Основы расчета цементирования скважин

Пеноцементным раствором

 

При этом способе в ПЗП закачивают пеноцементный раствор, заполняющий водопроводящие каналы, образующий после твердения пеноцементный камень небольшой проницаемости.

Технологический процесс осуществляют цементированием скважины под давлением с последующим вымывом излишков пеноцементного раствора из зоны фильтра.

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

Н_скв=1860 м; Н_{фильтра}=1836-1851 м; D_эк=168 мм; d_НКТ=114х73 мм; Р_пл=3, 6 МПа.

Приемистость (q) скважины определяем по закачке воды при Р_зак=1, 5 МПа, q=7, 0 дм³/с.

Решение:

1) При определении приемистости пласта потребное количество цемента на одну скважино-операцию в зависимости от проницаемости пласта при расходе жидкости 5-7 дм³/с составит:

Давление нагнетания, Р, МПа	0 - 2	2 - 4	4 - 6	6 - 8	> 8
Количество цемента, т	8 - 15	6 - 7	4 - 5	2, 5 – 3, 0	2, 0

 

2) Приведенные значения количества цемента необходимо уточнять применительно к условиям конкретных месторождений. Согласно условию задачи принимаем количество цемента G=10 т.

3) Количество тампонажного материала, которое необходимо заготовить с учетом потерь равно:

G₁=К₁× G= 1, 01 × 10 = 10, 1 т.

4) Концентрацию пенообразователя (по активному веществу) принимаем равной 0, 5 – 1, 0 % от массы цемента. ПАВ добавляют в готовый раствор.

5) Плотность тампонажного раствора находим по формуле:

 т/м³.

6) Количество жидкости, необходимой для затворения тампонажного материала, определяем по формуле:

 м³.

 

7) Объем цементного раствора, приготовленного из 10 т цемента определяем по формуле:

 м³

8) Степень аэрации выбирают с таким расчетом, чтобы в пластовых условиях она составила (0, 4-1, 0)× 10Р_пл. В нашем случае:

а=0, 5 × 10× 3, 6 =18.

 

9) Плотность пеноцементного раствора составит:

,

где: r_в – плотность воздуха при нормальных условиях;

   Р_о=0, 1 МПа; Т_о=20 °С.

   Р_ср. – среднее давление в скважине, под которым находится в скважине

             пеноцементный раствор;

 

Р_ср.=(Р_нач + Р_г.ст.)/2,

 

где: Р_нач – давление на устье скважины при закачке цементного раствора, МПа

             (1, 5 МПа);

Р_г.ст.- давление гидростатического столба жидкости на забой скважины,

     МПа.

 

Р_г.ст.= r_ж × g × H =1000× 9, 81× 1860× 10^-6=18, 3МПа.

Тогда:

Р_ср.=(1, 5 + 18, 3)/2=9, 9 МПа.

 

10) Температуру на забое скважины определяем по формуле:

t_заб=t_ср+(0, 01¸ 0, 025) × Н,

где: t_ср – среднегодовая температура воздуха (принимается +10 °С).

t_заб=10 + 0, 025 × 1860 = 56 °С

Тогда:

 г/см³.

 

11) Глубину установки конца заливочных труб находим по формуле:

 м.

12) Цементный раствор закачивают на III скорости ЦА-320 при подаче насоса 7, 0 дм³/с.

13) Расход воздуха

q _в = a × q_p,

где а – степень аэрации;

q_p – подача цементировочного агрегата, м³/мин.

q _в = 1, 8 × 0, 42 = 7, 6 м³/мин

14) Объем пеноцементного раствора, закачиваемого в НКТ:

,

 

где: V_ц.р. - объем цементного (тампонажного) раствора;

V_в - объем воздуха при Р_ср, м³.

 м³.

15) Объем продавочной жидкости определяем по формуле:

 

Принимаем длину НКТ d=114 мм равной 1200 м, а НКТ d=73 мм - 618 м. Тогда:

м³.

Как показали расчеты, объем заливочных труб (объем НКТ) больше объема пеноцементного раствора, поэтому кран затрубного пространства (задвижка) на цементировочной арматуре следует закрыть, когда весь пеноцементный раствор и часть продавочной жидкости (1, 9 м³) будут закачаны в трубы, т.е. когда пеноцементный раствор достигнет глубины на 100 м выше конца заливочных труб (глубина 1718 м).

16) Продавочный объем для заливочных труб длиной (Н-100) м составит:

,

где: D    - коэффициент сжимаемости продавочной жидкости, зависящий от

количества содержащегося в ней воздуха (газа), принимается равным 1, 01-1, 10;

    d_в   - внутренний диаметр заливочных труб, м;

    Н    - глубина спуска заливочных труб.

Получаем:

м³.

 

17) Предельное давление Р_к в конце продавки пеноцементного раствора в пласт определяется из условия, что Р_заб в конце продавки не должно превышать более чем в 1, 5 раза гидростатическое давление Р_г.ст., т.е. из условия предотвращения ГРП. Р_заб< 1, 5 Р_г.ст..

Полагая приближенно, что Р_заб= Р_к+ Р_г.ст., подучим, что Р_к< 0, 5 Р_г.ст..

Давление на выкиде насоса ЦА в конце заливки согласно последнему условию должно быть не более 5 МПа.

 

 

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться: