10.4 Расчеты при приготовлении эмульсионных, полимерных и полимербентонитовых растворов
Концентрированный полимерный раствор с заданной концентрацией приготавливается из товарного полиакриламида (ПАА), необходимое количество которого определяется по формуле:
(10.22)
(10.23)
Объём глинистого раствора, необходимый для приготовления ПБР:
(10.24)
кг/м3
11 Гидравлический расчет промывки скважины по интервалам глубины
11.1 Гидравлическая программа промывки скважины
Интервал от 200-1597 м.
При промывке скважин буровыми растворами режим течения зависит от критерия подобия Хедстрема:
для бурильных труб
где
- динамическое напряжение сдвига =
8,5*
-7
Па*с;
-
пластическая вязкость = 0,0045
для кольцевого пространства
При промывке скважины водой критерий Рейнольдса рассчитывается по формуле:
для бурильных труб
где
- динамический коэффициент вязкости
воды;
-
внутренний диаметр бурильных (утяжеленных)
труб;
-
объемный расход бурового раствора.
для кольцевого пространства
Если
критерий Рейнольдса меньше критического
значения
,
т.е
то
режим течения ламинарный. При
режим течения турбулентный. Критическое
значение критерия Рейнольдса можно
определить по формуле:
для бурильных труб
для кольцевого пространства
Поскольку
полученные значения критерия Рейнольдса
больше критических величин
,
режим течения в бурильных трубах и
кольцевом
пространстве
будет турбулентным. Результате для
интервала бурения 0 - 1773 м следующие:
для
бурильных труб
,
;
для
кольцевого пространства
,
.
Расчет потерь давления в циркуляционной системе. Рассмотрим баланс давления в скважине для интервала бурения до 1610 м. Потери давления в горизонтальной части нагнетательного трубопровода находим по формуле:
где
- наружный диаметр нагнетательного
трубопровода,
;
-
толщина стенки,
;
-
коэффициент гидравлического сопротивления,
.
Потери давления в элементах наземного оборудования определяем по формуле:
Коэффициент
гидравлических потерь
находим как сумма коэффициентов потерь
в отдельных элементах циркуляционной
системы:
Потери давления в бурильных трубах определим по формуле:
где
- коэффициент гидравлического
сопротивления.
Для
.
Потери давления в утяжеленных бурильных трубах рассчитываем по формуле:
Для
.
Потери давления в кольцевом пространстве определим по формуле:
Для
.
Потери давления в кольцевом пространстве, образованном стенками скважины и утяжеленными бурильными трубами определяем по формуле:
Для
.
Потери давления в кольцевом пространстве, образованном стенками скважины и ВЗД, рассчитываем по формуле:
При промывке скважины водой критерий Рейнольдса рассчитываем:
для кольцевого пространства
Для
.
Потери
давления в 3ТШ1-195 при течении промывочной
жидкости плотностью
определяем по формуле:
где
- перепад давления в 3ТСШ1-195;
-
плотность жидкости.
Суммарные потери давления в циркуляционной системе
При
работе с втулками диаметром 0,140 м
паспортное максимально допустимое
рабочее давление бурового насоса БРН-1
Согласно с учетом опыта эксплуатации
буровых насосов в конкретном районе
рабочее давление принимается равным
0,85. Тогда
Резерв давления для реализации в промывочных узлах (насадках) гидромониторного долота рассчитываем по формуле:
Оцениваем возможность гидроразрыва пластов. Давление в циркуляционной системе скважины может вызвать гидроразрыв пластов, если это давление превышает давление гидроразрыва
Максимальное давление в процессе циркуляции бурового раствора будет на забое скважины и определяется по формуле:
Из сравнения величин гидродинамического давления на пласты и давлений гидроразрыва пластов следует, что:
Это означает, что гидроразрыва пластов в процессе циркуляции бурового раствора в скважине не произойдет.
Определение перепада давления на долоте и диаметров гидромониторных насадок. Зная действительный расход и предполагая, что долото будет оснащаться тремя насадками одного диаметра определяют расчетный диаметр насадки для интервала бурения до 1610 м:
где
- число насадок в долоте.
Округляя
это значение до ближайшего большего
размера насадки, выпускаемой
промышленностью, получаем фактический
размер насадки для этого интервала
бурения
.
После чего определяем фактический
перепад давления на долоте:
Тогда действительное значение давления на буровых насосах в конце интервала бурения составит
что допустимо, так как максимальное рабочее давление в напорной линии может достигать 25 МПа