Определяем потребное количество воды для затворения цемента:

Vв = m * Gц = 0,5 * 25,3 = 12,65 м3

Определяем объем продавочной жидкости:

Vпр = 0,785 * S * d2вн ( Н - h )

Где S - коэффициент, учитывающий сжатие жидкости.

S = 1,03 - 1,05

dвн = внутренний диаметр кондуктора.

Vпр = 0,785 * 1,03 * 0,2292 * ( 330 - 10 ) = 14,6 м3

Определяем давление в цементировочной головке в конце цементирования.

Рк = Рr + Рр

Где Рr - давление на преодоление гидравлических сопротивлений в скважине.

Рр - давление, создаваемое разностью удельных весов цементного раствора и технической воды.

Рг = 0,01 * Н + 8 = 0,01 * 330 + 8 = 11,55 кгс/см = 1,15 МПа

Рр = 0,1 * (Н - h) * ( Yц.р - Yв ) = 0,1 *( 330 - 10 ) * ( 1,73 - 1,0 ) = 2,3 МПа;

Рк = ( 11,3 + 23 ) * 105 = 3,4 мпА

Количество цементировочных агрегатов ЦА-320 - 2 шт.

Количество цементосмесительных машин СМ - 20 - 1 шт.

Расчет цементирования эксплуатационной колонны:

Во избежание гидроразрыва пластов или нарушения их изоляции при цементировании скважин, для разобщения верхних водоносных пластов применяют облегченные тампонажные растворы и, в частности, гельцементный раствор (ГЦР). Проектом предлагается применение гельцементного раствора в интервале 0 - 1075м и цементного раствора в интервале 1075- 1875м (800м).

Исходные данные:

1. диаметр долота под эксплуатационную колонну - 215,9 мм;

2. наружный диаметр эксплуатационной колонны -146 мм:

3. толщина стенки эксплуатационной колонны - 7 мм;

4. внутренний диаметр эксплуатационной колонны - 132 мм;

5. высота подъема цементного раствора за колонной - 800м;

6. высота подъема гельцементного раствора за колонной --1075м;

7. высота цементного стакана -10м;

8. коэффициент кавернозности- 1.3

1. Расчет для цементирования интервала 1075-1875 м цементным раствором:

Определяем потребное количество цементного раствора для интервала 1075- 1875 м.

Vц.р. = 0,785 * [ ( D2скв - d2н ) * Н1 + d2в * h ]

Где Dскв - диаметр скважины в необсаженной части, м;

dн - наружный диаметр эксплуатациооных колонн, м;

dв - внутренний диаметр эксплуатационной колонны;

h - высота цементного стакана

Dскв = К * DДОЛ.

Где К - коэффициент каверзности, равен 1,3.

Dдол - диаметр долота, м.

D скв = 1,3 * 0,2159 = 0,28 М

Vц.р.= 0,785 * [ ( 0,282 - 0.1462 ) * 800 + 0, 1322 * 10 ] = 32,6 м3

Определяем потребное количество сухого цемента:

Gц = 1 * Yц.р * Vц.р / ( 1+m )

Где Yц.р. - удельный вес цементного раствора, г/см3;

m - водоцементное отношение.

Gц = 1*1,73 * 32,6 / ( 1+0,5 ) = 37,5т

Определяем потребное количество воды для затворения цемента:

VB = m*Gц. = 0,5 * 37,5 = 18,75 м3

Определяем объем продавочной жидкости:

Vпр = 0,785 * S * d2вн * ( H - h )

Где S - коэффициент, учитывающий сжатие жидкости, S -- 1,03-1,05;

d вн - внутренний диаметр эксплуатационной колонны, м;

Vпр = 0,785 * 1,03 * 0,1322 * (800 - 10) = 11,1 м3

2. Расчет для цементирования интервала 0-1075м гельцементным раствором:

Определяем потребное количество гельцементного раствора для интервала 0 - 1075 м.

