Ремонтно-изоляционные работы
2.1 Цементирование скважин под давлением
Условие задачи: определить основные расчётные параметры при цементировании скважины: глубину установки конца заливочных труб и их объём; допустимое время цементирования скважины; время заполнения колонны заливочных труб; время вымыва излишка тампонажного раствора; время затворения и продавки тампонажного раствора в пласт; объём и плотность тампонажного раствора; количество потребного сухого тампонажного материала; количество жидкости для приготовления тампонажного раствора.
Исходные данные:
глубина скважины H, м3200
глубина верхнего интервала перфорации, м3180
интервал перфорации13
плотность скважинной жидкости ρсж, кг/м31245
вес одного погонного метра НКТ с муфтами, Н158,8
внешний диаметр НКТ Dнкт, мм101,6
толщина стенки НКТ δнкт, мм6,5
группа прочности стали НКТД
коэффициент запаса прочности НКТ, д. ед1,5
водоцементное отношение m0,4
плотность тампонажного цемента ρц, т/м33,2
плотность жидкости затворения ρж,кг/м31020
коэффициент сжимаемости продавочной жидкости1,09
среднегодовая температура воздуха, ℃18
время начала схватывания цемента с момента затворения, мин105
время на подготовительные и заключительные
работы в процессе затворения, мин7
приемистость скважины, м3/мин1,1
коэффициент потерь жидкости при затворении раствора1,07
Решение
Определяем глубину установки конца заливочных труб при цементировании скважин под давлением по формуле:
Hзт=Hп-lпρтрρсж
где Hп- расстояние от устья скважины до верхних отверстий перфорации, м;
lп- интервал перфорации, м;
ρтр- плотность тампонажного раствора, кг/м3;
ρсж- плотность скважинной жидкости, кг/м3.
Определяем плотность тампонажного раствора по формуле:
ρтр=1+m∙ρц∙ρжρж+m∙ρц
где m- жидкостно-цементное отношение;
ρц и ρж- плотность соответственно тампонажного цемента и жидкости затворения, т/м3.
ρтр=1+0,4∙3200∙10201020+0,4∙3200=1475,9 кг/м3
Hзт=3180-131475,91245=3165 м
Определяем предельно допустимую длину колонны заливочных труб с учётом растяжения от сил собственного веса по формуле:
Hпзт=GстрKзп∙qнкт
где qнкт- вес одного погонного метра НКТ с муфтами, Н;
Gстр- страгивающая нагрузка для резьбового соединения НКТ (Приложение 3, таблица 2), Н;
Kзп- коэффициент запаса прочности.
Hпзт=4590001,5∙158,8=1927 м
Определяем объём колонны заливочных труб по формуле:
Vзт=Kспж∙π4∙dв2∙Hпзт
где Kспж- коэффициент сжимаемости продавочной жидкости;
dв- внутренний диаметр НКТ, м.
Vзт=1,09∙3,144∙0,08862∙1927=12,9 м3
Определяем температуру на забое скважины по формуле:
tз=tср+0,01…0,025Lс
где tср- среднегодовая температура воздуха, ºС.
tз=18+0,015∙3200=66 ℃
В зависимости от полученного значения температуры на забое выбираем класс тампонажного цемента: для «горячих» скважин с температурой испытания 75±3ºС.
Определяем допустимое время цементирования скважины по формуле:
Tд=0,75∙Tс
где Tс- время начала схватывания цемента с момента затворения, мин.
Tд=0,75∙105=78,8 мин
Определяем время, необходимое для полного заполнения колонны заливочных труб при работе одним агрегатом (ЦА-320 М) на определенной скорости (V) и при определенном диаметре втулок (115 мм) по формуле:
Tз=1000∙Vзт60∙qнV
где qнV- подача насоса на V скорости, л/c (qнV=16,1 л/с)
Tз=1000∙12,960∙16,1=13,3 мин
Определяем время вымыва излишка тампонажного раствора при обратной промывке при работе одним агрегатом (ЦА-320 М) на определенной скорости (IV) и при определенном диаметре втулок (115 мм) по формуле:
Tв=1000∙Vзт60∙qнIV
где qнIV- подача насоса на IV скорости, л/с (qнIV=10,7 л/с).
Tв=1000∙12,960∙10,7=20,1 мин
Определяем время на затворение и продавку тампонажного раствора в пласт:
T=Tд-Tз+Tв+Tо
где Tо- время на подготовительные и заключительные работы при за- творении цемента, мин.
T=78,8-13,3+20,1+7=38,4 мин
Определяем объём тампонажного раствора, который можно закачать в пласт за время T по формуле:
Vтр=Qс∙T
где Qс- приёмистость скважины, м3/мин.
Vтр=1,1∙38,4=42,2 м3
Определяем количество сухого цемента, необходимое для приготовления раствора по формуле:
Mц=11+m∙ρтр∙Vтр
Mц=11+0,4∙1475,9∙42,2=44487 кг
Определяем количество тампонажного материала, которое необходимо заготовить с учётом потерь при его завтворении:
Mц'=Kпз∙Mц
где Kпз- коэффициент, учитывающий потери при затворениитампонажного материала (Kпз=1,01).
Mц'=1,01∙44487=44932 кг
Определяем количество жидкости, необходимой для затворения тампонажного материала по формуле:
V ж=Kпж∙Mц∙mρж
где Kпж- коэффициент, учитывающий потери жидкости при затворении тампонажного материала.
V ж=1,07∙44932∙0,41020=18,8 м3
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
