Окончание таблицы 39

Режим работы буровых насосов
Количество насосов, шт	Диаметр цилиндровых втулок, мм	Допустимое давление, МПа	Коэффициент наполнения	Число двойных ходов в минуту	Производительность, л/с
9	10	11	12	13	14
1 2 1 1	160160 160160 130 170	16,5 16,5 15,0 14,5	0,90 0,90 0,90 0,90	65 65 65 65	28,40 56,8 32,4 32,2

Таблица 40 – Распределение потерь давлений в циркуляционной системе буровой

Интервал по стволу, м		Производительность, л/с	Давление на стояке, МПа		Количество насадок в долоте, шт	Диаметр насадок, мм
от (верх)	до (низ)		в начале интервала	в конце интервала
1	2	3	4	5	6	7
725 1197 1757 2368	1197 1757 2368 2755	32,40 32,40 32,40 32,40	12,61 12,59 13,06 13,06	13,90 13,58 13,56 13,79	2 2 2 3	1515 1616 1717 131315

Окончание таблицы 40

Потери давления (МПа) для конца интервала в
элементах КНБК			бурильной колонне	кольцевом пространстве	обвязки буровой установки
долото (насадках)	забойном двигателе	УБТ
8	9	10	11	12	13
5,74 4,51 3,56 3,93	5,97 6,05 6,11 5,24	0,15 0,15 0,16 0,16	0,83 1,26 1,69 2,07	0,82 1,22 1,64 1,98	0,39 0,39 0,40 0,41

2.18 Обоснование плотности тампонажного раствора и тампонажных материалов

Цементирование интервала против продуктивного пласта производится только "бездобавочным" тампонажным раствором (портландцемент и вода), за исключением реагентов ускорителей или замедлителей сроков схватывания.

Любые добавки, вводимые для регулирования плотности тампонажной смеси сильно ухудшают качество цементного камня, и вводятся лишь из условия недопущения гидроразрыва горной породы и наиболее полного вытеснения промывочной жидкости из затрубного пространства.

Выбираем вид тампонажного материала для цементирования эксплуатационной колонны. Поскольку данная колонна перекрывает нефтесодержащий пласт, интервал против этого пласта цементируется тампонажным раствором плотностью 1830 кг/м³ цементом марки ПЦТ I – 100 с запасом 200 метров. Вышележащие интервалы цементируем облегченным раствором с плотностью, определенной по формулам:

, (52)

, (53)

где – верхняя и нижняя границы возможных вариаций плотности тампонажного раствора, кг/м³;

– плотности промывочной жидкости и тампонажного раствора, кг/м³;

h_пж,h_тр – высота столбов промывочной жидкости и тампонажного раствора, м;

h_отр – высота столба рассчитываемого облегченного тампонажного раствора, м;

P_г – давление гидроразрыва пласта, Па;

По вышеприведенным формулам определим границы плотности облегченного тампонажного раствора:

кг/м³,

кг/м³.

Исходя из условия недопущения поглощения тампонажного раствора на момент окончания цементирования принимаем облегченный тампонажный раствора ПЦТIII обч 100 по ГОСТу 30515 плотностью 1420 кг/м³ и проверяем выполнение условия (54):

P_кп< P_погл., (54)

где P_к.п - давление в кольцевом пространстве, МПа;

P_к.п = P_скп + ΔP_кп +P_укп , (55)

где P_скп – гидростатическое давление в кольцевом пространстве столбов жидкостей, МПа;

ΔP_кп – гидродинамическое давление в кольцевом пространстве, МПа;

P_укп – устьевое давление в кольцевом пространстве, МПа.

Значение P_скп находим по формуле (56) для каждой жидкости в кольцевом пространстве и суммируем их.

, (56)

где ρ_i – плотность одной из жидкостей в законном пространстве, кг/м³;

h_i – высота столба i-ой жидкости, м.

Значение ΔP_кп считаем для турбулентного режима течения вязкопластичной жидкости (промывочные и продавочные жидкости на глинистой основе, тампонажные растворы и другие жидкости, содержащие твердую фазу) по формуле:

, (57)

где λ – коэффициент гидравлических сопротивлений, учитывая, что шероховатость элементов циркуляционной системы практически не известно, ее непостоянство в компоновке циркуляционной системе, можно в расчетах принимать λ = 0,06;

ρ_i – плотность i-ой прокачиваемой жидкости, кг/м³;

Q – критическая производительность насосов цементировочных агрегатов, м³/с;

F_кп – площадь сечения кольцевого пространства, м².

, (58)

где Re_кр – критическое число Рейнольдса;

η_i – пластическая вязкость i-ой прокачиваемой жидкости, Па_·с;

, (59)

где k = 1,02 – коэффициент кавернозности;

– диаметр долота, м;

d_н – наружный диаметр обсадных труб, м.

, (60)

где He – параметр Хедстрема.

, (61)

где – динамическое напряжение сдвига i-ой прокачиваемой жидкости, Па.

, (62)

По вышеприведенным формулам (54 – 62) находим давление в кольцевом пространстве для данной скважины:

МПа,

м,

м².

Рассчитываем гидродинамическое давление для тампонажного раствора.

,

,

м³/с,

МПа.

ΔP_кп для облегченного тампонажного раствора и промывочной жидкости рассчитывается аналогично.

Для облегченного тампонажного раствора получим МПа.

Принимаем на момент окончания цементирования равным нулю и по формуле (55) находим значение P_кп:

МПа,

МПа.

Проверяем выполнение условия P_кп< P_погл : 42,5 < 44,2 - условие выполняется.

Принимаем облегченный тампонажный раствор ПЦТ III – обч –100, приготовленный на основе облегченного портландцемента со специальными добавками для умеренных температур.

ПЦТ – I – 50 бездобавочный цементный раствор, приготовленный на основе портландцемента для низких и нормальных температур.

ПЦТ – I – 100 бездобавочный цементный раствор, приготовленный на основе тампонажного портландцемента для умеренных температур.

Характеристики цементных растворов и жидкостей для цементирования и их составляющие компоненты представлены в таблице 46.