Расчет технико-технологических параметров процесса цементирования

 

Способ цементирования обосновывается в зависимости от особенностей геологического строения разреза разбуриваемой площади (месторождения), высоты подъема тампонажного раствора за обсадными колоннами, опасности возникновения осложнений.

Целью расчета являются: определение потребного количества тампонажных материалов, жидкости затворения, продавочной и буферной жидкости, числа цементировочных агрегатов и цементосмесительных машин. Зная эти данные, определяется планируемое время цементирования обсадной колонны и, при необходимости, производится подбор вида реагентов и его количества.

 

Определение потребного объема материалов для приготовления тампонажного раствора

Объем тампонажного раствора определяется объемом кольцевого пространства в интервале цементирования. Цементиярование может быть осуществлено «бездобавочным» тампонажным портландцементом на всю высоту, либо частично. В последнем случае, оставшаяся часть заполняется облегченным (утяжеленным) тампонажным раствором.

Объем «бездобавочного» тампонажного раствора (V_б)

, (77)

Объем «облегченного» тампонажного раствора (V_о)

, (78)

где k – коэффициент кавернозности (k = 1, 1-1, 3);

D_д– диаметр долота, м;

d_н – наружный диаметр колонны, м;

d_в – внутренний диаметр обсадной колонны вблизи башмака, м;

L_б - высота подъема «бездобавочного» тампонажного раствора в заколонном пространстве, м;

l_с – расстояние от башмака обсадной колонны до кольца «стоп», м;

h – уровень подъема цементного раствора от устья, м.

Количество тамонажного материала (портландцемента) g_б (т) для приготовления 1 м³ «бездобавочного» тампонажного раствора

g_б = ρ _б (1+В/Т), (79)

Потребное количество материалов (g_о) для приготовления 1 м³ единицы объема тампонажного раствора необходимой плотности (ρ ₀) определяется:

g₀ = , (80)

где В/Т – водоцементное отношение, определяется по результатам лабораторных исследований из условия обеспечения растекаемости тампонажного раствора по конусу АзНИИ равным 0, 18÷ 0, 20м;

p_б, р_ж – плотность соответственно бездобавочного тампонажного раствора и жидкости затворения, кг/м³;

а_i – массовая доля i-го компонента твердого вещества;

ρ _i – плотность i-го компонента твердого вещества, кг/м³.

Общая масса тампонажного материала для приготовления тампонажных растворов (Мi_тр)

(Мi_тр) = k_т× g_i× Vi_т.р., (81)

где g_i - количество i-го материала для приготовления 1 м³ тампонажного раствора;

k_т = 1, 03-1, 06 – коэффициент, учитывающий потери цемента при транспортировке и затворении;

Vi_тр = потребный объем i-го тампонажного раствора.

Масса компонентов тампонажной смеси (Ма_i)

Ма_i = а_i × Mi_тм, (82)

Количество жидкости затворения для приготовления тампонажных растворов (Мж_i)

Мж_i = К_в·(В/Т) × Мi_тм, (83)

где К_в = 1, 08 - 1, 10 – коэффициент, учитывающий потери воды при затворении.

Количество химических реагентов для регулирования свойств тампонажных растворов (тампонажного камня) определяется в зависимости от процентного содержания химреагента по отношению к массе сухого тампонажного материала.

 

Определение необходимого объема продавочной жидкости

Продавочная жидкость необходима для продавливания тампонажного раствора в заколонное пространство. Необходимый объем продавочной жидкости рассчитывается

(84)

где k_сж - коэффициент сжимаемости промывочной жидкости, принимается равным k_сж = 1, 02 – 1, 05;

d_в – внутренний диаметр колонны, м;

L_с – длина скважины по ее оси, м;

V_м – объем трубопроводов, связывающих цементировочные агрегаты с цементировочной головкой, м³, принимается равным – 0, 5 м³.

Все рассчитанные значения вносятся в таблицу 46.

Таблица 46 - Потребное количество материалов для цементирования эксплуатационной колонны

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: