Основы расчета по определению гидравлических

 сопротивлений в процессе цементирования

Скважин при РИР

 

В процессе цементирования важно знать возникающие гидравлические сопротивления, чтобы правильно выбрать тип и число цементировочных агрегатов.

Задача: Определить давление на выкиде насоса ЦА-320М при закачке и продавливании тампонажного раствора в пласт при следующих данных:

Н=3850 м;

d_эк=168 мм;

d_т.ст.=9 мм;

d_НКТ=89 и 73 мм, спущена на глубину 3815 м.

Длина НКТ d=89 мм – 1815 м;

Длина НКТ d=73 мм – 2000 м;

Скважина заполнена водой.

Подача ЦА-320М на III скорости при dвтулок=127 мм составляет 9, 8 дм³/сек.

Решение: Потери напора на преодоление сопротивлений при движении в начале закачки тампонажного раствора:

,

 

где: l_т1 и l_т2 – коэффициенты трения при движении;

    h ₁ и h ₂  – длина спущенных в скважину заливочных труб, м;

    d _В1 и d _В2 – внутренний диаметр заливочных труб, м;

v_н1 и v_н2   – скорости нисходящего потока жидкости, м/с;

g – ускорение свободного падения, м/сек².

 

 

Тогда (Н_н=801 м).

 

Потери напора на преодоление сопротивления при движении воды в затрубном пространстве определяются:

 

,

где: l_з1 и l_з2    - коэффициенты трения при движении воды в затрубном

                             пространстве;

D _к     - внутренний диаметр эксплуатационной колонны, м;

d _н1 и d _н2   - наружный диаметр заливочных труб, м;

v _В1 и v _В2    - скорости восходящего потока жидкости в затрубном

                   пространстве, м/с.

 

 

Тогда:

.

 

Полный напор на преодоление гидравлического сопротивления от нисходящего и восходящего потоков жидкости равен:

Н = Н _н +Н _в = 801, 0 + 52, 0 = 853, 0 м.

Давление на выкиде насоса:

Р_н = Н × r _ж × g /10⁶= 853 × 1000 × 9, 81 × 10^-6 = 8, 4 МПа

 где:       r _ж – плотность жидкости, находящейся в колонне.

При двух- и трехсекционной колонне по существующим номограммам определяется гидравлическое сопротивление для каждого диаметра труб и полученные результаты складываются.

 

Основы расчета цементирования скважин

Нефтецементным раствором

 

При этом способе цемент затворяют на углеводородной жидкости (нефть, дизельное топливо, керосин, конденсат). Для улучшения смешивания тампонажного цемента с углеводородной жидкостью и превращения их в однородную массу в нефтецементный раствор добавляют ПАВ (кризол, асидол, ОП-10 и др.).

Добавка ПАВ способствует сохранению подвижности раствора в течение длительного времени и облегчает замещение (вытеснение) углеводородной жидкости при контакте раствора с водой.

В скважинах, где применение нефтецементного раствора приводит к снижению дебита нефти после РИР, а также в скважинах, сильно поглощающих жидкость, применяют нефтецементнопесчаный или пеноцементный растворы.

Задача: Произвести расчет цементирования скважины нефтецементным раствором при следующих данных:

- глубина искусственного забоя                L=1440 м;

- диаметр эксплуатационной колонны     D_эк=168 мм;

- средняя толщина (d)стенки                      d=9 мм;

- глубина отверстий фильтра                      1420 – 1426 м;

- диаметр НКТ                                                d_НКТ=89 мм;

- скважина заполнена водой и испытана на поглощение.

Количество тампонажного цемента (ТЦ) для заливки принимаем равным 4 т. Цемент затворяем на дизельном топливе с r=0, 870 т/м³ с добавкой 1, 5 % ПАВ.

 

Решение:

1. Плотность тампонажного раствора определяем по формуле:

 

.

2. Количество дизельного топлива для затворения 4 тонн цемента определим по формуле:

м³,

где: К₂ – коэффициент потерь при затворении.

3. Объем нефтецементного раствора, приготовленного из 4 тонн цемента и 2, 4 тонны дизельного топлива, составит:

 м³.

 

4. Объем нижней буферной пробки выбираем таким, чтобы после окончания прокачки ее внутри заливочных труб она заполнила бы затрубное пространство высотой 30 – 50 м. Этот объем определяется по формуле:

где D_B – внутренний диаметр эксплуатационной колонны;

d_т – наружный диаметр НКТ, м;

h_н.п.– высота подъема нижней буферной пробки в затрубном

     пространстве, м (принимается равной 30-50 м).

 

Тогда:

м³.

 

5. Глубина установки конца заливочных труб определяется по формуле:

где: Н₂ – расстояние от устья скважины до верхних отверстий интервала

            перфорации, м;

    l₁ – интервал отверстий фильтра, м.

Тогда:

 м,

(т.е. на 10 м выше верхних отверстий интервала перфорации).

 

6. Объем продавочной жидкости находим по формуле:

,

где: D – коэффициент сжимаемости продавочной жидкости (D=0, 01-0, 10);

d_В – внутренний диаметр НКТ, м;

Н – длина НКТ, м.

Тогда:

м³.

7. Минимальный объем верхней буферной пробки, необходимый для предотвращения смешивания продавочной жидкости с нефтецементным раствором:

 

, м³,

где: V_c – суммарный объем закачиваемых в скважину нефтецементного и

            продавочного растворов;

    d_В – внутренний диаметр заливочных труб, м;

Н – глубина установки конца заливочных труб, м.

 

Тогда:

V_c = V_ц.р. + V _пр= 3, 6 + 6, 5 = 10, 1 м³.

 

 м³, что соответствует высоте столба жидкости в заливочных трубах, равной 56 м. Таким образом, для приготовления раствора на нефтяной основе требуется 4 тонны тампонажного цемента; 3, 1 м³ дизельного топлива и 0, 05 м³ (ПАВ-ОП-10 или другого).

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться: