книги из ГПНТБ / Элияшевский, И. В. Типовые задачи и расчеты в бурении учеб. пособие

Пользуясь данными табл. 9 СУСН, определяем норму расхода ССБ на 1 м проходки, пх — 13,7. Тогда

Q = 0,09 • 89,9 + 0,001 • 13,7 ■1000 = 21,8 т.

Потребное количество каустической соды берем в размере 20% от ^подсчитанного количества ССБ, т. е.

QK C= 0,2- 21,8 = 4,36 т.

Для борьбы со вспениванием глинистых растворов в них добавляют 20% газойлевого контакта от веса ССБ.

Qr. к ~ 0,2 • 21,8 — 4,36 т.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА КМЦ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛИНИСТОГО РАСТВОРА В ЗАДАННОМ ИНТЕРВАЛЕ

Задача 41. Найти количество КМЦ, потребное для обработки глинистого раствора с глубины 800 м. Бурение в глинах и гипсах требует, чтобы при солености фильтрата 8% водоотдача раствора составляла 8—10 см3 за 30 мин.

Плановая скорость бурения 700 м/ст.-мес.

Решение. Расход КМЦ для обработки глинистого раствора опре­

где К — коэффициент, показывающий количество КМЦ, необходи­

Ускв = 0,0725.800 = 58 м3.

Здесь 0,0725 м3 — внутренний объем 1 м обсадной трубы диаметром 325 мм (СУСН, табл. 15); 800 м — глубина, с которой начата хими­ ческая обработка глинистого раствора.

Тогда

Кисх = 58 + 5 + 35 = 98 м3.

Согласно данным табл. И СУСН, пх == 41,4; п2 = 33,4. Из условия задачи 1Х = 2000 — 800 = 1200 м; 12 = 3000 — 2000 — 1000 м .:

Принимая К = 0,03, определяем количество КМЦ

Q = 0,03 • 98 + 0,001 (41,4 • 1200 + 33,4 • 1000) = 85,9 т.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОБАВКИ КАЛЬЦИНИРОВАННОЙ СОДЫ К ГЛИНИСТОМУ РАСТВОРУ, ОБРАБОТАННОМУ УЩР

Задача 42. Определить количество кальцинированной соды, необходимое для добавления к глинистому раствору, обработанному УЩР. Бурение ведется в карбонатных породах в интервале 1500— 2000 м, диаметр скважины 269 мм, общая скорость проходки

1000 м/ст.-мес.

Решение. Количество кальцинированной соды рассчитывают по формуле

Q = 0,01FHCX-f- 0,001 (n1l1-f- n2l2-f- . . . + nnln).

Обозначения те же, что и в задаче 41.

Рскв-0,0568-1500 = 85 м3.

Здесь 0,0568 м3 — объем 1 м скважины диаметром 269 мм (СУСН, табл. 14). Тогда

^исх = 85 + 5 + 35 = 125 м3.

Согласно данным табл. 10 СУСН, пх = 0,91. Тогда

@ = 0,01 • 125 + 0,001 -0,91 • 500 = 1,7 т.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ГРАФИТА, НЕФТИ, СУЛЬФОНОЛА, ДОБАВЛЯЕМЫХ К ГЛИНИСТОМУ РАСТВОРУ ДЛЯ БОРЬБЫ С ПРИХВАТАМИ И ЗАТЯЖКАМИ ИНСТРУМЕНТА

Задача 43. На одной из площадей Волгоградской области в интер­ вале 1300—1800 м возможны прихваты и затяжки инструмента. Определить количество графита, добавляемого к глинистому раствору для борьбы с прихватами и затяжками.

Плановая скорость бурения 900 м/ст.-мес.

Решение. Количество графита определяют по формуле

Q = KVиСХ+ Р (nxli + п212+ • • • + nnln)i

где К, Р — коэффициенты, значения которых приведены в табл. 7. Уисх — исходный объем глинистого раствора в скважине до обработки графитом (нефтью, сульфонолом), соответствующий забою скважины, с которого начата обработка графитом (нефтью, сульфонолом).

