«Буровые технологические жидкости»

1. При бурении скважины на глубине Н=300м возникло поглощение бурового раствора плотностью _б.р.=1200кг/м³. Статический уровень в скважине устанавливается на глубине h_ст=40м. Для ликвидации поглощения уменьшили гидравлическое давление бурового растворана поглощающий горизонт снижением его плотности путем аэрации. Определить рациональную плотность АБР.

Решение: Рациональная плотность аэрированного бурового раствора вычисляется _АБР= ,

_б.р. плотность исходного бурового раствора,

h_с.т. – статический уровень в скважине

_АБР=1200 1039кг/м³.

2. Частица выбуренной породы удельным весом _п=2600кг/м³ и диаметром d_r=1,5^.10^-3м находятся в покоящемся буровом растворе с _б.р.=1200кг/м³. Определить минимально допустимое значение СНС, препятствующее падению частиц на забой.

Решение: Хорошая удерживающая способность промывочной жидкости достигается при СНС₁>1,25Па и СНС₁₀ 60Па при коэффициенте тиксотропности к_т= . Минимально допустимое значение СНС (в Па) вычисляется ,

d_r – диаметр частицы, м,

_п – плотность породы,

_б.р. – плотность бурового раствора.

Обычно достаточно, чтобы 5Па. Лишь при операциях по ликвидации поглощений целесообразнее использовать раствор с высоким СНС.

3. Частица выбуренной породы удельным весом _п=2500кг/м³ и диаметром d_r=2^.10^-3м находятся в покоящемся буровом растворе с _б.р.=1100кг/м³. Определить минимально допустимое значение СНС, препятствующее падению частиц на забой.

4. Частица выбуренной породы удельным весом _п=2550кг/м³ и диаметром d_r=3^.10^-3м находятся в покоящемся буровом растворе с _б.р.=1150кг/м³. Определить минимально допустимое значение СНС, препятствующее падению частиц на забой.

5. Определить эквивалентную плотность бурового раствора при следующих исходных данных: _к.п.=1,3г/см³, _к.п.=1300кг/м³, Н=3000м, при потери давлений Р_к.п. в К.П. равны 8 бар.

Решение: 1бар=1,0194атм=1,0194кг/см²=14,4988psi=0,1МПа=10⁵Па;

1пси (psi)=0,06897бар=0,07кг/см².

Эквивалентная плотность бурового раствора в КП называется плотность, которая при отсутствии циркуляции может создать гидростатическое давление, равное давлению при прямой циркуляции. При прямой циркуляции забойное давление равно:

То же самое забойное давление с использованием эквивалентной плотности будет:

Для эквивалентной плотности:

6. Определить эквивалентную плотность бурового раствора при следующих исходных данных: _к.п.=1,25г/см³, _к.п.=1250кг/м³, Н=2000м, при потери давлений Р_к.п. в К.П. равны 8 бар.

7. Определить эквивалентную плотность бурового раствора при следующих исходных данных: _к.п.=1,2г/см³, _к.п.=1200кг/м³, Н=1750м, при потери давлений Р_к.п. в К.П. равны 8 бар.

8. Проектные решения по выбору плотности бурового раствора должны предусматривать создание столбом раствор гидростатическое давление на забой скважины и вскрытии продуктивного горизонта, превышающего проектные пластовые давления на величину не менее 10% - для скважин глубиной до 1200м. Найти гидравлическое давление на забое скважины с вертикальной глубиной L=1600м в разных единицах. Градиент бурового раствора равен ₁₀=0,1413мПА/10м.

Решение: 1бар=10⁵Па=100кПа=0,1МПа

1МПа=10бар

1бар=1,0194атм

1атм=1кг/см²

1фунт/кв.дюйм=14,4988атм

9. Проектные решения по выбору плотности бурового раствора должны предусматривать создание столбом раствор гидростатическое давление на забой скважины и вскрытии продуктивного горизонта, превышающего проектные пластовые давления на величину не менее 5% - для скважин глубиной от 1200м до проектной глубины. Найти гидравлическое давление на забое скважины с вертикальной глубиной L=500м в разных единицах. Градиент бурового раствора равен ₁₀=0,07мПА/10м.

10. Определить градиент давления бурового раствора в мПа на 1м и на 10м. Плотность раствора _б.р.=1200кг/м³. Привести значения градиента давления в различных единицах (Па/м, бар/м, атм/л).

Р ешение:

Градиент давления представляет собой изменение давления на единицу вертикальной глубины в основных единицах СИ (кг, м, с). Он численно равен удельному весу раствора.

На практике определяется при увеличении глубины на 10м в МПа, барах, атмосферах или psi.

Гидростатическое давление следует вычислять с использованием градиента давления раствора на один метр в соответствующих единицах изменения.

В системе СИ:

При использовании МПа на 1м:

При использовании бар на 1м:

При использовании атм на 1м:

11. Определить градиент давления бурового раствора в мПа на 1м и на 10м. Плотность раствора _б.р.=1100кг/м³. Привести значения градиента давления в различных единицах (Па/м, бар/м, атм/л).

12. Определить градиент давления бурового раствора в мПа на 1м и на 10м. Плотность раствора _б.р.=1050кг/м³. Привести значения градиента давления в различных единицах (Па/м, бар/м, атм/л).

13. Определить объем воды, который следует добавить к 30м³ исходной промывочной жидкости плотностью 1200кг/м³ для снижения ее до 1100кг/м³.

Решение: Объем воды или промывочной жидкости меньшей плотности, добавляемых в исходную промывочную жидкость для снижения ее плотности до требуемой величины, рассчитывается

- плотность добавляемой промывочной жидкости.

14. Определить объем воды, который следует добавить к 50м³ исходной промывочной жидкости плотностью 1100кг/м³ для снижения ее до 1050кг/м³.

15. Определить группу (по плотности) и количество утяжелителя ( =2800кг/м³, n=0,02) необходимого для повышения плотности 30м³ промывочной жидкости с =1200кг/м³ до =1250кг/м³.

Решение: Масса утяжелителя, добавляемого к исходной промывочной жидкости для увеличения ее плотности до требуемой величины, определяется

V_p-объем исходной промывочной жидкости, м³

- плотность исходной и требуемой жидкости

n_у – влажность утяжелителя в долях единицы

16. Определить группу (по плотности) и количество утяжелителя ( =4300кг/м³, n=0,03) необходимого для повышения плотности 50м³ промывочной жидкости с =1120кг/м³ до =1200кг/м³.

17. Определить какой объем промывочной жидкости =1050кг/м³ необходимо добавить к 30м³ исходной промывочной жидкости плотностью 1200кг/м³ с тем, чтобы снизить ее плотность до 1150кг/м³.

Решение: Объем промывочной жидкости меньшей плотности, добавляемой в исходную промывочную жидкость для снижения ее плотности до требуемой величины

18. Определить какой объем промывочной жидкости =1030кг/м³ необходимо добавить к 50м³ исходной промывочной жидкости плотностью 1180кг/м³ с тем, чтобы снизить ее плотность до 1080кг/м³.

19. Определить количество глины и воды для приготовления 1м³ промывочной жидкости плотностью 1100кг/м³, если известно, что плотность и влажность глины соответственно равны 2600кг/м³ и 7%.

Решение: Количество глины и воды для приготовления 1м³ промывочной жидкости требуемой плотности

V_Г = 1-V_Г

кг

м³

23. Определить количество глины и воды для приготовления 1м³ промывочной жидкости плотностью 1500кг/м³, если известно, что плотность и влажность глины соответственно равны 2650кг/м³ и 7,5%.

24. При вскрытии продуктивного горизонта скважины L=1800м применяется буровой раствор =1200кг/м. Определить реологические показатели свойств бурового раствора ( , УВ).

Решение:

25. Необходимо приготовить V_,/h/= м³ глинистого раствора из бентонитовой глины и пресной воды. Определить плотность раствора и необходимое количество каждого компонента, если содержание глины плотностью в растворе к_Г=3%.

Решение: 1) по формуле

к_Г – требуемая концентрация раствора

2) Объем глины

3) кг

4)