2) Определяется критический объём буферной жидкости для предотвращения проявлений в процессе цементирования

Р пл. max=12,65 МПа – в Башкирском ярусе на глубине по вертикали 1280 м. – первая ступень

Р пл. max=10,21 МПа – на глубине по вертикали 1120 м. – вторая ступень.

Первая ступень:

Vбуф.кр.1=0,785∙(1,12∙1327,72-110∙12,65/cos17,37)/(1,12-1,02)∙(0,25908²-0,1461²)=10,44 м³.

Принимается Vбуф.1 =2 м³.

Вторая ступень:

Принимается Vбуф. 2= 7 м³. При этом пластовое давление на глубине 1120 м. равно 10,21МПа, а забойное давление равно 12,2 МПа.

3) Обоснование необходимой плотности тампонажного раствора

Плотность тампонажного раствора определяется из соотношения

,

с учетом ограничений

Р_тр≤ Р_погл

= _б.р.+ .

= б.р=1120 кг/м³.

.

1438,776 кг/м³.

Минимальное давление гидроразрыва пород находится на глубине 1180-1220 м. (Верейский горизонт). Градиент гидроразрыва пород на данной глубине составляет 0,144 кгс/см² на м.=0,0141 МПа на м.

Тогда давление гидроразрыва пород на глубине 1220 метров составит 17,202 МПа, давление гидроразрыва пород на глубине 1180 метров составит 16,638 МПа.

В приведенных выражениях: - плотность промывочной жидкости, верхний и нижний допустимые величины плотности тампонажного раствора, кг/м³;

 - необходимое превышение плотности тампонажного раствора над плотностью вытесняемого бурового раствора, кг/м³;

Р_погл. - давление разрыва пород на той же глубине, МПа;

L – глубина спуска обсадной колонны, м;

L_n - глубина залегания подошвы наиболее «слабого» пласта, м;

h – уровень тампонажного раствора от устья скважины, м.

Тогда из условия недопущения гидроразрыва пород выбирается двухступенчатый способ цементирования.

Расчёт первой ступени:

Р=ρ∙g∙Н отсюда определяется глубина заливки первой ступени с учётом минимального значения гидроразрыва породы:

Н=Ргрп.min/(ρ∙g)=17202000/(1835∙9,8)=956,6 метра, то есть для недопущения гидроразрыва пласта длина интервала цементирования (по вертикали) с использованием тампонажного раствора плотностью 1835 кг/м³ не должна превышать 956,6 метра без учета столба бурового раствора.

Устанавливаем длину интервала цементирования: (по вертикали) 100 метров выше пород с минимальным значением гидроразрыва, то есть первая ступень цементируется на глубину 1120-1280 метров, которая вычисляется следующим образом: L_n– 100=1220-100=1120 м. 1280 м. – забой по вертикали.

Минимальное давление гидроразрыва пород находится на глубине 1180-1220 м. (Верейский горизонт). Градиент гидроразрыва пород на данной глубине составляет 0,144 кгс/см² на м.=0,0141 МПа на 1 м.

Тогда давление гидроразрыва пород на глубине 1180 метров составит 16,638 МПа.

Давление гидроразрыва пород на глубине 1220 метров составит 17,202 МПа.

Оценивается возможность возникновения гидроразрыва пород на глубине 1280 м.

Ргрп=18,95 МПа.

Забойное давление в затрубном пространстве составит:

Рз.з.= ρц.р.∙g∙Нц.р.+ ρб.р.∙g∙Нб.р.+ ρбуф.∙g∙hбуф

ρц.р.=1835 кг/м³. ПЦТ I-50 по ГОСТ 1581-96.

Нц.р=1280-1120=160 м.- по вертикали.

ρб.р.=1120 кг/м³.

Нб.р.=1280-160-100,83=1019,17 м.

ρбуф=1020 кг/м³.

hбуф=100,83 м.

Рз.з.=1835∙9,8∙160+1120∙9,8∙1019,17 +1020∙9,8∙100,83=15071586,6 Па=

=15,07 МПа

15,07 МПа < 18,95 МПа.

Данный тампонажный раствор подходит для цементирования первой ступени.

Расчёт второй ступени:

Плотность тампонажного раствора следует выбирать из соотношения

,

с учетом ограничений

Р_тр≤ Р_погл

= _б.р.+ .

= б.р=1120 кг/м³

.

Давление гидроразрыва пород на глубине 1120 метров (по вертикали) составляет: Ргрп=Рпогл=16,36 МПа.

1440,6 кг/м³.

Заливку второй ступени осуществлять с применением облечённого тампонажного цементного раствора ПЦТ III-Об 4-50 (Об. 4.) Плотностью ρтр=1400 кг/м³.

1120<1400<1440,6 кг/м³.

Оценивается возможность возникновения гидроразрыва пород на глубине 1120 м.:

Давление в затрубном пространстве на данной глубине составит:

Рз.з.= ρц.р.∙g∙Нц.р.

ρц.р.=1400 кг/м³. ПЦТ III-Об 4-50 по ГОСТ 1581-96.

Нц.р=1120 м.

Рз.з.=1400∙9,8∙1120=15366400 Па=15,36 МПа

15,36 МПа < 16,36 МПа.

Данный тампонажный раствор подходит для цементирования второй ступени.