4.5.6. Предупреждение аварий с забойными двигателями
двигатель следует подвергнуть наружному осмотру, при этом проверяется отсутствие вмятин и трещин на корпусе, задиров на резьбе;
после сборки забойного двигателя перед спуском в скважину его проверяют путем запуска на ведущей трубе, контролируя при этом регулировку двигателя;
- в процессе эксплуатации перед каждым рейсом состояние забойного двигателя подлежит обязательной проверке;
во избежание забивания забойного двигателя шламом при спуске в скважину, не доходя до забоя 10-15 метров, следует включить буровые насосы и к забою дойти с промывкой;
запуск двигателя ударами о забой не допускается.
4.5.7. Спуск обсадной колонн
Спуск обсадной колонны производится по традиционной технологии с использованием стандартных (за исключением обратного клапана) элементов технологической оснастки до проектной глубины.
Управляемый обратный клапан устанавливается и закрепляется в замковом соединении между двумя обсадными трубами.
В случае возникновения осложнений при спуске обсадной колонны, а также после ее спуска до забоя, скважину необходимо промыть, также рекомендуется расхаживать обсадную колонну.
4.6.Крепление скважины
Эксплуатационная колонна.
Плотности:
Рассчитаем избыточное наружное давление в момент окончания цементирования обсадной колонны для характерных глубин:
- у устья скважины (z=0):
-у башмака предыдущей колонны (Z=Н0):
-у башмака эксплуатационной колонны (Z=Н):
Рассчитаем избыточное наружное давление в момент испытания эксплуатационной колонны на герметичность снижением уровня:
- у устья скважины (z=0):
-у башмака предыдущей колонны (Z=Н0):
-на уровне продуктивного пласта:
т.к.
,
то наружное давление на колонну в
интервале пласта принимается равным
пластовому:
-на глубине уровня жидкости в колонне (Z=НУ.Г.):
Рассчитаем избыточное наружное давление для конца эксплуатации скважины:
- у устья скважины (z=0):
-у башмака предыдущей колонны (Z=Н0):
-на глубине уровня жидкости в колонне (Z=НУ.К.):
-на забое скважины (Z=Н):
На границах зоны эксплуатационного объекта, избыточное наружное давление имеет следующие значения:
- на глубине 1885 м – 18,7 МПа
- на глубине 2030 м – 19,1 МПа
-
на глубине 1885 м –
МПа
-
на глубине 2030 м –
МПа
По полученный данным строят эпюры– Рис. 4.6.1.
Сминающее давление в 22 МПа выдерживают трубы 168 «Д» х 8,9 . Из этих труб составим первую секцию. Вторую секцию можно составить из труб с меньшим сминающим давлением, т.о. длина первой секции составит 846 (1470-2316).
Уточним величину сминающего давления для труб второй секции:
Так как давление смятие изменилось, то нужно изменить длину секции. По эпюре устанавливаем точку пересечения давления. После уточнений длина секции составит 906 м (см.таблицу 4.6.1)
Таблица 4.6.1. Компоновка эксплуатационной колонны из расчета на избыточное наружное давление
№ секции |
Типоразмер обсадных труб |
Толщина стенки, мм |
Группа прочности |
Интервал установки, м |
Длина секции, м |
Вес секции, кН |
1 |
НОРМ 168 |
8,9 |
Д |
1410-2316 |
906 |
327 |
2 |
НОРМ 168 |
7,3 |
Д |
0-1410 |
1410 |
423 |
Проверим коэффициент запаса прочности для каждой секции:
1
секция -
2
секция -
Условие выполняется.
Расчет колонны на избыточное внутренние давление:
- давление на устье при работе нефтяной скважины:
МПа;
Из
этих условий принимаем
МПа;
- на устье скважины:
- у башмака предыдущей колонны:
- на глубине залегания продуктивного пласта (при ):
Проверим коэффициент прочности на внутреннее давление для каждой секции выбранной компоновки:
для
первой секции:
для
второй секции:
Условие выполняется.
Цементирование
ведется раствором нормальной плотности
,
- объем цементного раствора:
количество
смеси цемента для
цементного раствора.
- масса сухого тампонажного цемента:
т;
- объем воды для приготовления цементного раствора:
- объем продавочной жидкости:
- объем буферной жидкости:
Гидравлический расчет цементирования колонны:
- гидростатическая составляющая давления на устье в конце цементирования:
-
суммарная производительность ЦА,
участвующих в продавке цементного
раствора для обеспечения турбулентного
режима течения жидкости в затрубном
пространстве (
):
- потери давления в трубах:
- потери давления в кольцевом пространстве:
По величине этого давления выбираем тип цементировочного агрегата – ЦА – 320. Максимальное давление этот ЦА может преодолеть на втором режиме, вторая скорость (см.таблицу 4.6.2) .
