2 Избыточные внутренние давления

а) При испытании колонны на герметичность на буровом растворе:

при Z = 251 Р_ВИ²⁵¹ = Р_ву + ghρ_{бур.р-ра} – Рн²⁵¹ МПа

P_ви²⁵¹ = 38,5 + (9,81  251  1150  10^-6 – 9,81  225  1030  10^-6) = 39,06 МПа

при Z = 2950 Р_ВИ²⁹⁵⁰ = Р_ву + ghρ_{бур.р-ра} – Рн²⁹⁵⁰

Р_ви²⁹⁵⁰ = 38,5 + (9,81  2950  1150  10^-6 – 2950  0,0104) = 41,10 МПа

б) При испытании колонны на герметичность на заборнтной воде:

при Z = 251 Р_ВИ²⁵¹ = Р_ву + ghρ_вода – Рн²⁵¹ МПа

P_ви²⁵¹ = 38,5 + (9,81  251  1030  10^-6 – 9,81  225  1030  10^-6) = 38,76 МПа

при Z = 2950 Р_ВИ²⁹⁵⁰ = Р_ву + ghρ_вода – Рн²⁹⁵⁰

Р_ви²⁹⁵⁰ = 38,5 + (9,81  2950  1030  10^-6 – 2950  0,0104) = 37,63 МПа

3 Избыточные наружные давления:

а) по моменту окончания продавки тампонажного раствора за колонну:

при Z = 251 м Р_ни = 0

при Z = 2950 м Р_ни²⁹⁵⁰ = (ghρ_цемент+ghρ_{бур. р-ра}) – ghρ_{бур. р-ра}

Р_ни²⁹⁵⁰= (9,81  1920  10^-6  670 + 9,81  1150  10^-6  2280) - (9,81  1150 10^-6 2950) = 5,06 МПа

б) избыточное наружное давление при открытом фонтанировании газожидкостной смесью:

при Z = 251 Р_ни²⁵¹ = P_н²⁵¹ – (0,6  Рплl /l)  Z

Р_ни²⁵¹ = (9,81  1150 10^-6  251) – (0,6  30,68/2950) 251 = 1,27 МПа

при Z = 2950 Р_ни²⁹⁵⁰ = P_н²⁹⁵⁰ – (0,6  Рплl /l)  Z

P_н = P_пл²⁹⁵⁰ = 0,0104  2950 = 30,68 МПа

Согласно п. 2.8 ИРОК наружное давление не может быть меньше гидростатического столба воды с удельным весом 1,1  10⁴ Н/м³, которое на глубине 2950 составляет 33,09 МПа. Исходя из этого, наружное давление определяем по давлению составного столба бурового раствора и гидростатического давления столба воды с удельным весом 1,1*10⁴ Н/м³ (п. 2.6 ИРОК).

Р_ни²⁷⁸⁰ = (9,81  1121  10^-6  670+9,81 2280  1150  10^-6) – (0,6  30,68/2950)  2950 = = 14,68 МПа

в) при возможном поглощении с учетом частичного опоражнения:

при Z = 251 Р_ни²⁵¹ = Р_н – 0,6 Р_в

Р_ни²⁵¹ = 9,81  1150  10^-6  251– 0,6  (9,81  251  1150  10^-6) = 1,13МПа

при Z = 2950 Р_ни²⁹⁵⁰= Р_н – 0,6 Р_в

Р_ни²⁹⁵⁰= (9,81  1121  10^-6  670 + 9,81  2280  150  10^-6) – 0,6  (9,81  2950  1150  10^-6)= = 13,12 МПа

Основные обозначения величин, принятые в формулах

ρ_{бур.р-ра} – плотность бурового раствора, кг/м³;

ρ_{опр. жид} – плотность опрессовочной жидкости, кг/м³;

ρ_цемент – плотность цементного раствора, кг/м³;

ρ_{жид. опрес. цем.кольца} – плотность жидкости при опрессовки цементного кольца, кг/м³;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

γ - отностительная плотность газа по воздуху;

h – расстояние от устья скважины до уровня цементного раствора, м;

Z - расстояние от устья скважины до рассчитываемого сечения, м;

S – расстояние от устья скважины до середины пласта, м;

L - расстояние от устья скважины до башмака колонн, м;

Р_у – давление на устье, МПа;

Р_ву – давление внутреннее на устье, МПа;

Р_оп – давление опрессовки, МПа;

Р_ви – давление внутреннее избыточное, МПа;

Рпл - давление пластовое, МПа;

Р_ни – давление наружное избыточное, МПа;

Р_в – давление внутреннее, МПа;

Р_{оп цем.кольца} – давление опрессовки цементного кольца, МПа;

Тср – средняя температура газа, К;

Ту – температура газа на устье скважины, К;

Тз – температура газа на забое скважины, К;

m – коэффициент сжимаемости.