8, построю градиенты давлений и конструкцию скважины.



2. Расчет глубины спуска кондуктора
Глубина спуска кондуктора должна исключать гидравлический разрыв пластов, лежащих выше башмака, при достижении в стволе скважины давления, равного пластовому.

Глубина спуска кондуктора определяется требованиями охраны источников водоснабжения от загрязнения, предотвращения осложнений при бурении под очередную обсадную колонну, обвязки устья скважины противовыбросовым оборудованием и подвески обсадных колонн.











1.05 – коэффициент запаса



Полученное число округляем в большую сторону, в итоге получаем:


3. Максимальное давление на устье при возможном нефтепроявлении пласта
Давлением на устье скважины является разница между пластовым давлением и гидростатическим давлением столба жидкости в скважине:







Наибольшие пластовое давление будет в К1/tr (Б12^1-2), по таблице 2.5 и 2.8 находим необходимые значения:







4. Определение ПВО

Для создания противодавления




5. Цементация скважины

Кондуктор

Давление гидроразрыва пород на башмаке кондуктора



Площадь кольца между кондуктором и стенками скважины:



Расход цементного раствора

Скорость подъема цементного раствора по стволу скважины:



Разбиваем длину кондуктора 520 м на два участка нижний 320 м, который будем заливать тяжелым раствором и верхний 200 под легкий раствор .

Гидростатическое давление столба цементировочной жидкости:





Расчет гидростатических потерь:





Коэффициент безопасности:



Эксплуатационная колонна:

Выполняем аналогично, как и для кондуктора.

Площадь кольца между эксплуатационной колонной и стенками скважины:



Расход цементного раствора

Скорость подъема цементного раствора по стволу скважины:



Разбиваем длину эксплуатационной колонны 2270 м на два участка нижний 350 м, который будем заливать тяжелым раствором и верхний 1920 под легкий раствор .

Гидростатическое давление столба цементировочной жидкости:





Расчет гидростатических потерь:





Давление гидроразрыва пород на башмаке кондуктора



Коэффициент безопасности:



Расчет объема цементного раствора:

Исходя из ранее построенной конструкции скважины рассчитываем объем цементного раствора.







Направление:



Кондуктор:

Так как совместный интервал между направлением и кондуктором равен 30 м, то считаем его без учета каверзности :





Эксплуатационная колонна:

Так как совместный интервал между эксплуатационной колонной и кондуктором равен 520 м, то считаем его без учета каверзности

:










6. Определим необходимое количество цемента, воды и наполнителя, приходящееся на один кубический метр цементного раствора

Примем следующие обозначения:

Ц – количество кг цемента на 1 м³ цементного раствора.

Н – количество кг наполнителя на 1 м³ цементного раствора.

В-количество кг воды на 1 м³ цементного раствора.

В нашем случае используем наполнитель – Микросфера,

ρ= 0.25..0.6 г./см³

n – отношение наполнителя к цементу.

m – водоцементное отношение.

6.1 Для тяжелой пачки цементного раствора эксплуатационной колоны:

Ц = , (кг/м³)

Н = n*Ц, (кг/м³)

В = m*Ц, (кг/м³)

Определим водоцементное отношение. Отношение наполнителя к цементу равно нулю, так как в тяжелой пачке наполнитель не используем.

Водоцементное отношение определяем методом подбора:

Ρ_цр = 1.92=

Ρ_цр = 1.92 =

Водоцементное отношение m= 0.425. Тогда:

Ц_тэ = =1347.4 кг

Н_тэ = 0

В_тэ = 0.425*1347.4= 572.6 кг

Для легкой пачки цементного раствора эксплуатационной колонны:

Ц = , (кг/м³)

Н = n*Ц, (кг/м³)

В = m*Ц, (кг/м³)

Примем водоцементное отношение m=0.4.

Отношение наполнителя к цементу

n = 0.125, ρ_н = 0.4 кг/м³ (плотность наполнителя)

Ρ_цр = 1.48 =

Ц_лэ = =970.5 кг

Н_лэ = 0.125* 970.5= 121.3 кг

В_лэ = 0.4*970.5= 388.2 кг

Для тяжелой пачки кондуктора:

Ц = , (кг/м³)

Н = n*Ц, (кг/м³)

В = m*Ц, (кг/м³)

Примем водоцементное отношение m=0.5. Отношение наполнителя к цементу n= 0.

Ρ_цр = 1.83 =

Ц_тк = =1220 кг

Н_тк = 0 кг

В_тк = 0.5*1220= 610 кг

Для легкой пачки кондуктора:

Ц = , (кг/м³)

Н = n*Ц, (кг/м³)

В = m*Ц, (кг/м³)

Примем водоцементное отношение m=0.4. Отношение наполнителя к цементу n= 0.11, ρ_н = 0.4 кг/м³ (плотность наполнителя)

Ρ_цр = 1.52 =

Ц_лк = =1006.6 кг

Н_лк = 0.11* 1006.6= 110.7 кг

В_лк = 0.4*1006.6= 402.6 кг

7. Определим массу цемента, воды и наполнителя, приходящееся на каждую пачку цементного раствора

Примем следующие обозначения:

МЦ – количество кг цемента на пачку цементного раствора.

