2.6 Розрахунок обсадних колон

Вихідні дані:

Глибина свердловини L=1700м

Діаметр експлуатаційної колони D=140мм

Віддаль від устя свердловини:

-до рівня цементного розчину h=750м

-до башмака попередньої колони L_o=600м

Густина, кг/м³

-рідини в колоні

-бурового розчину

-рідини в колоні ( при випробуванні на герметичність )

Розрахунок надлишкових тисків

1. На усті свердловини

Р_зн^Н=0= 0

2. На глибині рівні попередньої колони

= ρ_бр Н_пр - ,

де g = 9,81 м/с² - прискорення вільного падіння.

- мінімальний внутрішній тиск на глибині рівня тампонажного розчину, МПа

де ρ^min_пл - мінімальний пластовий тиск в кінці експлуатації свердловини (задається замовником ρ^min_пл = 1,0 - 1,5 МПа);

е - основа натуральних логарифмів;

s - коефіцієнт, який можна визначити за формулою

Величину е⁵ приблизно можна визначити

або

Тоді

3. На рівні тампонажного розчину

де ρ_гс - густина пластової води (можна коректувати в конкретному регіоні, але ρ_гс ≥ 1100 кг/м³)

4. На вибої свердловини

Р^Н_зн= Р_пл - Р^min_пл

Визначаємо величини внутрішніх надлишкових тисків для положення рівнів

1.На усті свердловини

Р^Н=0_вн = Р_оп= 1,1 Р_ву^max ,

де Р_ву^max - внутрішній максимальний тиск на усті в період роботи свердловини (початок експлуатації, закінчення цемен­тування, освоєння свердловини), МПа.

де Р_пл - пластовий тиск на початковій стадії експлуатації свердловини, МПа;

Тиск опресування обсадноі колони

Це значення необхідно зрівняти з мінімально допустимим тиском при випробуванні колони на герметичність (табл. 1) і прийняти більше з них

Таблиця 2.8 - Мінімально допустимі значення Р_оп

Діаметр обсадної колони d, мм	Мінімальний тиск опресування обсадної колони Роп , МПа
114,3-127,0 139,7-146,1 168,3 177,8-193,7 219,1-244,5 273,1-351,0 377,0-508	15,0 12,5 11,5 9,5 9,0 7,5 6,5

2. На глибині спуску башмака попередньої колони

Р^Нпр _вн = Р_оп + ρ_оп g Н_пр – ρ_бр g Н_пр

3. На глибині рівня тампонажного розчину

Р^Нтр _вн = Р_оп + ρ_оп g Н_тр – ρ_бр g Н_пр- ρ_гс g (Н_тр –Н_пр)

4. На вибої свердловини

Р^Н _вн = Р_оп + ρ_оп g Н - Р_пл

Визначаємо внутрішній надлишковий тиск при цементуванні обсадної колони (див. додаток ) і будуємо епюри зовнішніх та внутрішніх надлишкових тисків в координатах "глибина-тиск"

Розрахунок експлуатаційної колони

Експлуатаційну колону комплектують з обсадних труб: ОТТГ-140 Д СДСТ 632-80, виконання А з нормальними муфтами

Визначаємо надлишкові зовнішні тиски в зоні продуктивних горизонтів з врахуванням n₁=1,15.

По таблиці знаходимо, що цьому тиску відповідають обсадні труби групи міцності

Д із товщиною стінки б=10,5 мм, для яких:

Р_кр=45,6 МПа; q=0,336 кН; ; L=1700 м;

Q_k=17000,336=571,2 кН