Таблица 4.6.2. Режимы работы ЦА-320 для преодоления Рmax
Диаметр втулок, мм |
Номер скорости |
Развиваемое
давление, МПа ( |
Производительность,
|
115 |
2 |
26 |
0,032 |
)
- количество ЦА, участвующих в продавке цементного раствора, определится из выражения:
- количество СМ для размещения цемента:
Расчет продолжительности цементирования:
В начале закачки цементного раствора в колонну ЦА преодолевает только гидравлические сопротивления в трубах и кольцевом пространстве. Рассмотрим возможность работы ЦА при закачке цементного раствора на 3 скорости (см.таблицу 4.6.3)
Таблица 4.6.3. Режимы работы ЦА-320 для преодоления Рmax
Диаметр втулок, мм |
Номер скорости |
Развиваемое давление, МПа ( ) |
Производительность,
|
115 |
3 |
14 |
0,0060 |
Рассчитаем гидравлические сопротивления:
Из этого следует, что на данной скорости работать можно.
- время закачки цементного раствора:
- глубина прокачки продавочной жидкости на 3 скорости ЦА:
- объем продавочной жидкости, закачиваемой на 3 скорости:
- объем продавочной жидкости, закачиваемой на 2 скорости:
Примем
объем продавочной жидкости, закачиваемой
при посадке разделительной пробки на
кольцо «стоп», равным 1,5
Время закачки продавочной жидкости:
- на 3 скорости:
- на 2 скорости:
- при посадке продавочной пробки:
- общее время продавки составит:
- общее время цементирования эксплуатационной колонны:
|
|
Условие выполняется.
Проверка ствола скважины на гидроразрыв:
Наибольшее давление на стенки скважины возникает в период окончания подъема цементного раствора в затрубном пространстве на заданную высоту.
- гидростатическая составляющая давления:
- гидродинамическая составляющая давления:
- давление в скважине на наиболее слабый пласт:
- допустимое давление на пласт:
Так как условие ГРП не выполняется, то принимаем решение об установке цементного моста в интервале 1540-1780 м для предупреждения возникновения ГРП.
Далее значение гидроразрыва берется у нижележащего пласта, т.о.
Условие выполняется.
1 - давление в момент окончания цементирования обсадной колонны
2 - давление в момент испытания эксплуатационной колонны на герметичность
3 - давление для конца эксплуатации скважины
Рис. 4.6.1. Эпюры избыточных наружных давлений.
Техническая колонна.
Плотности:
Рассчитаем избыточное наружное давление в момент окончания цементирования обсадной колонны для характерных глубин:
- у устья скважины (z=0):
-у башмака предыдущей колонны (Z=Н0):
-у башмака технической колонны (Z=Н):
Рассчитаем избыточное наружное давление в момент испытания технической колонны на герметичность снижением уровня:
- у устья скважины (z=0):
-у башмака предыдущей колонны (Z=Н0):
-на глубине уровня жидкости в колонне (Z=НУ.К.):
По полученный данным строят эпюры– Рис. 4.6.2.
Сминающее давление в 4,40 МПа выдерживают трубы 245 «Д» х 8,9 . Так как величина сминающего давления в 2 раза меньше той величины, которые могут выдержать трубы, то трубы для цементирования технической колонны составляются из одной секции (см.таблицу 4.6.4).
Таблица 4.6.4 Компоновка технической колонны из расчета на избыточное наружное давление
№ секции |
Типоразмер обсадных труб |
Толщина стенки, мм |
Группа прочности |
Интервал установки, м |
Длина секции, м |
Вес секции, кН |
1 |
НОРМ 245 |
8,9 |
Д |
0-628 |
628 |
336 |
Проверим коэффициент запаса прочности для секции:
Условие выполняется.
Расчет колонны на избыточное внутренние давление:
Давление опрессовки для труб диаметра 245 мм составляет 9,0 МПа.
- на устье скважины:
- у башмака предыдущей колонны:
Проверим коэффициент прочности на внутреннее давление для каждой секции выбранной компоновки:
для
первой секции:
Условие выполняется.
Цементирование ведется раствором нормальной плотности ,
- объем цементного раствора:
количество смеси цемента для цементного раствора.
- масса сухого тампонажного цемента:
т;
- объем воды для приготовления цементного раствора:
- объем продавочной жидкости:
- объем буферной жидкости:
Гидравлический расчет цементирования колонны:
- гидростатическая составляющая давления на устье в конце цементирования:
- суммарная производительность ЦА, участвующих в продавке цементного раствора для обеспечения турбулентного режима течения жидкости в затрубном пространстве ( ):
- потери давления в трубах:
- потери давления в кольцевом пространстве:
По величине этого давления выбираем тип цементировочного агрегата – ЦА – 320. Максимальное давление этот ЦА может преодолеть на втором режиме, вторая скорость (см.таблицу 4.6.5) .
Таблица 4.6.5 Режимы работы ЦА-320 для преодоления Рmax
Диаметр втулок, мм |
Номер скорости |
Развиваемое давление, МПа ( ) |
Производительность,
|
125 |
4 |
6 |
0,014 |
- количество ЦА, участвующих в продавке цементного раствора, определится из выражения:
- количество СМ для размещения цемента:
Расчет продолжительности цементирования:
- время закачки цементного раствора:
- глубина прокачки продавочной жидкости на 4 скорости ЦА:
- объем продавочной жидкости, закачиваемой на 4 скорости:
Время закачки продавочной жидкости:
- при посадке продавочной пробки:
- общее время продавки составит:
- общее время цементирования технической колонны:
|
|
Условие выполняется.
Проверка ствола скважины на гидроразрыв:
Наибольшее давление на стенки скважины возникает в период окончания подъема цементного раствора в затрубном пространстве на заданную высоту.
- гидростатическая составляющая давления:
- гидродинамическая составляющая давления:
- давление в скважине на наиболее слабый пласт:
- допустимое давление на пласт:
Условие выполняется.
1 - давление в момент окончания цементирования обсадной колонны
2 - давление в момент испытания технической колонны на герметичность
Рис. 4.6.2. Эпюры избыточных наружных давлений.
Кондуктор.
Плотности:
Рассчитаем избыточное наружное давление в момент окончания цементирования обсадной колонны для характерных глубин:
- у устья скважины (z=0):
-у башмака предыдущей колонны (Z=Н0):
-у башмака технической колонны (Z=Н):
Рассчитаем избыточное наружное давление в момент испытания технической колонны на герметичность снижением уровня:
- у устья скважины (z=0):
-у башмака предыдущей колонны (Z=Н0):
-на глубине уровня жидкости в колонне (Z=НУ.К.):
По полученный данным строят эпюры– Рис. 4.6.3.
Сминающее давление в 1,81 МПа выдерживают трубы 324 «Д» х 9,5 . Так как величина сминающего давления в 3,2 раза меньше той величины, которые могут выдержать трубы, то трубы для цементирования технической колонны составляются из одной секции (см.таблицу 4.6.6).
Таблица 4.6.6 Компоновка кондуктора из расчета на избыточное наружное давление
№ секции |
Типоразмер обсадных труб |
Толщина стенки, мм |
Группа прочности |
Интервал установки, м |
Длина секции, м |
Вес секции, кН |
1 |
НОРМ 324 |
9,5 |
Д |
0-165 |
165 |
125,07 |
Проверим коэффициент запаса прочности для секции:
Условие выполняется.
Расчет колонны на избыточное внутренние давление:
Давление опрессовки для труб диаметра 324 мм составляет 7,5 МПа.
- на устье скважины:
- у башмака предыдущей колонны:
Проверим коэффициент прочности на внутреннее давление для каждой секции выбранной компоновки:
для
первой секции:
Условие выполняется.
Цементирование ведется раствором нормальной плотности ,
- объем цементного раствора:
количество смеси цемента для цементного раствора.
- масса сухого тампонажного цемента:
т;
- объем воды для приготовления цементного раствора:
- объем продавочной жидкости:
- объем буферной жидкости:
Гидравлический расчет цементирования колонны:
- гидростатическая составляющая давления на устье в конце цементирования:
- суммарная производительность ЦА, участвующих в продавке цементного раствора для обеспечения турбулентного режима течения жидкости в затрубном пространстве ( ):
- потери давления в трубах:
- потери давления в кольцевом пространстве:
По величине этого давления выбираем тип цементировочного агрегата – ЦА – 320. Максимальное давление этот ЦА может преодолеть четвертой скорости (см.таблицу 4.6.7)
Таблица 4.6.7 Режимы работы ЦА-320 для преодоления Рmax
Диаметр втулок, мм |
Номер скорости |
Развиваемое давление, МПа ( ) |
Производительность,
|
125 |
4 |
6 |
0,014 |
- количество ЦА, участвующих в продавке цементного раствора, определится из выражения:
- количество СМ для размещения цемента:
Расчет продолжительности цементирования:
- время закачки цементного раствора:
- глубина прокачки продавочной жидкости на 4 скорости ЦА:
- объем продавочной жидкости, закачиваемой на 4 скорости:
Время закачки продавочной жидкости:
- при посадке продавочной пробки:
- общее время продавки составит:
- общее время цементирования кондуктора:
|
|
Условие выполняется.
Проверка ствола скважины на гидроразрыв:
Наибольшее давление на стенки скважины возникает в период окончания подъема цементного раствора в затрубном пространстве на заданную высоту.
- гидростатическая составляющая давления:
- гидродинамическая составляющая давления:
- давление в скважине на наиболее слабый пласт:
- допустимое давление на пласт:
Условие выполняется.
1 - давление в момент окончания цементирования обсадной колонны
2 - давление в момент испытания технической колонны на герметичность
Рис. 4.6.3. Эпюры избыточных наружных давлений.
Направление
Плотности:
Рассчитаем избыточное наружное давление в момент окончания цементирования обсадной колонны для характерных глубин:
- у устья скважины (z=0):
-у башмака предыдущей колонны (Z=Н0):
-у башмака кондуктора (Z=Н):
Рассчитаем избыточное наружное давление в момент испытания технической колонны на герметичность снижением уровня:
- у устья скважины (z=0):
-у башмака предыдущей колонны (Z=Н0):
-на глубине уровня жидкости в колонне (Z=НУ.К.):
По полученный данным строят эпюры– Рис. 4.6.4.
Сминающее давление в 0,33 МПа выдерживают трубы 426 «Д» х 10,0 . Так как величина сминающего давления в 30 раз меньше той величины, которые могут выдержать трубы, то трубы для цементирования технической колонны составляются из одной секции (см.таблицу 4.6.8).
Таблица 4.6.8 Компоновка направления из расчета на избыточное наружное давление
№ секции |
Типоразмер обсадных труб |
Толщина стенки, мм |
Группа прочности |
Интервал установки, м |
Длина секции, м |
Вес секции, кН |
1 |
НОРМ 426 |
10 |
Д |
0-30 |
30 |
31,83 |
Проверим коэффициент запаса прочности для секции:
Условие выполняется.
Расчет колонны на избыточное внутренние давление:
Давление опрессовки для труб диаметра 426 мм составляет 6,5 МПа.
- на устье скважины:
- у башмака предыдущей колонны:
Проверим коэффициент прочности на внутреннее давление для каждой секции выбранной компоновки:
Условие выполняется.
Цементирование ведется раствором нормальной плотности ,
- объем цементного раствора:
количество смеси цемента для цементного раствора.
- масса сухого тампонажного цемента:
т;
- объем воды для приготовления цементного раствора:
- объем продавочной жидкости:
- объем буферной жидкости:
Гидравлический расчет цементирования колонны:
- гидростатическая составляющая давления на устье в конце цементирования:
- суммарная производительность ЦА, участвующих в продавке цементного раствора для обеспечения турбулентного режима течения жидкости в затрубном пространстве ( ):
- потери давления в трубах:
- потери давления в кольцевом пространстве:
По величине этого давления выбираем тип цементировочного агрегата – ЦА – 320. Максимальное давление этот ЦА может преодолеть четвертой скорости (см.таблицу 4.6.9)
Таблица 4.6.9 Режимы работы ЦА-320 для преодоления Рmax
Диаметр втулок, мм |
Номер скорости |
Развиваемое давление, МПа ( ) |
Производительность,
|
125 |
4 |
6 |
0,014 |
- количество ЦА, участвующих в продавке цементного раствора, определится из выражения:
- количество СМ для размещения цемента:
Расчет продолжительности цементирования:
- время закачки цементного раствора:
- глубина прокачки продавочной жидкости на 4 скорости ЦА:
- объем продавочной жидкости, закачиваемой на 4 скорости:
Время закачки продавочной жидкости:
- при посадке продавочной пробки:
- общее время продавки составит:
- общее время цементирования направления:
|
|
Условие выполняется.
Проверка ствола скважины на гидроразрыв:
Наибольшее давление на стенки скважины возникает в период окончания подъема цементного раствора в затрубном пространстве на заданную высоту.
- гидростатическая составляющая давления:
- гидродинамическая составляющая давления:
- давление в скважине на наиболее слабый пласт:
- допустимое давление на пласт:
Условие выполняется.
1 - в момент окончания цементирования.
2 - в момент испытания колонны на герметичность снижением уровня
Рис. 4.6.4. Эпюры избыточных наружных давлений.