^ / и С х = ^ с к в + Р ж + ^ ч >

где У с к в — объем скважины до обработки глинистого раствора гра­

фитом.

Кскв= 0,0725 • 200 + 0,0683 (1300 - 200) = 89,63 м3.

Здесь 0,0725 м3 — внутренний объем 1 м обсадной трубы диаметром 325 мм (СУСН, табл. 15); 0,0683 м3 — объем 1 м скважины диамет­ ром 295 мм (СУСН, табл. 14); 200 + (1300 - 200) = 1300 м - глу­ бина, с которой начата обработка глинистого раствора графитом. Уж — объем желобной системы (4—7 м3); V4 — объем приемных чанов у буровых насосов (10—40 м3).

Принимая Уж = 5 м3, V4 — 35 м3, получаем

У „ с х = 89,63 + 5 + 35 = 129,63 м3.

п 1, п2, . . ., пп — нормы расхода глинистого раствора в м3. Согласно данным табл. 4Г СУСН, п1 = 0,32; пг = 0,31; 1г, 1г, ■■■,

1п — интервалы скважины, соответствующие данной норме, в м.

В нашем примере 1г — 1400 — 1300 = 100 м; 12 = 1800 — 1400 = = 400 м.

Принимая К = 0,01; Р = 0,013 и подставляя все данные в фор­ мулу, получаем количество графита, потребное для обработки гли­ нистого раствора в интервале 1300—1800 м,

Q = 0,01 • 129,63 + 0,013 (0,32 • 100 + 0,31 • 400) = 3,5 т.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА КРАХМАЛА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛИНИСТОГО РАСТВОРА В ЗАДАННОМ ИНТЕРВАЛЕ

Задача 44. Определить количество крахмала, необходимое для обработки глинистого раствора в интервале 1200—1600 м. Бурение в глинах требует, чтобы при солености фильтрата 10% водоотдача раствора составляла 10 см3 за 30 мин.

82

Плановая скорость бурения 600 м/ст.-мес.

Решение. Потребное количество крахмала определяют по фор­ муле

<?кр = KVHCX+ 0,0010 (n j, + п212 + . . ,-]-Пп1п),

где К — коэффициент, показывающий расход крахмала на 1 м3 рас­ твора; р — коэффициент увеличения нормы для получения соответ­ ствующей водоотдачи раствора.

Значения коэффициентов К и 0 для растворов с соленостью филь­ трата 5—15% приведены в табл. 8.

Остальные обозначения те же, что и в задаче 43.

Пользуясь данными СУСН (табл. 14 и 15), подсчитываем исход­ ный объем глинистого раствора до обработки крахмалом

Vисх = 0,0725 • 300 + 0,0683 (1200 - 300) + 5 + 35 = 141 м3.

Согласно данным табл. 12 СУСН, норма расхода крахмала на 1 м

РЕАГЕНТОВ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГЛИНИСТОГО РАСТВОРА

Задача 45. Определить количество бурого угля (влажностью 20%) и каустической соды (плотностью 1,16 г/см3) для обработки глинистого раствора химическим реагентом УЩР-15—3 и последу­ ющего его утяжеления гематитом до плотности у 2 = 1,85 г/см3. Плотность исходного глинистого раствора Yi = 1,3 г/см3, плотность гематита у3 = 4,2 г/см3. Подсчитать объем, который займет глини­ стый раствор после его утяжёления. Емкость приемных чанов при­ нять равной 25 м3, емкость желобной системы 5 м3.

Решение. Объем скважины как цилиндрической выработки опре­ деляется по формуле

Объем глинистого раствора, потребный для проходки всей сква­ жины, определяют по формуле

Обозначения букв приведены в задаче 26.

Угл. р = 5 + 2 5 + 2-195,5 = 421 м3.

Количество влажного бурого угля, потребное для приготовления 1 м3 химического реагента заданного состава, равно

где К — процентное содержание сухого бурого угля в реагенте по рецепту; N — объем реагента, который необходимо приготовить; п — влажность бурого угля.