МН – количество кг наполнителя на пачку цементного раствора.

МВ – количество кг воды на пачку цементного раствора.

Для тяжелой пачки эксплуатационной колоны.

Протяженность участка колонны, цементируемой тяжелой пачкой цементного раствора Н₁= 350 м.

Полный объем цементного раствора, приходящегося на эксплуатационную колону:

V_црэ= 41.5 м³, тогда на тяжелую пачку приходится: V_цртэ= 6.39 м³.

V_цртэ= = =6.39 м³.

МЦ_тэ = Ц_тэ * V_цртэ= 1347.4* 6.39 = 8609.9 кг.

МН_тэ = 0 кг.

МВ_тэ = В_тэ * V_цртэ= 572.6 * 6.39 = 3658.9 кг.

Для легкой пачки эксплуатационной колоны

Протяженность участка колонны, цементируемой тяжелой пачкой цементного раствора Н₂= 1920 м. Полный объем цементного раствора, приходящегося на эксплуатационную колону: V_црэ= 41.5 м³, тогда на тяжелую пачку приходится: V_цртэ= 35.11 м³.

V_црлэ= = =35.11 м³.

МЦ_лэ = Ц_лэ * V_црлэ= 970.5* 35.11 = 34074.26 кг.

МН_лэ = Н_лэ * V_црлэ= 121.3 * 35.11 = 4258.84 кг.

МВ_лэ = В_лэ * V_црлэ= 388.2 * 35.11 = 13629.7 кг.
Для тяжелой пачки кондуктора.

Протяженность участка колонны, цементируемой тяжелой пачкой цементного раствора Н₁= 320 м.

Полный объем цементного раствора, приходящегося на кондуктор:

V_црк= 20.84 м³, тогда на тяжелую пачку приходится:

V_цртк= 12.82 м³.

V_цртк= = = 12.82 м³.

МЦ_тк = Ц_тк * V_цртк= 1220* 12.82 = 15640 кг.

МН_тк = Н_тк * V_цртк= 0 кг.

МВ_тк = В_тк * V_цртк= 610 * 12.82 = 7820 кг.

Для легкой пачки кондуктора.

Протяженность участка колонны, цементируемой легкой пачкой цементного раствора Н₂= 200 м.

Полный объем цементного раствора, приходящегося на кондуктор: V_црк= 20.84 м³, тогда на тяжелую пачку приходится: V_цртк= 8 м³.

V_црлк= = = 8 м³.

МЦ_лк = Ц_лк * V_црлк= 1006.6* 8 = 8072 кг.

МН_лк = Н_лк * V_црлк= 110.7 * 8 = 887.8 кг.

МВ_лк = В_лк * V_црлк= 402.6* 8= 3228.8 кг.

8. Рассчитаем необходимое количество смесительных агрегатов для проведения цементирования
Цементирование эксплуатационной колонны. Одна смесительная машина рассчитана на 16 тонн сухой смеси, поэтому для цементирования тяжелой пачкой эксплуатационной колоны необходима одна смесительная машина, так как масса цемента составляет 8.6 тонн, а наполнитель не используется.

Для цементирования легкой пачкой эксплуатационной колоны необходимо 3 смесительные машины, так как масса цемента составляет 34 тонны, а наполнителя – 4.2 тонны.

Цементирование кондуктора.

Для цементирования тяжелой пачкой кондуктора необходима одна смесительная машина, так как масса цемента 15.6 тонны. Для цементирования легкой пачкой кондуктора необходима одна смесительная машина, так как масса цемента и наполнителя в сумме составляют 8.8 тонны.
9. Схема обвязки агрегатов при цементировании эксплуатационной колонны



1. Цементировочная машина 2СМН-20;

2. Цементировочный агрегат ЦА-320М;

3. Цементировочный агрегат 3ЦА-400А;

4. Блок манифольда 1БМ-700;

5. Станция контроля цементирования СКЦ-2М;

6. Цементировочная головка;

7. Осреднительная емкость;

8. Резервуар;

* пунктиром обозначено движение жидкости затворения.
10. Схема обвязки агрегатов при цементировании кондуктора


1. Цементировочная машина 2СМН-20;

2. Цементировочный агрегат ЦА-320М;

3. Цементировочный агрегат 3ЦА-400А;

4. Блок манифольда 1БМ-700;

5. Станция контроля цементирования СКЦ-2М;

6. Цементировочная головка;

7. Осреднительная емкость;

8. Резервуар;

* пунктиром обозначено движение жидкости затворения.