книги / Решение практических задач при бурении и освоении скважин

где L и d —соответственно длина и внутренний диаметр ко­ лонны у кровли моста, L — 4000 м и d = 120 мм; <р —коэффи­ циент, учитывающий сжимаемость продавочной жидкости.

При <р = 1,00 имеем V„p = 45,3 м3; при <р = 1,02 имеем Vap = 46,2 м3.

Б. Установка моста с буферной жидкостью (водой).

Методика б. ВНИИКРнефти:

У„= 30 • 0,785(0,252 - 0,142) + 45,6 (0,048 + 0,03+ 0,023) = 5,6 м3; V„p= 1,00 • 45,6 ■(1 - 0,048) = 43,4 м3.

Объем воды перед цементным раствором: V, >45,6 • 0,02 + 30 • 0,785(0,25-’- 0,142) 0,4 = 1,9 м3.

Объем воды после цементного раствора: V2> 43,4 0,02 = 0,9 м3.

Существующая методика:

Уч = 1,5 м3; Vnp = 45,3 м3 и Vap = 46,2 м3 при коэффициен­ тах <р соответственно 1,00 и 1,02.

Конкретные рекомендации по объему буферных жидко­ стей отсутствуют.

Из сравнения результатов расчета видно, что при прове­ дении операций по существующей методике в интервал ус­ тановки моста во многих случаях прокачивается не исходный тампонажный раствор, а его смесь с промывочной либо про­ давочной жидкостью.

Пример 2. Расчет проектной высоты цементного моста

Диаметр скважины — 240 мм; перепад давле­ ния, действующий на мост при испытании моста или освоении скважины, — 20 МПа.

А. Установка моста производится в обсаженной скважине без применения скребков и буферных жидкостей.

Согласно табл. 7.20 и 7.21, [Др] = 1 МПа/м и [т] = 0,05 МПа. В результате расчетов по формулам (7.95) и (7.96) получаем Н0 — 20 м и Н'0 = 4 8 м.

Таким образом, при установке моста непосредственно над за­ боем или над оставленными в скважине трубами его высота от кровли до верхних отверстий перфорации должна быть не менее 20 м, а при установке выше забоя (труб) —не менее 48 м.

Б. Установка моста в обсаженной скважине с применением моющих буферных жидкостей.

711

П ример расчет а уст ановки цемент ного моста с целью ревизии колонной головки газовой скваж ины

Произведем расчет установки цементного мо­ ста в скважине глубиной 1050 м. Мост необходимо установить в эксплуатационной колонне диаметром 168 мм над зоной фильтра в интервале 967—947 м, т.е. высота моста 20 м. Внутренний диа­ метр эксплуатационной колонны 144 мм. НКТ диаметром 89 мм (внутренний диаметр 76 мм) спущены на глубину 967 м.

Объем цементного раствора (м3):

VHP= Hv- S)K+ Vmp (AV+ С0+ Сг),

где Н„ — высота моста, м; SXK — площадь поперечного се­ чения эксплуатационной колонны, м2; Vmp — внутренний объ­ ем НКТ, м3; A V — относительный объем цементного раствора, оставляемого в НКТ, м3:

AV = С, + С, +— 1 3 V

г тр

где С, и С3 —коэффициенты потерь тампонажного раство­ ра на стенках труб и при смешении с продавочным раствором и промывочной жидкостью С, = 0,11 и С3 —0,01; Smp —площадь живого сечения НКТ, м2; Vmp —внутренний объем НКТ, м3.

Подставляя значения в приведенные выше формулы, по­ лучаем:

Smp= 0,785 ■0,076s= 0,0045 м2; Vmp= SmpHmp= 0,0045 • 967 = 4,35 м3; S„ =0,785 • 0,1442= 0,0163 м2;

AV = 0,011 +0,02+ 20-^ .0045. = о 052 м3. 4,35

Тогда расчетный объем цементного раствора составит:

Уцр= H„S,K+ Vmp(AV+ С„+ С2) = 20 - 0,0163 + 4,35 • (0,052 + 0,04 + 0,02) = = 0,813 м3.

Объем продавочной жидкости, закачиваемой в НКТ, соста­ вит:

V„„ = Утр(]-АУ) =4,35(1 - 0,052) = 4,124 м3.

Определим требуемое количество сухого цемента:

712

где т — водоцементное отношение, принимаем т = 0,5; V^, —расчетный объем цементного раствора для установки мос­ та, Уцр = 0,813 м3; р|(Р — плотность цементного раствора, при­ нимаем рчр = 1,8 т/м3.

Перед установкой цементного моста подбирают тампо­ нажный материал и рецептуру его приготовления. Состав тампонажного раствора определяется геолого-технически­ ми условиями скважины (пластовое давление, температура, давление гидроразрыва пласта, высота столба моста). Поэтому рекомендуют следующий выбор тампонажных материалов:

1. Облегченные цементы для получения растворов плотно­ стью 1400 + 1600 кг/м3 на базе тампонажного цемента для «хо­ лодных» и «горячих» скважин, а также на основе шлакопес­ чаной смеси для температур 90 + 140" С — ШПЦС-120 и для температур 160 + 250"С - ШПЦС-200.

2. Утяжеленные цементы для получения растворов плот­ ностью не менее 2150 кг/м3 на базе тампонажного цемента для «холодных» и «горячих» скважин, а также на основе шлако­ песчаной смеси для температур 90 140°С —УШЦ-120; для тем­ ператур 160 + 250°С —УШЦ-200.

Из тампонажного портландцемента получают цементный ра­ створ плотностью 1820 + 1850 кг/м3 с водоцементным отношением 0,5. Причем начало схватывания при температуре 20—30"С длит­ ся до 10 ч. При более высоких температурах время схватывания меньше, и при температуре 75"Ссхватывание цемента длится уже 1,5—2 ч., что порой недостаточно при производстве тампонажных работ. Поэтому в зависимости от температуры применяют добав­ ки реагентов: ССБ в количестве от 0,1 до 0,5%, хроматы —от 0,1 до 0,5%, ОКЗИЛ —от 0,1 до 0,5% от массы цемента.

Для снижения водоотдачи тампонажных растворов в них вво­ дят поливиниловый спирт —до 1%, тилоза Н-20Р —до 1% и др.

Количество химических реагентов определяют лаборатор­ ным путем в зависимости от характера скважины, способа це­ ментирования и сорта тампонажного цемента.

В табл. 7.23 приведены данные для выбора состава смеси. По материалам специальных исследований в глубоких сква­ жинах и статистической обработки фактических данных в б.ВНИИКРнефть разработана методика расчета основных па­ раметров процесса установки цементных мостов с помощью колонны насосно-компрессорных труб.

713

6 1

ПРИЛОЖЕНИЕ

МЕТРИЧЕСКИЕ И НЕМЕТРИЧЕСКИЕ ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

(ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ, ЭКСПЛУАТАЦИИ И РЕМОНТЕ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН)

ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

Определены международной системой единиц СИ. Международная система единиц базируется на семи основ­

ных единицах.

Производные единицы алгебраически выражаются через ос­ новные и дополнительные единицы. Некоторые из них имеют специальные названия.

Радиан и стерадиан не являются ни основными, ни производ­ ными единицами; их называют дополнительными единицами.

Для формирования названий и обозначений кратных единиц СИ используют приставки СИ. Напомним в этой связи, что при­ ставка возводится в ту же степень, что и единица измерения; так, 106 м3 = 1гм! (но не 1 Мм3); 10я м3 = 1 км3 (но не 1 Гм3).

Для записи больших чисел также рекомендуется использо­ вать степени числа 10. Названия этих последних формируют­ ся следующим образом:

716

Внимание:

В некоторых странах, в частности в США1, действует дру­ гое правило, выраженное формулой:

1()3N= (N-1) ЛЛИОН.

П р и м е р :

10е = биллион 1012 = триллион

1(Р = квадриллион

С использованием приставок также может возникнуть пута­ ница. В некоторых странах, в частности в США1, встречаем:

—приставку М для множителя 103

—приставку ММ для множителя 10*

—приставку В для множителя 109

Немцы применяют Mio вместо Millionen.

1 И в России. Кроме того, в России биллион = миллиард.

717

электродвижущ ая сила

—В настоящее время существуют 19 производных единиц, имеющих специальные названия и обозначения. Они могут быть, в свою очередь, использованы, чтобы выражать через них другие производные единицы, получая более простые выражения, чем через основные единицы.

—См. М. Moureau. — Guide pratique pour le systeme international d'unites. Ed. Technip, Paris (1980).

718

719

— печатать с пробелом после цифр:

— знаки, поднятые над строкой, печатать без пробела:

ПРАВИЛЬНО: НЕПРАВИЛЬНО:

— помещаются после всех цифр десятичной дроби:

— предельные отклонения:

— отделять точками на средней линии:

— допускается отделять пробелами:

Ра s; Па с

—в отношениях единиц допускается не более одной косой или горизонтальной черты:

W / m 2 /k; В т / м 2 /к;

— после косой черты произведение заключать в скобки:

720