- •Практическое занятие №1.
- •1.1. Выбор параметров устройств для приготовления бурового раствора
- •1.2. Выбор параметров и средств очистки буровых растворов
- •2.2. Устройство и принцип работы
- •2.3. Обработка результатов измерения
- •2.4. Расчет реологических характеристик
- •Практическое занятие №3 Гидравлическая программа бурения скважин
- •3.1. Выбор параметров промывочной жидкости
- •3.1.1. Реологические модели жидкостей, применяемых в бурении
- •3.1.2. Тиксотропия
- •3.1.3.Выбор реологических параметров
- •3.2. Выбор расхода промывочной жидкости
- •3.3.Расчет потерь давления в элементах циркуляционной системы буровой
- •3.3.1. Расчет потерь давления при течении буровых растворов в трубах и кольцевом пространстве
- •3.3.2. Расчет местных сопротивлений циркуляционной системы
- •3.3.3. Расчет потерь давления при электробурении
- •3.4. Выбор насоса и режима его работы
- •Практическое занятие №4 Расчеты при изменении плотности бурового раствора.
- •4.1. Материалы для повышения плотности
- •4.2. Расчеты увеличения плотности бурового раствора
- •Расчет увеличения объема бурового раствора в отстойнике в результате добавления барита
- •Расчет снижения плотности бурового раствора
- •Задание
- •Практическое занятие №5 Проектирование профилей наклонно направленных, пологих и горизонтальных скважин
- •5.1. Основные термины и определения
- •5.2. Общие положения и рекомендации
- •5.3. Выбор профиля скважины
- •К обоснованию длины верхнего вертикального участка профиля
- •Практическое занятие №6
- •6.1. Классификация буровых установок.
- •Буровой установки глубокого бурения
- •Технические характеристики буровых установок Уралмашзавода
- •Комплектность буровых установок и наборов бурового оборудования
- •6.2. Выбор параметров буровых вышек
- •Практическое занятие №7 Выбор буровой установки
- •Тип системы управления ц – цифровая
- •Монтажеспособность: бм – блочно-модульная;
- •Задание Для аппроксимации экспериментальных данных аналитической зависимостью .
- •Варианты заданий для выполнения контрольных работ
- •Варианты заданий для выполнения контрольных работ
- •Литература для срс
- •Литература
- •Содержание
- •Бурение нефтяных и газовых скважин
4.2. Расчеты увеличения плотности бурового раствора
Допустим, что – соответственно масса, объем и плотность исходного бурового раствора. Для увеличения плотности бурового раствора в него следует добавить твердую фазу. Твердую фазу характеризуют следующие компоненты:
– масса, объем и плотность добавленной твердой фазы.
В результате добавления твердой фазы получим новый буровой раствор, имеющий массу , объем V3 и конечную плотность ρ3. Отсюда по закону сокращения массы можно записать, что
(4.3)
и, кроме того,
(4.4)
Уравнение (4.4) справедливо только для твердой фазы, которая не растворяется в воде. Для растворимых веществ уравнение (4.4) не применяется до тех пор, пока не будет насыщения жидкой фазы, после чего добавление твердой фазы, приведет к пропорциональному увеличению объема.
Используя определение плотности и уравнения (4.3) и (4.4), получим
(4.5)
откуда
(4.6)
Член М2 /V1 означает отношение массы утяжелителя, обычно барита, к объему исходного бурового раствора. На практике в расчетах используют значения массы барита (кг) и объема (м3) исходного бурового раствора.
Введем обозначение
(4.7)
Подставляя (4.7) в уравнение (4.6), имеем
(4.8)
После преобразования этого уравнения получаем следующее соотношение:
= (4.9)
Уравнение (4.9) служит основой для большинства расчетов бурового раствора, включая определение массы твердой фазы, требуемой для повышения плотности бурового раствора от до . Поскольку начальная и конечная плотности бурового раствора известны, легко определить значение Х.
Для начального объема, составляющего 10 м3, уравнения (4.7) и (4.9) преобразуются в следующее выражение:
(4.10)
Т.о., можно записать:
(4.11)
или
(4.12)
где - масса барита (кг) необходимая для изменения плотности раствора от ρ1 до ρ3;
– плотность барита, ρ2 = 4250 кг/м3. Поскольку каждый мешок содержит 42,64 кг, число мешков
(4.13)
В уравнениях (4.12) и (4.13) ρ1 и ρ3 выражены в кг/м3.
Расчет увеличения объема бурового раствора в отстойнике в результате добавления барита
Поскольку имеем соотношение
объем = масса/плотность, (4.14)
то увеличение объема, обусловленное добавлением барита, равно объему добавленной твердой фазы:
(4.15)
Учтем соотношение
(4.16)
Из уравнения (4.15) найдем:
(4.16) Подставляя уравнения (4.16) в формулу (4.15)
(4.17)
Для начального объема, составляющего 10 м3 , уравнение (4.17) преобразуется к виду:
(4.18)
Пример 1. Определить количество барита, требуемого для изменения плотности бурового раствора от 1500 до 2000 кг/м3. Рассчитать увеличение объема бурового раствора в отстойнике, обусловленное добавлением такого количества барита для начального объема бурового раствора 10 м3.
Решение. Исходя из начального объема бурового раствора 10 м3,
Находим:
Число мешков = 9444/42,64 = 222.
Увеличение объема можно также определить с помощью уравнения (4.18).
Пример 2. Определить плотность бурового раствора на водной основе, массовая доля бентонита в котором составляет 5%. Плотность бентонита 2500кг/м3.
Решение. Уравнение (4.5) можно записать в виде
В данном случае имеем: масса воды М1=95%, например 95 кг, а масса бентонита М2 = 5%, или 5 кг. Кроме того, можно записать:
объем воды и объем
бентонита
Отсюда находим плотность раствора