67.Визначення зовнішніх надлишкових тисків

Зовнішній надлишковий тиск P_зн . що діє на нижню частину експлуатаційної колони, буде найбільшим на кінцевій стадії роботи свердловини,тобто коли внутрішній тиск у колоні буде мінімальний. У загальному випадку зовнішній надлишковий тиск визначається як різниця між зовнішнім P_з та внутрішнім P_в тисками, що діють на колону для одного і того ж періоду(закінчення цементування, опресування колони на герметичність, освоєння свердловини, кінець експлуатації)

P_зн= P_з- P_в

На рисунку «а» наведина схема положення рівнів рідин в експлуатаційній колоні і затрубному просторі на кінцевій стадії експлуатації нафтової свердловини. Згідно з цією схемою знаходять значення зовнішніх надлишкових тисків у перехідних перерізах(тобто на глибинах H_тр ,H_р ,H_пр ,H).

Для положення рівнів, показаних на рисунку «а» зовнішні надлишкові тиски визначають за такими формулами:

1) при z=0 P_зн=0

2) при z= H_тр P_зн= ρ_pgH_тр

3) при z= H_р P_зн= ρ_pgH_тр+ρ_гсg(H_р- H_тр)

4) при z= H_пр P_зн= ρ_pgH_тр+ρ_гсg(H_р- H_тр)-ρ_кg(H_пр- H_р)

5) при z=H P_зн=P_пл- ρ_кg(H_пр- H_р)

При цьому необхідно врахувати:

1. в незацементованій зоні зовнішній тиск визначають за тиском стовпа промивальної рідини за формулою P_зн= ρ_pgH_тр

2. в зацементованій зоні після очікування затвердіння цементного розчину (ОЗЦ)зовнішній тиск в інтервалі, закріпленому попередньою проміжною колоною,визначають за тиском складового стовпа промивальної рідини та гідростатичного тиску стовпа мінералізованої води густиною ρ_гс=1100кг/м³;

3. в зацементованій зоні відкритого стовпа зовнішній тиск на колону після ОЗЦ визначаютьіз врахуванням пластового тиску Р_пл.

Якщо відсутній вплив тиску, то зовнішній тиск визначають за формулою

P_зн= ρ_pgH_тр

4. в інтервалі залягання порід, схильних до текучості, зовнішній тиск визначається за гірським тиском

5. зовнішній надлишковий тиск для пунктів 1-4 визначається як різниця зовнішнього та внутрішнього тисків за формулою P_зн= P_з-

69 Принципи розрахунку обсадних колон на міцність

Максимальних значень основні навантаження досягають у різній період роботи колони труб, при чому найбільші зовнішні надлишкові тиски як правило діють на нижню ділянку колони, а найбільші внутрішні-на верхню.

Розглянемо принципи розрахунку експлуатаційної колони, яка працює в складніших умовах, ніж проміжна. Розрахунок обсадних колон на міцність проводиться у відповідності з інструкцією ВНДІТнафта і складається з таких основних етапів:

1. визначення зовнішніх і внутрішніх надлишкових тисків (побудова епюр);

2. встановлення коефіцієнтів запасу міцності;

3. визначення міцнісних характеристик обсадних труб;

4. підбір труб із встановленими коефіцієнтами запасу міцності.

Інструкцією передбачається графоаналітичний метод розрахунку, тобто побудова епюр зміни надлишкових тисків за даними розрахунків і вибір довжини секції труб з цих епюр, а також аналітичне визначення довжин секцій з умови міцності від дії розтягуючої сили.