Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Расчеты процессов и механизмов в бурении скважин. Учебно-методическое пособие
.pdf
41
4.4. Расчет внутренних диаметров внутренних эрлифтных колонн.
Внутренние диаметры эрлифтных колонн определяются на основании площа-
дей сечений потоков воздуха в воздухопроводной колонне и аэрированной воды в
водоподъемной колонне по формуле:
,
где d — внутренний диаметр трубы, м;
— площадь сечения потока в трубе, м2.
Таблица исходных данных
Параметр
Наименование
Единица
измерения
Пределы изменений
от
до
L
Глубина залегания
водоносного горизонта
м
50
150
h
0
Статический уровень воды
м 8 26
hн Понижение уровня воды
м 1 5
Q
Дебит
м
3
/ч
10
130
m
Мощность
водоносного горизонта
м 2 14
42
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА 18
ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ СКВАЖИН
Основная цель цементирования — получение прочного водогазонефтенепро-
ницаемого, концентрично расположенного в затрубном пространстве кольца це-
ментного камня, который по всей высоте обеспечивал бы разобщение и надежную
изоляцию вскрытых скважиной продуктивных горизонтов и зон осложнений.
Способ цементирования выбирается в зависимости от температуры в ее
стволе, опасности поглощения при заданной высоте подъема цементного раствора
и возникновения затрубных проявлений в период ОЗЦ для каждой конкретной сква-
жины.
Расчет цементирования сводится к определению:
- потребного количества сухого цемента, воды, промывочной жидкости;
- конечного давления при цементировании и выбора типа и потребного коли-
чества цементировочных агрегатов и цементно-смесительных машин;
- продолжительности цементирования.
1. Определение потребного количества сухого цемента,
воды, продавочной жидкости при цементировании
обсадной колонны
1.1. Определение потребного количества цементного раствора, м3:
,
где k — коэффициент увеличения ствола скважины (k = 1,11,25).
1.2. Определение удельного веса цементного раствора, г/с3:
цр
цв
ц
в
,
где ц, в — соответственно удельный вес сухого цемента и воды (ц = 3,15гсм
,
в =1,0гсм
);
m — цементное отношение.
43
Рис. 1. Схема эрлифта с расположением труб «рядом»:
1 — обсадные трубы; 2 — водоподъемные трубы; 3 — воздухопроводные трубы
1.3. Определение потребного количества сухого цемента, т:
,
где e — коэффициент, учитывающий потери сухого цемента при транспортировке
и затворении (e = 1,031,05).
1.4. Определение потребного количества воды для затворения цемента, м3:
.
1.5. Определение объема продавочной жидкости, м3:
,
где — коэффициент, учитывающий сжатие жидкости ( = 1,031,05).
h
0
hg H = hg·k
d
d
1
44
Таблица исходных данных
Параметр
Наименование
Единица
измерения
Пределы
измерений
Примечание
от
до
D
Диаметр долота
м
161
445
D (161, 172, 190,
214, 243, 269,
295, 320, 346,
370, 394, 445)
d
Диаметр обсадных труб
м
114
340
d (114, 127, 146,
168, 178, 194,
219, 245, 273,
299, 324, 340,
508)
δ
Толщина стенки
обсадных труб
мм
6,5
12
внср
Средний внутренний
диаметр обсадных труб
м
ц
Высота подъема цементного
раствора за колонной
м
50
4000
Высота цементного стакана
в колонне
м
20
20 L
Глубина спуска
обсадных труб
м
50
4000
2. Определение конечного давления при цементировании
2.1. Определение давления в цементировочной головке в конце цементи-
рования, атм:
где
— гидравлические сопротивления, атм:
45
где L — длина эксплуатационной колонны, м;
ц
— высота цементирования, м;
— высота цементного стакана, м;
гр
— плотность глинистого раствора,
г
см
гр
— плотность продавочной жидкости, г/см3;
скачок давления на манометре в момент посадки продавочной
пробки на упорное кольцо, атм.
Выбор ЦА
агр
(выписываем характеристику ЦА — Р и q).
2.2. Определение производительности цементировочного кольца агрегата
в конце цементировочного агрегата в конце цементирования, м
:
восх
где — коэффициент кавернозности;
восх
— скорость восходящего потока, мс
2.3. Определение необходимого количества цементировочных агрегатов
по скоростишт:
,
где
— необходимый расход для обеспечения заданной скорости поднятия це-
ментного раствора за эксплуатационную колонну, м
;
— производительность выбранного агрегата на высшей скорости, л/с.
Таблица 1
Характеристика 3ЦА-400
Скорость
Число двойных ходов
поршня насоса в 1 мин
d = 100 мм
d = 115 мм
d = 127 мм
подача, л/с
давление,
атм
подача, л/с
давление,
атм
подача, л/с
давление,
атм
I
53,2
6,5
400
8,6
305
11,25
232
II
76,2
9,6
270
12,7
205
16,10
163
III
112,5
14,2
182
18,7
138
23,8
110
IV
156,0
19,7
131
26,0
100
33,0
79
46
Таблица 2
Характеристика ЦА-320М
Режим работы
Скорость
Число двойных
ходов поршня
насоса в 1
мин
d = 90 мм
d = 100 мм
d = 115 мм
d = 127 мм
подача, л/с
давление,
атм
подача, л/с
давление,
атм
подача, л/с
давление,
атм
подача, л/с
давление,
атм
Максимальная
производительность
I
28
2,4
390
3,0
305
4,1
225
5,1
182
II
54
4,5
202
5,8
159
7,9
117
9,9
95
III
97
8,3
113
10,4
88
14,2
65
17,6
52
IV
125
10,6
87
13,5
69
18,3
50
22,8
40
Максимальное
давление
I
27
2,3
400
2,9
320
3,9
230
4,9
185
II
41
3,5
231
4,4
182
6,0
134
7,5
109
III
73
6,2
130
7,8
103
10,7
75
13,3
61
IV
94
8,0
102
10,1
80
13,8
59
17,1
47
2.4. Определение количества цементно-смесительных машин, :
где
ц
— количество цемента, необходимое для цементирования эксплуатацион-
ной колонны, т.
Таблица исходных данных
Параметр
Наименование
Единица
измерения
Пределы измерений
от
до
D
Диаметр долота
м
161
445 d Диаметр обсадных труб
м
114
340
L
Глубина спуска обсадной колонны
м
50
4000
Высота подъема цементного раствора
за колонной
м
50
4000
Высота цементного стакана в колонне
м
20
20
гр
Удельный вес глинистого раствора
гсм
1,21,25
цр
Удельный вес цементного раствора
гсм
1,9
п
Удельный вес продавочной жидкости
гсм
1,0
47
Параметр
Наименование
Единица
измерения
Пределы измерений
от
до
восх
Скорость подъема восходящего потока
цементного раствора
в затрубном пространстве:
- для кондукторов
и технических колонн;
- для эксплуатационных колонн
м/с
(0,60,8)
(1,21,5)
k
Коэффициент увеличения
диаметра ствола скважины
–
1,1
1,25
3. Определение продолжительности
цементирования обсадной колонны
Возможность начала закачки определяется следующим условием:
г
где
— максимальное давление, развиваемое ЦА на наивысшей скорости, атм;
г
— давление на преодоление в скважине в скважине гидравлических сопро-
тивлений, атм:
г = 0,01L + 8 (при
восх
м
г = 0,02L + 16 (при
восх
м
Если условие не выполняется, выбираем ближайшую скорость, на которой
Р
агр
Рг
3.1. Определение количества цементного раствора, которое будет зака-
чано на этих скоростях:
цр
Рг
цр
глр
где
цр
— высота столба цементного раствора, который необходимо закачать на
IV скорости, м;
— давление, создаваемое насосом агрегата на V скорости.
48
Определяем объем раствора, закачанного на IV скорости, м:
цр
внср
цр
Определяем объем цементного раствора, закачанного на V скоростим
:
цр
цр
цр
3.2. Определение высоты столба продавочной жидкости в колонне при
работе агрегата на V скоростим:
вн
эк
эк
Р
г
цр
глр
цр
эк
цр
прж
цр
глр
вн
Определяем постоянные элементы для данной формулы:
вн
эк
;
b=
эк
;
цр
прж
цр
глр
цр
Р
г
цр
глр
вн
3.3. Определение высоты подъема цементного раствора за колонной на V
скорости агрегата, м:
Р
г
цр
глр
вн
49
т. е.
3.4. Высота столба продавочной жидкости на IV скорости агрегата, м:
цр
глр
вн
3.5. Высота подъема цементного раствора за колонной на IV скорости аг-
регатам:
3.6. Высота столба продавочной жидкости на III скорости агрегата м:
цр
глр
вн
3.7. Высота подъема цементного раствора за колонной, на III скорости
агрегатам:
3.8. Определение количества продавочной жидкости, закачиваемой на
различных скоростях агрегата м
:
пр
вн
пр
вн
50
пр
вн
пр
пр
пр
пр
пр
пр
.
3.9. Определение времени работы одним агрегатом на разных скоро-
стяхмин:
цр
пр
;
цр
пр
цр
пр
цр
пр
цр
пр
3.10. Общее время цементирования мин:
΄
С учетом подготовительно-заключительных работ:
Т
ц
΄ мин
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]