в него добавляют УЩР в количестве 200 см3 на 1 л раствора, находим общий потребный объем УЩР.

Рущр = 421 • 0,2 = 84,2 м3.

Тогда количество влажного бурого угля, потребное для обработки всего объема глинистого раствора, равно

Qc. у= ^ущрР = 84,2 • 0,185 = 15,58 т.

Объем раствора каустической соды, необходимый для пригото­ вления 1 м3 химического реагента, определяют по формуле

где R — процентное содержание каустической соды в реагенте; N — объем реагента, который необходимо приготовить; m — процент­

84

ное содержание сухой каустической соды в растворе соды (т = = 14,35%).

Тогда

' = W - 0-209

Общее количество каустической соды, потребное для первичной обработки всего объема глинистого раствора, равно

VK. с = Т у щ р ! ^ . с = 84,2 • 0,209 = 17,60 м3.

Объем глинистого раствора после его химической обработки равен

У'т. р = Кгл. р + 7 УЩР = 421 + 84,2 = 505,2 м3.

Количество гематита, потребное для утяжеления 1 м3 глинистого раствора, равно

Количество гематита, необходимое для утяжеления всего объема глинистого раствора,

Qyr = г гя. рдут = 505,2 -1,22 = 616,4 т.

Объем, который займет 1 м3 глинистого раствора после утяжеле­ ния, определяют по следующей формуле:

Общий объем глинистого раствора после утяжеления равен

V'yr. р = V’rn. рКут. р = 505,2 • 1,23 = 621 м3.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ОБРАБОТКИ ГЛИНИСТОГО РАСТВОРА И СКОРОСТИ ПОДАЧИ ХИМИЧЕСКОГО РЕАГЕНТА

Задача 46. Определить скорость подачи химического реагента

и воды и время обработки глинистого раствора, циркулирующего

вскважине глубиной 1500 м. Скважину бурят долотом диаметром 190 мм. Объем циркулирующего раствора Ffp = 130 м3. К нему

необходимо добавить 8% химического реагента и 3% воды. Обра­ ботку требуется произвести за три цикла циркуляции раствора. Производительность буровых насосов Q = 40 л/с.

Решение. Продолжительность одного цикла циркуляции Глини­ стого раствора в скважине равна

Определим скорость подачи реагента и воды в глинистый раствор по формуле

Ю Ггл, рге

тТ

85

Г л а в а VI

УТЯЖЕЛЕНИЕ ГЛИНИСТЫХ РАСТВОРОВ

Для утяжеления растворов применяют тонкомолотые тяжелые минералы: гематит, магнетит, барит, концентрат колошниковой пыли, плотность которых находится в пределах 4,2—5,2 г/см3. Утяжелители должны обладать большой плотностью, не содержать химических веществ, ухудшающих параметры раствора, не оказы­ вать абразивного и коррозионного действия на бурильный инстру­ мент. Тонкость помола утяжелителя выбирается с учетом его свойств: чем тверже утяжелитель и выше его абразивное действие, тем тоньше помол.

Баритовый утяжелитель является лучшим утяжеляющим мате­ риалом. Расход его на 30—50% меньше равноценного по качеству железистого утяжелителя. Отсюда меньше грузоперевозок, меньше затрат на химическую обработку раствора и т. и.

В настоящее время проводятся широкие промышленные испытания утяжелителя, изготовленного из керченского агломерата, который по своим качествам равноценен или несколько лучше утяжелителя из колошниковой пылй.

При введении утяжелителя повышается вязкость глинистого рас­ твора. После добавки воды снижаются вязкость, плотность раствора и увеличивается водоотдача. Кроме того, вязкость раствора может увеличиться также за счет внесения в него большого количества пузырьков воздуха вместе с частицами утяжелителя. Для предотвра­ щения этих отрицательных явлений рекомендуется заранее смачивать утяжелитель водой или реагентом, и перед добавлением утяжелителя обрабатывать раствор реагентами, понижающими водоотдачу.

