Расчет цементирования эксплуатационной колонны.

4.3.1.Расчет расхода материалов.

 

Рассчитаем объемы и количество материалов для приготовления цементных растворов:

 

м³.

 

Примем, что для приготовления 0облегченного цементного раствора используется глиноцементная смесь (гельцемент) с применением бентонитового глинопорошка при водосмесевом отношении 0, 7.

Тогда количество глиноцементной смеси, необходимой для приготовления 1 м³ облегченного цементного раствора:

 

кг/м³.

 

Доля облегчающей добавки (резиновая крошка) в тампонажной смеси:

 

 

Количество тампонажной смеси для приготовления всего объема облегченного цементного раствора:

 

т.

 

в том числе:

 

- портландцемента:

 

т.

 

- облегчающей добавки:

 

т.

 

Объем воды для приготовления облегченного цементного раствора:

 

м³.

Объем цементного раствора нормальной плотности:

 

м³.

 

Расход цемента для приготовления 1 м³ цементного раствора (при водоцементном отношении 0, 5):

 

кг/м³.

 

Количество цемента для приготовления расчетного объема цементного раствора:

 

т.

 

Объем воды для приготовления цементного раствора нормальной плотности:

 

м³.

 

Объем продавочной жидкости составит:

 

м³.

 

Максимально допустимая высота столба буферной жидкости в затрубном пространстве:

 

м.

 

Исходя из того, что для обеспечения надежного разделения бурового и тампонажного растворов необходимо создавать столб буферной жидкости высотой не менее 200 м, принимаем высоту столба буферной жидкости 200 м.

Объем буферной жидкости составит:

 

м³.

 

4.3.2.Гидравлический расчет цементирования.

 

Гидростатическая составляющая давления на устье в конце цементирования:

 

МПа.

 

Суммарная производительность цементировочных агрегатов должна составлять:

 

м³/с.

 

Потери давления в трубах и кольцевом пространстве составят:

 

МПа.

 

 

Примем Р_об = 0, 5 МПа, тогда гидродинамическая составляющая давления на устье составит:

 

МПа.

 

Максимальное давление на устье в конце цементирования составит:

 

МПа.

 

Выбираем цементировочный агрегат типа 3ЦА-400 с диаметром втулки 110 мм, развиваемое давление на III скорости 18 МПа, производительность 0, 0141 м³/с.

Количество ЦА, участвующих в продавке цементного раствора:

 

 

Выбираем тип цементосмесительных машин – АС-30.

Количество смесительных машин для размещения глиноцементной смеси:

 

 

Количество смесительных машин для размещения цемента:

 

 

На основании проведенных расчетов принимаем следующую схему обвязки цементировочной техники:

- на приготовлении и закачке облегченного цементного раствора – 3 смесителя АС-30 и 3 3ЦА-400;

- на приготовлении и закачке цементного раствора нормальной плотности – 1 смеситель и 1 3ЦА-400;

- на закачке продавочной жидкости – 3 3ЦА-400;

- на продавке и посадке разделительной пробки – 1 3ЦА – 400.

Общее количество цементировочной техники: АС-30 – 4 шт., 3ЦА-400 – 4 шт.

 

4.3.3.Расчет продолжительности цементирования.

 

Рассчитаем гидравлические сопротивления при закачке облегченного цементного раствора на IV скорости ( = 0, 0195 м³/с):

 

МПа.

 

 

Гидродинамическая составляющая давления на устье ( МПа):

 

МПа.

 

Это давление агрегат 3ЦА-400 преодолевает на IV скорости при диаметре втулки 110 мм. (Р_ЦА= 136 МПа). Поэтому принимаем, что закачка всего объема цементных растворов будет производиться на IV скорости.

 

 

Тогда время закачки облегченного цементного раствора:

 

мин.

 

Время закачки цементного раствора нормальной плотности:

 

мин.

 

Общее время закачки цементных растворов:

 

мин.

 

Определим глубину, на которую может быть закачана продавочная жидкость в обсадную колонну при работе ЦА на IV скорости:

 

 

Объем продавочной жидкости, закачиваемой на IV скорости:

 

м³.

 

Примем объем продавочной жидкости, закачиваемой при посадке разделительной пробки на стоп-кольцо, равным 1, 5 м³. Тогда весь объем продавочной жидкости закачивается на IV скорости, а оставшиеся 1, 5 м³ на II скорости.

 

Время закачки продавочной жидкости:

 

- на IV скорости:

 

мин;

 

при посадке продавочной пробки:

 

мин.

 

Общее время продавки:

 

мин.

 

Общее время цементирования эксплуатационной колонны:

 

мин.

 

Следовательно, продолжительность цементирования удовлетворяет требованиям правил безопасности.

 

4.3.4.Проверка ствола скважины на гидроразрыв.

 

Гидростатическая составляющая давления:

 

МПа.

 

Гидродинамическая составляющая давления:

 

 

Давление в скважине на наиболее слабый пласт, нефтяной пласт на глубине 2050 м., Р_ГРП= 31, 4 МПа:

 

МПа.

 

Допустимое давление на пласт:

 

 

Из приведенного расчета следует, что в процессе цементирования давление в скважине у наиболее слабого пласта больше допустимого, следовательно, произойдет гидроразрыв пласта и поглощения цементного раствора. В этом случае должны быть предусмотрены меры по укреплению стенок скважины в ходе подготовки ствола к спуску и цементированию обсадной колонны (кольматация, химобработка, механические и др. средства).

 

⇐ Предыдущая123

Поделиться: