Обоснование способа контроля качества цементирования

Способ проверки герметичности обсадной колонны определяется назначением скважины. В зависимости от выбранного способа разрабатывается технологическая схема испытания на герметичность (давление опрессовки, уровень снижения жидкости в колонне, время испытания и т.д.) [7, 14], выбирается комплекс геофизических методов контроля качества цементирования [3].

 

 

Таблица 54 – Режим работы цементировочных агрегатов

Номер ступени цементирования части колонны (снизу-вверх)

Наименование технической операции

Тип и название жидкости

Тип агрегата

Количество агрегатов, работающих на одном режиме, шт

Количество смесительных машин, шт

Режим работы агрегатов

Время выполнения операции, мин

диаметр втулок, м

скорость подачи агрегата

суммарная произ-водительность, м3/с

объем порции на данном режиме, м3

Давление, МПа

в данном режиме

нарастающее

допустимое для агрегата

на устье скважины в конце операции

 

Выбор способа освоения скважины, организация процесса освоения

В данном разделе проекта необходимо определить требуемую величину депрессии на пласт для вызова притока пластового флюида, обосновать способ вызова притока (замена промывочной жидкости на воду или нефть; аэрация промывочной жидкости; применение пены; свабирование; использование пластоиспытателя, УОТС и т.д.).

В проекте должен быть обоснован способ перфорации и плотность перфорационных отверстий, вид и параметры перфорационной жидкости, способ ее доставки на забой, подобрано оборудование для устья скважины для безопасного проведения перфорации и вызова притока согласно [15].

 

Вопросы охраны труда, окружающей среды и техники безопасности

В данном разделе необходимо дать перечень мероприятий по безопасному и безаварийному ведению работ по спуску колонны, ее цементированию, опрессовке и освоению скважины, наметить конкретные мероприятия по охране окружающей среды от загрязнения.

Программа расчета технико-технологических параметров процесса цементирования на ПЭВМ

Алгоритм программы расчета технико-технологических параметров процесса цементирования на ПЭВМ

Программа гидравлического расчета цементирования скважин создана с целью определения и контроля оптимальных гидравлических режимов в процессе цементирования, а также последующего анализа проведенных операций, сокращения затрат времени на составления нормативной и отчетной документации.

Разработанная программа позволяет выполнить ряд расчетов:

- определение объема скважины (с использованием по выбору пользователя данных кавернометрии по интервалам скважины);

- расчет объемов необходимых технологических жидкостей для цементирования скважины;

- расчет количества необходимых тампонажных материалов и химреагентов, для приготовления и обработки буферных жидкостей, тампонажных растворов;

- гидравлический расчет цементирования скважины при заданных параметрах и переменной производительности, а также при нескольких заданных вариантах производительности (с учетом реологических характеристик применяемых тампонажных растворов и реальных геометрических размеров по всем имеющимся интервалам скважины);

- определение коэффициентов качества цементирования по стволу скважины, а также по отдельным интересующим интервалам, заданных пользователем (в соответствии с заданной по выбору пользователя методикой определения коэффициентов качества).

Кроме вышеописанных основных технологических расчетов, программа содержит базу данных с информацией о применяемых рецептурах, физико-механических свойствах тампонажных растворов и применяемой техники, возможность их редактирования пользователем, графическую модель скважины, моделирует процесс с выделением на экране зон ламинарного и турбулентного режимов течения.

Помимо электронного отображения на экране монитора и хранения информации в электронном виде по желанию пользователя на бумажный носитель выводится дополнение к плану работ на крепление скважины, включающего, по выбору, результаты расчетов.

По выбору пользователя возможен также вывод графического сопровождения расчетов, включающего графики изменения величин ожидаемых давлений на цементировочной головке и в кольцевом пространстве на забое скважины (в интервале с наименьшими давлениями гидроразрыва), диаграмму изменения коэффициентов качества цементирования по стволу скважины и др.

Программа имеет удобный интерфейс, небольшой размер файла отчета (14, 5 kb) с информацией о ходе цементирования – от проектирования процесса до оценки качества проведенной операции, позволяет использовать разработанную программу в качестве базы данных о проведенных операциях.

Программа выполнена в редакторе Delphi V5.0 и предназначена для работы в качестве самостоятельного приложения в среде Windows 95/98 рисунок 21.

Системные требования:

- процессор 486 DX2 66 (рекомендуется Pentium 133);

- ОЗУ 1 Mb (минимальное расширение 800·600·256);

- ОЗУ 4 Mb (рекомендуется 8 Mb).

Задание разреза и параметров скважины

Разрез лучше задавать последовательностью списка программы т.е. вначале интервалы обсадной колонны (рисунок 22), затем – предыдущей обсадной колонны и в конце – открытого ствола.

Рисунок 21 – Главное меню программы

Рисунок 22 – Задание интервалов обсадной колонны, предыдущей обсадной колонны и открытого ствола

 

После задания интервалов нужно обязательно щелкнуть по кнопке “Занести в модель”. Изображение модели скважины справа сразу приобретет соответствующий вид. В конце задания интервалов необходимо равенство максимальных значений глубин обсадной колонны и открытого ствола, иначе модель работать не будет.

По щелчку правой клавиши мыши выскакивает всплывающее меню стандартных диаметров обсадных колонн рисунок 23.

Рисунок 23 – Выбор диаметров обсадных колонн

При вторичном обращению к заданию интервалов следует помнить, что машина интерпретирует интервалы немного по другому. Так если обсадная колонна двухступенчатая 0-500м и 500-2000м а предыдущая обсадная колонна 0-1000 м, то машина интерпретирует интервал предыдущей обсадной колонны как два интервала 0-500м и 500-1000м т.е. разобьет его по секциям внутренней колонны.

Ввод по коэффициенту кавернозности или уширения аналогичен вводу одного интервала по ГИС и в дальнейшем так и интерпретируется (рисунок 23). Причем коэффициент кавернозности – это отношение диаметра скважины к диаметру долота:

а коэффициент уширения – это отношение их квадратов:

Параметры скважины

Шаг расчетов относится к гидравлическому расчету. Таблица расчетов, шаг вывода графиков и скорость расчетов зависят от этого параметра. Не рекомендуется задавать его менее 0.05, так как модель будет работать очень медленно и таблица потребует очень много оперативной памяти.

После задания интервалов может сбиться настройка расстояния до “стоп-кольца” поэтому ее нужно обязательно проверить.

При указании наличия слабого пласта, значение давления гидроразрыва и коэффициент запаса автоматически переходят к нему.(при отсутствии слабого пласта это значения на забой).

Данные по скважине

Эти данные непосредственно к расчету не относятся и нужны для вывода на бланки печати.

Задание жидкостей используемых при цементировании

Ввод данных

При вводе данных основное внимание следует уделить реологическим свойствам жидкостей, т.к. от них зависит гидравлический расчет. В физико-механических свойствах следует правильно обосновать вототвердое отношение и выход цементов. Все остальные параметры нужны только для базы жидкостей. Пользователь может сам редактировать базу: вносить в нее свои жидкости, удалять их и загружать (рисунок 24).

Рисунок 24 – Ввод данных по различным жидкостям

 

Добавки к жидкостям также содержат свою базу, редактируемую пользователем (рисунок 25). Но при загрузке добавок из базы нужно ввести их содержание. База цементных растворов состоит из портландцемента ПЦТ1-50 и тех. воды. База остальных жидкостей – тех. вода. По желанию пользователя их можно изменить.

Буферную жидкость можно использовать как третий цементный раствор. Для этого нужно выбрать ей соответствующую реологическую модель и указать интервал цементирования.

Для первого цементного раствора можно указать либо интервал цементирования либо объем. Если интервал цементирования не с “0” то объем на выкид обнуляется.

Режим закачивания задает переменный режим закачивания для выбранной жидкости и возможен гидравлический расчет для этого режима.

Объемы 2-го цементного раствора и продавочной жидкости считаются автоматически и зависят от объемов предыдущих жидкостей и расстояния до “стоп-кольца”.

Все объемы в скважине считаются автоматически и показываются на панели снизу.

в трубах – в обсадной колонне; в кп – в кольцевом пространстве; в пред.кол.- в предыдущей обсадной колонне; в откр.ств.- в открытом стволе.

