Пояснения к задаче 2

При решении задачи необходимо определить потребное количество цементного раствора, сухого цемента, воды для затворения цементного раствора, буферной жидкости, продавочной жидкости, конечное давление при цементировании, продолжительность времени цементирования, количество цементировочных агрегатов и цементосмесительных машин.

Рисунок 2 Схема одноступенчатого цементирования эксплуатационной колонны

Определим плотность цементного раствора r_ц.р., г/см³

где r_сух.ц. – плотность сухого цемента, г/см³;

- водоцементное отношение.

Определим минимальный объем буферной жидкости V_буф.min, м³

где к_у – коэффициент уширения, к_у=1,25;

D - толщина глинистой корки – 0,002;

Н_ц.р. – высота подъема цементного раствора, м;

Д_д – диаметр долота, мм;

d_н – наружный диаметр эксплуатационной колонны, мм.

Определим объем цементного раствора V_ц.р, м³

где Д_{вн. к.} – внутренний диаметр кондуктора, мм;

d_{нар.э.к.} – наружный диаметр эксплуатационной колонны, мм;

Д_скв. – диаметр скважины, мм (Д_скв.=к · Д_д);

к – коэффициент кавернозности;

Н₁=глубина спуска предыдущей колонны, м; Н₂ = L – Н₁, м

h_ст – высота цементного стакана, м

Рассчитываем массу сухого цемента G_сух.ц., т

Определяем объем воды V_в., м³

Определяем объем продавочной жидкости V_пр.ж, м³

где k – коэффициент сжимаемости жидкости, k =1,02.

Принимаем скорость восходящего потока тампонажного цементного раствора – 1,8 м/с.

Определяем подачу насосов цементировочных агрегатов для обеспечения данной скорости:

где u - скорость восходящего потока, u=1,8×10³;

V_ст – объем цементного стакана.

Определяем объем цементного стакана V_ст, м³

Определяем максимальное давление на цементировочной головке в конце цементирования по формуле

(14)

где - максимально ожидаемая разность гидростатических давлений в трубах и затрубном пространстве в конце цементирования;

– давление, необходимое для преодоления гидравлических сопротивлений, находится по формуле Шищенко-Бакланова.

(15)

- высота подъема тампонажного цементного раствора;

- высота цементного стакана;

- плотность тампонажного цементного раствора;

- плотность продувочного раствора.

(16)

В соответствии с подачей Q и давлением в цементировочной головке Р_max, необходимо выбрать тип цементировочного агрегата (Приложение 1).

Определяем число цементировочных агрегатов

(17)

Определяем число цементосмесительных машин

(18)

где - объем бункера 2СМН – 20, 14,5 м³;

- насыпная объемная масса цемента, 1,21.

Число работающих ЦА при закачки тампонажного цементного раствора рассчитывают по формуле

(19)

Если , то для закачки тампонажного раствора можно увеличить подачу насоса.

Закачивание 0,98 объема продавочного раствора будет осуществляться (n-1) ЦА, оставшиеся 0,02 объема продавочного раствора будут закачиваться одним агрегатом.

Определяем продолжительность цементирования обсадной колонны по формуле

где n₁ – количество агрегатов для закачки буферной жидкости;

n₂ – количество ЦА для закачки цементного раствора.

Для цементирования обсадной колонны необходимо принять тампонажный цементный раствор, характеризующийся началом загустевания

Полученные результаты занести в таблицу 7

Таблица 7 – Сводная по цементированию скважины

Приложенине 1 – Краткая характеристика цементировочного оборудования (Элияшевский стр. 255-256, табл. 128-130)

Список литературы

1. Вадецкий Ю. В. Бурение нефтяных и газовых скважин. – М.: Академия, 2003.

2. Элияшевский И. В., Сторонский М. Н., Орсуляк Я. М. Типовые задачи и расчеты в бурении: М., Недра, 1982.

3. Справочник бурового мастера /Под общей ред. Овчинникова В. П., Грачева С. И., Фролова А. А.

4. Городнов В. Д. Буровые растворы: М., Недра, 1985.

5. Иогансен К. В. Спутник буровика, справочник: М., Недра, 1986.

6. Пустовойтенко И. П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении: М., Недра, 1988.

Дата добавления: 2015-08-10