При бурении с применением утяжелителей затрачиваются боль­ шие физические усилия буровой бригады, резко снижается механиче­ ская скорость проходки, ухудшается качество цементирования сква­ жин. Кроме того, стоимость утяжелителей высокая, а расходы по их доставке значительные. Поэтому целесообразно использовать повторно утяжеленные растворы и реагенты.

87

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА УТЯЖЕЛИТЕЛЯ ДЛЯ УТЯЖЕЛЕНИЯ I Мз ГЛИНИСТОГО РАСТВОРА

стого раствора с целью увеличения его плотности от у г = 1,25 г/см3

до у 2 = 1,45 г/см3.

_ Уз (Уа —Уд) О —”)

1уг Уз—У2 (1 — ч + ауз)

Подставляя данные, получаем

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА УТЯЖЕЛИТЕЛЯ ДЛЯ ПРОВОДКИ СКВАЖИНЫ ЗАДАННОЙ КОНСТРУКЦИИ

Задача 48. Определить потребное количество утяжелителя (желе­ зистого концентрата) плотностью 4,3 г/см3, влажностью 10% для проводки скважины следующей конструкции:

Плотность исходного глинистого раствора (до утяжеления) равна 1,2 г/см3. Плановая скорость бурения 500 м/ст.-мес. Скважину пред­ полагается бурить с использованием следующего глинистого рас­ твора (табл. 9). Утяжеление глинистого раствора начато с глубины

500 м.

Т а б л и ц а 9

88

Решение. Количество утяжелителя, необходимое для проводки всей скважины, определяют по формуле

где FHCX— исходный объем глинистого раствора в скважине до утя желения, соответствующий забою скважины, с которого начато утя­ желение, в м3.

Здесь FCKB— объем скважины до утяжеления раствора в м3. В нашем примере

FCKB= 0,0725 • 300 + 0,0683 (500 - 300) = 35,4 м3.

Здесь 0,0725 м3 — объем 1 м кондуктора по внутреннему диаметру (СУСН, табл. 15); 0,0683 м3 — объем 1 м скважины в зависимости от диаметра долота (СУСН, табл. 14). Уж — объем желобной системы ( 4 —7 м3); F4 — объем приемных чанов у буровых насосов (10—40 м3).

Принимая Vx = 5 м3; F4 = 35 м3, получаем

FHCX= 35,4 + 5 + 35 = 75,4 м3.

/?!, п2, . . ., пп — нормы расхода утяжелителя в т на 1 м проходки в зависимости от скорости бурения и диаметра скважины. Согласно данным табл. 6 СУСН, п 1 = 0,26; п2 = 0,22; а — коэффициент повышения плотности глинистого раствора по сравнению с исходной. Значение коэффициента а приведено в табл. 9; 1г, 12, . . ., 1п — интер­ валы скважины, соответствующие данным нормам расхода утяжели­ теля в м. Подставляя данные в формулу, определяем потребное количество утяжелителя для проводки скважины

Q = 0,2 • 75,4 • 1,5 + 0,26 • 1,5 • 100 + 0,26 • 2,5 ■400 +

+ 0,26-4,0-500+ 0,22-5,0-500 = 1391 т.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА УТЯЖЕЛИТЕЛЯ ДЛЯ ПЕРВОНАЧАЛЬНОГО

IIДОПОЛНИТЕЛЬНОГО УТЯЖЕЛЕНИЯ ГЛИНИСТОГО РАСТВОРА

СУЧЕТОМ ПОТЕРЬ ГЛИНИСТОГО РАСТВОРА

утяжеления, а также общий расход его, если исходное (до утяжеле­ ния) количество глинистого раствора на буровой составляет FHCX=

При каждой очистке желобов теряется 3 м3 глинистого раствора. При проходке интервала 1500—1800 м проводятся дополнительные утяжеления через каждые 30 м проходки. Влажность утяжелителя

п = 10%.

89