Таблица результатов (рисунок 26)

Здесь обобщаются данные по жидкостям. Выводятся все их свойства, добавки, объемы, и количество материалов с учетом коэффициентов запаса.

 

 

Рисунок 25 – Выбор добавок и параметров раствора

 

 

 

Рисунок 26 – Таблица результатов

Гидравлический расчет

Перед расчетом можно включить графики для изображения графиков процесса. (Графики – показать) При накоплении на них информации можно их очистить (Графики – очистить) (рисунок 27).

1 Запустить модель

Параллельный расчет, отображение на графике и показ модели цементирования. На модели цементирования отображаются зоны ламинарного (прямая штриховка) и турбулентного (кольца) течения жидкостей. Процесс можно останавливать, возвращать назад и прокручивать вперед на панели упраления моделью (внизу формы). Процесс протекает при постоянном расходе отображаемым возле списка расходов. Во время процесса можно менять расход и свойства жидкостей.

Рисунок 27 – Графики гидравлического расчета процесса цементирования

2 Быстрый расчет

Быстрый расчет без запуска модели для текущего постоянного расхода. Progress bar снизу показывает протекание расчета. Если шаг расчетов неочень маленький то процесс проходит за несколько десятых долей секунды.

3 Оптимальный режим

С учетом давления гидроразрыва подбираются наиболее большие расходы. Изменение расхода можно посмотреть в таблице расчетов в этом же меню (рисунок 28).

4 Для всех расходов

Происходит быстрый расчет для всех расходов списка и на графиках отображается ряд кривых. Также в таблице рачетов заполняются колонки на все введенные расходы.

 

Рисунок 28 – Таблица результатов гидравлического расчета процесса цементирования

 

При расчете давлений, ожидаемых при цементировании скважины, гидродинамическое сопротивление учитываются на каждом участке отличающемся по геометрическим размерам, ввиду находящейся в нем технологической жидкости, ее реологическим параметрам и режиму течения внутри цементируемой колонны и в заколонном пространстве. Определение давления производится на период прокачивания в скважину заданного объема раствора. При этом шаг расчетов определяется пользователем. Возможен вариант расчета с шагом до 10л (в зависимости от возможности операционной системы ПЭВМ). По выбору пользователя возможно определение давлений ожидаемых при цементировании скважины: на цементировочной головке, в заколонном пространстве на забое скважины или в интервале пласта с наименьшим давлением гидроразрыва (или давления поглощения) исследуемого пласта. Реологическая модель применяемых при расчете жидкостей (вязкая, вязко-пластичная, степенная) определяется пользователем. Можно учитывать и местные гидравлические сопротивления, возникающие в отдельных узлах и секциях оснастки обсадной колонны, устьевой обвязки (обратный клапан, устройство ступенчатого цементирования и др.).

Управление графиками(рисунок 29)

В меню графиков можно вывести на экран, убрать с экрана и очистить графики, а также настроить их (Параметры). В параметрах можно задать цвет (Заметим, что при расчете списка расходов цвет графика выбираются из списка цветов. Т.е. первому расходу соответствует 1-ый (лимонный) цвет )

Цвет графика в зависимости от номера расхода:

Расход №: Цвет

1 лимонный (светло – зеленый)

2 голубой

3 водяной

4 синий

5 фиолетовый

6 коричневый

7 зеленый

8 черный

Тип и параметры

Здесь можно установить границы графиков (особенно важно перед печатью, т.к. на принтер графики выводятся с теми же границами), тип верхнего графика, установить график изменения расходов, и убрать/показать линию гидростатического давления (красный цвет на графике).

 

 

 

Рисунок 29 – Меню управления графиком процесса цементирования

 

4.5 Показатели качества цементирования (рисунок 30)

Здесь производится расчет средних коэффициентов АКЦ иГГК. Пользователь может задать любые категории качества и присвоить им любые значения коэффициентов (до 11 категорий и коэффициент от “0” до ‘1”). После ввода интервалов можно посмотреть таблицу результатов и совмещенный график АКЦ и ГГК.

Продуктивный пласт можно использовать как исследуемый пласт.

Заметим, что интервалы цементных растворов берутся из предыдущих данных, хотя скважину по глубине можно вводить не как модельную.

 

Рисунок 30 – Показатели качества цементирования

 

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться: