2.2.3. Расчет предельно возможных контуров инъекционных потоков

Контур инъекционного потока, формируемого в водоносном трещиноватом пласте с трещинной анизотропией, имеет форму эллипса. Предельно возможные размеры контура будут характеризоваться предельно возможными радиусами распространения тампонажного раствора по направлению полуосей эллипса. Предельно возможные радиусы распространения тампонажного раствора в проницаемые горные породы обусловлены перепадом давления на интервале стенок скважины – контур инъекционного потока, который определяется из условия, Па:

(12)

где: Рскв – давление на стенки скважины в интервале проницаемого горизонта, Па;

Рк – давление на контуре инъекционного потока Па, Рк= Рпл.

Предельно возможный контур инъекционного потока определяется предельно возможным перепадом давления на радиусе распространения при нагнетании выбранным насосом. Поэтому предельно возможный перепад давления для преодоления гидравлических сопротивлений при формировании инъекционного потока рассчитывается по формуле, Па:

(13)

где: Рн – давление тампонажного насоса, Па;

Ртр – потери напора при течении тампонажного раствора в

нагнетательной системе труб, Па;

Рг – гидростатическое давление столба тампонажного раствора в

интервале тампонируемого горизонта, Па;

Рк – давление на контуре инъекционного потока (давление

подземных вод водоносного горизонта), Па.

Давление тампонажного насоса Рн принимается максимальным согласно его технической характеристике.

Таблица 2

Техническая характеристика насоса 9т цементировочного агрегата ца-320м

Диаметр сменных втулок, мм.	Включенная скорость	Расход (подача) жидкости, л/с	Давление нагнетания, МПа
90 мм (100 мм.)	II	2,3 (2,9)	40,0* (32*)
	III	3,5 (4,4)	23,1 (18,2)
	IV	6,2 (7,8)	13,0 (10,3)
	V	8,0 (10,1)	10,2 (8,0)

* Кратковременный режим работы агрегата

Для наших условий Рн = 23,1МПа.

Потери напора при течении тампонажного раствора в колонне бурильных труб, диаметром 50 мм., в оптимальном режиме нагнетания составят 3,5 л/с.

,Па. (14)

где: Н – протяженность нагнетательного трубопровода в скважине до

кровли водоносного горизонта в метрах;

50 – протяженность нагнетательного трубопровода на поверхности

земли в метрах;

Р – потери напора в (кгс/см) на 100 метров труб диаметром 50

мм при давлении в них глиноцементного тампонажного раствора.

(14)

Гидростатическое давление столба тампонажного раствора на стенки скважин в интервале водоносного горизонта определяется из выражения, Па:

(15)

где: – удельная масса тампонажного раствора, кг/м;

– ускорение силы тяжести, м/с;

Н – глубина залегания кровли водоносного горизонта, м.

Рг = 1250*9,8*390 = 4777500 Па4,78МПа, (15)

(13)

Предельно возможные радиусы распространения тампонажного раствора из скважины по направлению развития основных систем трещиноватости, м;

(16)

(17)

где: h11,h22 - раскрытие трещин в основных системах трещиноватости, м;

Рпр – предельно возможный перепад давления на радиусах

распространения, Па;

– динамическое напряжение сдвига тампонажного раствора, Па.

(16)

(17)

Принимаем радиусы распространения тампонажного раствора из скважины по направлению основных систем трещиноватости r11 = 16,2м, r22 = 25,0м.