КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Методика розрахунку
1. Об’єм тампонажного розчину. Згідно рис. 1, в. , (1) де dз, dв – відповідно зовнішній і внутрішній діаметри обсадної колони, м; D – середній діаметр стовбура свердловини, який визначають по кавернограмі перед спуском обсадної колони; h = 10-20 м – висота цементного стакану. Його також можна визначити за формулою , (2) де k1 – коефіцієнт, що враховує наявність в свердловині каверн (k1 = 1,1¸1,5), Dд – діаметр долота, м. 2. Кількість матеріалів, необхідних для приготування тампонажного розчину. 2.1. Кількість сухого цементу, необхідного для приготування 1 м3 розчину , (3) де ρс – щільність сухого тампонажного матеріалу (для цементу ρc=3100¸3200 кг/м3); ρв – густина води, кг/м3; ρт.р. – густина тампонажного розчину, кг/м3. 2.2. Загальна маса сухого цементу , (4) де k2 = 1,01¸1,10 – коефіцієнт, що враховує втрати цементу в процесі приготування.
2.3. Об’єм води, необхідний для приготування 1 м3 тампонажного розчину . (5) 2.4. Загальний об’єм води , (6) де k3 = 1,05¸1,10 – коефіцієнт, що враховує втрати води. 3. Об’єм протискувальної рідини . (7) 4. Об’єм буферної рідини , (8) де hб = 100¸200 м – висота стовпа буферної рідини в кільцевому просторі (рис. 1, в). 5. Об’єм бурового (глинистого) розчину, що витісняється , (9) 6. Сумарна подача цементувальних агрегатів. Вона визначається виходячи з положення, що найбільш успішне витіснення глинистого розчину відбувається при турбулентній течії тампонажного розчину в затрубному просторі. Затрубний режим течії можливий при швидкості підйому тампонажного розчину в затрубному просторі не нижче Vвис = 1,5¸1,7 м. Зазвичай приймають Vвис = 1,5¸2,5 м. Тоді (10)7. Тиск в циркуляційній системі.При цементуванні обсадної колони повинні виконуватися наступні умови , ; (11) ; (12) , (13)
де Р1 і – відповідно розрахунковий і допустимий тиск на цементувальній головці; – граничний внутрішній тиск для обсадних труб; Р2 і – відповідно розрахунковий і допустимий тиск на насосах цементувальних агрегатів; Р3 і – відповідно розрахунковий і допустимий тиск на вибої свердловини, визначають як граничний тиск, при якому виникає поглинання. Граничні показники, що стоять в правій частині цих рівнянь, є паспортними характеристиками. У випадку. якщо ці умови не виконуються, то необхідно або змінити режим цементування, або підібрати інше обладнання. С метою спрощення, припустимо, що властивості розчину в процесі цементування остаються незмінними, а поперечні розміри обсадної колони і стовбура свердловини однакові по всій їх довжині. В деяких випадках будемо зневажати наявністю стовпа буферної рідини. 7.1. Визначення початкового тиску на цементувальній головці , (14) де Ртр – втрати тиску усередині обсадної колони; Рз.п. – втрати тиску в затрубному просторі. , (15) , (16) де і – скорочувальні коефіцієнти. 7.2. Визначення мінімального тиску на цементувальній голівці Оскільки густина глинистого розчину менша за густину тампонажного розчину, тиск при закачуванні останнього поступово знижується, досягаючи мінімуму у момент вивільнення протискувальної пробки і в подальшому до початку надходження тампонажного розчину в затрубний простір залишається незмінним. Рmin може знижуватися до 0 і навіть мати негативне значення. , (17) де Рр – різниця гідростатичних тисків в трубах і в затрубному просторі в момент початку надходження тампонажного розчину в затрубний простір (рис. 1, б) , (18) де Нт – висота стовпа тампонажного розчину усередині обсадної колони. , (19) де Fт – площа прохідного перерізу обсадної колони. . (20) Якщо Нт > L тоді приймають Нт = L Тиск Ртр і Рз.