2.5.1 Постановка задачи программы для расчета прочности цементного камня и создаваемой нагрузки пластового давления

Для предотвращения возможных аварий в процессе строительства и эксплуатации скважин существует необходимость в расчетах плотности тампонажного (цементного) и бурового растворов. С учетом текущего и ожидаемого пластового давления подбирается оптимальная плотность тампонажной и буровой смеси. Для того, чтобы математически проверить оптимальность подобранных параметров, необходимо создать программу для расчета прочности цементного камня в зависимости от введённых параметров и расчета создаваемой нагрузки пластового давления.

2.5.2 Методика

Для определения достаточной прочности цементного камня достаточно ввести два параметра:

• – создаваемая нагрузка пласта; (1)

• – прочность цементного камня. (2)

Если выполняется условие , значит плотность цементного и бурового растворов достаточна для того, чтобы выдержать заданное пластовое давление.

Параметр (1) рассчитывается по формуле:

, (3)

где , - соответственно давление пластовое (поровое) и устьевое, Па;

- плотность воды, на основе которой готовили буровой и тампонажный растворы, кг/м³;

Hскв - глубина скважины по вертикали.

Параметр (2) рассчитывается по формуле (4):

;

; (5)

, (6)

где , - соответственно плотность, высота тампонажного раствора;

и - начальное и текущее значения статического напряжения сдвига (СНС) суспензии, Па;

и - плотность соответственно суспензии (бурового или тампонажного раствора) и твердой фазы, кг/м³;

- скорость роста СНС суспензии (принимается постоянной), Па/с;

- угол отклонения скважины от вертикали, град.;

- время (между замерами СНС за 10 мин и за 10 с.).

В формуле (4) переменные с одним штрихом относятся к буровому раствору, с двумя штрихами – тампонажному.

2.5.3 Блок-схема программы

На схеме 2.8 представлен общий алгоритм работы программы.

Запуск программы

2.8 Блок-схема

Загрузка исходных данных для проверки расчетов по скважинам из входного файла.

Расчет прочности цементного камня и расчет создаваемой нагрузки пластовым давлением.

Выход

2.5.4 Реализация

Вход в систему производится через запуск исполняемого файла strength.exe из корневого каталога ПО. После запуска рабочей формы необходимо нажать на кнопку «Загрузить таблицу». Далее будет вызвано диалоговое окно, в котором следует выбрать файл расширения *.xls, содержащий пластовые, забойные, устьевые давления, а также плотности бурового, тампонажного растворов и другие параметры.

Расчет данных по каждой скважине происходит отдельно, для этого необходимо нажать в таблице в правой части программы на ту скважину, по которой нужно проверить прочность цементного камня. Запуск всех расчетов по заданной скважине происходит при событии TForm1.table1SelectCell. Каждый раз при вызове этого события происходит повторное обращение к данным исходного файла.

После всех подсчетов программа выведет результат в компонент TMemo в левой части программы.

Пример работы программы представлен на рисунке 2.9.

2.9 Работа программы