5.2.4. Определение объема тампонирующей

СМЕСИ

Объем цементного раствора или другого состава минеральных вяжущих V выбирают на основе накопленного регионального опыта РИР в зависимости от результатов проверки скважины на приемистость.

В лабораторных условиях в зависимости от требуемых свойств тампонирующей смеси устанавливают ее плотность _т и водоцементное отношение m.

Количество сухого цемента или другого тампонажного материала q, требующегося для приготовления 1м³ раствора, определяется из соотношения:

где _м - плотность сухого тампонажного материала;

_з - плотность жидкости затворения.

Общее количество сухого тампонажного материала G, потребного для приготовления заданного объема тампонирующей смеси _с (м³), составляет

где К_ц = 1,03 + 1,05 — коэффициент, учитывающий потери сухого цемента.

Объем жидкости затворения V_ж (м³) для приготовления тампонирующей смеси вычисляют по формуле:

где К_ж = 1,08 + 1,10 — коэффициент, учитывающий потери жидкости.

Количество тампонирующей смеси ограничено значением допускаемого давления, необходимого на вымыв ее из скважины при обратной или прямой промывке при условии, что вся смесь осталась в трубах.

5.2.5. Расчет давлений при вымыве

ТАМПОНИРУЮЩЕЙ СМЕСИ ИЗ СКВАЖИНЫ

Давление на выкиде насоса для вымыва тампонирующей смеси при прямой промывке р_п является суммой следующих величин:

• давления на преодоление разности гидростатических давлений столбов тампонирующей смеси и бурового раствора в затрубном пространстве и НКТ р_г.с..

• давления на преодоление гидравлических сопротивлений при движении промывочной жидкости по НКТ р_т;

• давления на преодоление гидравлических сопротивлений при движении по затрубному пространству столбов бурового раствора в тампонирующей смеси р₃.

Давление на выкиде насоса для вымыва тампонирующей смеси при обратной промывке р₀ - сумма следующих величин:

• давления на преодоление разности гидростатических давлений столбов тампонирующей смеси и промывочной жидкости в трубах и затрубном пространстве р_г.с..

• давления на преодоление гидравлических сопротивлений при движении бурового раствора по затрубному пространству р₃;

• давления на преодоление гидравлических сопротивлений при движении по трубам столбов бурового раствора и тампонирующей смеси р_т.

1. Значение р_г.с определяется по формуле:

где h_ц - высота столба цементного раствора в трубах или затрубном пространстве;

_ц, _ж - соответственно плотность цементного и бурового раствора;

g = 9,81 м/с².

Для выбора формул при расчете давления на преодоление гидравлических сопротивлений определяют режимы течения тампонирующей смеси и бурового раствора в трубах и затрубном пространстве.

Режимы течения бурового и цементного растворов устанавливают сопоставлением расчетной критической _кр и фактической _ф скоростей движения жидкости в трубах (_т) или затрубном пространстве (₃);

при _ф < _кр — режим течения структурный;

при _ф > _кр — режим течения турбулентный.

;

где  — динамическое напряжение сдвига цементного (_ц) или глинистого (_г) растворов;

 — плотность бурового (_г) или цементного (_ц) растворов.

где q — расход жидкости;

F — площадь поперечного сечения канала.

При структурном режиме течения

(5.2)

(5.3)

Здесь h_р — высота столба бурового или цементного раствора в трубах или затрубном пространстве;  — структурная вязкость бурового или цементного раствора; D, d_н, d_в — соответственно внутренний диаметр колонны, наружный и внутренний диаметры НКТ.

Для практических расчетов в табл. 5.5. приведены значения  и , наиболее широко применяемых цементных растворов.

При турбулентном режиме течения бурового или цементного растворов в трубах и затрубном пространстве

(5.4)

(5.5)

Здесь _т(т), _т(3) – соответственно коэффициент гидровлических сопротивлений в трубах и затрубном пространстве.

Для практических расчетов при турбулентном режиме течения буровых и цементных растворов можно принять:

_т(т) = 0,028; _т(3) = 0,054.

2. Режимы течения воды или водных растворов солей устанавливают сопоставлением расчетного значения параметра Re при течении жидкости в трубах (Re_т) или затрубном пространстве (Re_з) с его критическим значением Re_кр = 2300:

Таблица 5.5.