п. визначаються аналогічно (15) і (16) у відповідності до положення меж розділу розчинів зображених на рис. 1, б. , (21) , (22) 7.3. Визначення максимального тиску на цементувальній голівці Рmax (рис. 1, в). З моменту надходження тампонажного розчину в кільцевий простір тиск на цементувальній голівці підвищується и досягає максимуму в кінці періоду цементування , (23) де – різниця гідростатичних тисків в трубах і затрубному просторі в момент посадки пробки на стопорне кільце (рис. 1, в). , (24) , (25) . (26) 7.4. Визначення максимального тиску на вибої свердловини , (27) де – максимальний гідростатичний тиск в затрбному просторі. . (28) 8. Після цього перевіряємо чи виконуються умови (11) і (13). При порушенні цих умов потрібно зменшити подачу насосів Q чи перейти на двоступінчасте цементування і повторити розрахунок. Для перевірки умови (12) визначаємо максимальний тиск на ЦА , (29) де Рм – втрати тиску в маніфольді. Якщо величиною Рм знехтувати, то можна прийняти , 9. Обираємо тип ЦА, порівнюючи Р2 з технічною характеристикою, таким чином, щоб виконувалась умова (13). Якщо жоден з існуючих (або тих, що є на підприємстві) ЦА не відповідають умові (13), то також треба зменшити подачу насосів Q чи перейти на двоступінчасте цементування і повторити розрахунок. 10. Визначаємо кількість ЦА для закачування буферної рідини за формулою , (30) де 6,4 – ємність мірного бака ЦА, м3. 11. Визначаємо кількість змішувальних машин , (31) де Gс – ємність бункера ЗМ, т. 12. Визначаємо кількість ЦА для закачування тампонажного розчину. , (32) 13. Визначаємо кількість ЦА для протискування тампонажного розчину. При цьому процес протискування починаємо з максимальної подачі Q=Qmax при найменшому тиску Р2=Рmin. Потім по мірі підвищення Р2 до значення Рmах подачу зменшують шляхом зменшення кількості подвійних ходів насосів або шляхом почергового відключення ЦА. . (33) Розрахункову кількість ЦА округляють в більшу сторону і до нього додають один резервний агрегат. 14. Визначаємо тривалість цементування . (34) У цій формулі tб час закачування буферної рідини , (35) де qi – продуктивність ЦА на і-ій передачі (див технічну характеристику ЦА). Для визначення передачі на якій можна закачувати буферну рідину необхідно порівняти технічну характеристику обраного ЦА і Рн, з тим, щоб . Як правило буферну рідину закачують на максимальній передачі. Час закачування тампонажного розчину tз визначають за формулою . (36) Тут qi можна також вибирати з умови . Час закачування протискувальної рідини tп (час протискування тампонажного розчину в затрубний простір) в загальному вигляді визначають за формулою . (37) При переході тампонажного розчину в затрубний простір тиск на цементувальній голівці буде підвищуватись від Рmin до Рmах. В результаті виникає необхідність зменшення расходу шляхом послідовного переключення агрегатів на меншу передачу. При цьому для визначення tп необхідно визначити об’єм протискувальної рідини, що закачують на кожній з передач. З метою спрощення розрахунків приймаємо, що q = qcp (де qcp визначаємо як середню по кількості передач насосу ЦА). З урахуванням того, що останні 1-2 м3 протискувальної рідини закачуються одним агрегатом формула (37) матиме вигляд . (38) Час на допоміжні роботи (промивання маніфольдів і вивільнення пробки) приймаємо tд = 15 хв. 15. Визначаємо час початку тужавіння тампонажного розчину , (39) Зміст звіту 1. Розрахунок цементування згідно з вихідними даними (табл. 1). 2. Технічна характеристика обраного ЦА.
Дата добавления: 2014-12-10; Просмотров: 1412; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |