2.9 Расчет цементирование эксплуатационной колонны

Исходные данные:

Н = 1610 - глубина скважины по вертикали, м;

L_пр 1735 - глубина скважины по профилю, м;

h_ст - 20 - высота цементного стаканам, м;

= 1100 - плотность бурового раствора, кг/м³;

= 1850 - плотность цементного раствора, в интервале

1300 - 1735 кг/м³;

- плотность цементного раствора, в интервале 0-1300 кг/м³;

= 1020 - плотность буферной жидкости, кг/м³;

D_д.эк = 215,9 - диаметр долота при бурении под эксплуатационную

колонну, мм;

D_эк = 168 - диаметр эксплуатационной колонны, мм;

D_вн.эк = 132 мм - внутренний диаметр эксплуатационной колонны, мм;

К_у = 1,30 - коэффициент уширения ствола скважины;

Р_пл = 33,6 - пластовое давление продуктивного пласта, МПа;

= 0,02 - толщина фильтрационной корки, м;

m = 0,5 - водоцементное отношение цементного раствора первой ступени;

Минимальный объем буферной жидкости необходимый для обеспечения качества цементирования, определяем по формуле:

(49)

Критический объем буферной жидкости из условия предупреждения ГНВП, определяем по формуле:

(50)

(51)

(52)

(53)

Объем буферной жидкости принимаем из условия:

V_буф.min  V_буф V_буф.кр

Принимаем V_буф = 3,2 м³.

Т.е. 1/2 мерного бака цементировочного агрегата.

Объем цементного раствора, определим по формуле:

(54)

(55)

Масса тампонажного цемента, определяем по формуле:

(56)

Объем воды для затворения цементного раствора, определяем по формуле:

(57)

Объем продавочного раствора, определяем по формуле:

(58)

Принимаем скорость восходящего потока V=1 м/с и определяем подачу насосов цементировочного агрегата Q:

(59)

где - площадь затрубного пространства. (60)

(61)

Давление на цементировочной головке в момент окончания цементирования

(62)

Давление обусловлено разностью плотностей жидкости в трубах и затрубном пространстве, определяем по формуле:

(63)

Давление, обусловленное гидравлическими сопротивлениями в трубах.

(64)

Давление, обусловленное гидравлическими сопротивлениями в затрубном пространстве.

(65)

Для цементирования принимаем цементировочный агрегат ЦА-320М, с диаметром втулок цементировочного насоса 115.

Таблица 15 – Характеристика ЦА

Скорость	Давление МПа			Подача дм3/с
1 2 3 4	Диаметр втулок насоса
	100 32 18 11,7	115 23 13,3 8,7	127 18,5 10,7 7	100 2,9 5,2 7,9	115 4 7 10,7	127 4,9 8,7 13,3

Цементирование может быть закончено на третьей скорости при подаче q₁ = 7 дм³/с.

Число ЦА необходимо для продавки цементного раствора, определяем по формуле:

(66)

Принимаем n₁ = 5.

Необходимое число цементосмесительных машин 2СМН-20:

(67)

Принимаем m = 5;

Число ЦА необходимых для приготовления цементного раствора и закачки его в скважину.

(68)

Число ЦА необходимых для закачки буферной жидкости.

(69)

Последние два % объема продавочной жидкости будут закачиваться одним ЦА на второй скорости при подаче q₂ = 4 дм³/с.

Цементный раствор и буферная жидкость будут закачиваться на четвертой скорости при q =10,7 дм³/с.

Продолжительность цементирования.

(70)

Необходимое время для загустевания цементного раствора