Vцр = 0,785 * [ ( D2 скв - d2 н ) * Н1 + ( D2 в.н. - d2 н ) * Н2 ]

Где Dскв - диаметр скважины в необсаженной части, м;

dн - наружный диаметр эксплуатационной колонны, м;

Н1 - высота подъема гельцементного раствора за колонной в данном интервале в необсаженной част ствола скважины, м;

D в.н. = К * Dдол

Где К - коэффициент каверзности, равен 1,3;

Dдол - диаметр долота.

Dскв = 1,3 * 0,2159 = 0,28 м

Vцр = 0,785 * [ ( 0,282 - 0,1462 ) * 745 = ( 0,2292 - 0,1462 ) * 330 ] = 41,4 м3

Определяем Для определения весового соотношения компонентов и расхода материалов на приготовление 1 м3 ГЦР и выход ГЦР, плотностью 1,65 г/см3 пользуемая следующим расчетом.

3. Расчет компонентов гельцементного раствора:

Водоцементное отношение ГЦР рассчитываем по формуле:

Y г.ц. = ( 1 + mг + mв ) / (1/Yц + mг /Yr + mв / Yв) Где Y г.ц. - удельный вес ГЦР - 1,65 г/см3;

Yц - удельный вес сухого цемента - 3,15 г/см3

Yr - удельный вес глинопорошка - 2,58 г/см3 ;

YB - сдельный вес воды - 1,0 г/см3;

mг - глиноцементное отношение, принимаем равным 0,2;

mв - водоцементное отношение.

1,65 *mв = ( 1 + 0,2 + mв ) / (l/3,15 + 0,2/2,58 + mB /1,0 )

получаем mB =0,85.

Расход цемента на приготовление 1 м3 ГЦР определяется по формуле:

qц = Yц YrYв / [ YrYв + mrYцYв + WcYц Yr ( l + mr )]

где Wc -водосмесевое отношение, по данным лаборатории принимается равным 0,85.

qц = 3,15 * 2,58 * 1,0 / [2,58 + 0,2 * 3,15 * 1,0 + 0,85 * З,15 * 2,58 * (1 + 0,2)] = 0,7 т/м3

Определим необходимое количество глинопорошка и воды для приготовления 1 м3 ГЦР:

qr = qц mr = 0,7 * 0,2 = 0,14 т/м3

qB = qц mB = 0,7 * 0,85= 0,6 t/m3

Определим необходимое количество комопнентов для приготовления необходимого количества ГЦР:

цемента- 43,9 * 0,7 = 30,7 т

глинопорошка - 38,8 * 0,14 = 6,1т

воды - 38,8 * 0,6 = 26,3 м3

Определяем количество воды для прдавки ГЦР:

Vnp=0,785 * S * d 2вн * H

Где S - коэффициент, учитывающий сжатие жидкости, S = 1,03 - 1,05;

dвн - Ввнутренний диаметр эксплуатационной колонны , м.

Vnp = 0,785 * 1,03 * 0,1322 * 1075= 15,5м3

4. Расчет времени цементирования, расчет необходимого количества цементировочных агрегатов и смесительных машин.

Определяем давление в цементировочной головке в конце цементирования:

Рк = Рr + Рр

Где Рг - давление на преодоление гидравлических сопротивлений в скважине;

Рр - давление, создаваемое разностью удельных весов цементного раствора и технической воды.

Рr = 0,02Н + 16 = 0,02 * 1875 + 16 = 5,35 МПа

Где Н - глубина спуска эксплуатационной колонны

Рр = 0,1 * [ ( Yг.ц. - Yв. ) Н1 + ( Yц.р. - Yв. ) * ( Н2 - h) ]

Где Yг.ц. - удельный вес ГЦР - 1,65 г/см3;

Yц.р - удельный вес цементного раствора - 1,73 г/см3;

Н1 - высота подъема гельцементного раствора за колонной 1075м;

Н2- высота подъема цементного раствора за колонной -800 м;

h - высота цементного стакана-10м.

Рр = 0,1 * [ ( 1,65 - 1,0 ) * 1075 + ( 1,73 - 1,0 ) * ( 800 - 10 ) ] = 127,5 * 10 5Н/м = 12,7 МПа Рк = ( 53,54 + 127,5 ) * 105 = 18.1 * 10 б Н/м2 = 18,1 МПа

По величине Рк выбираем цементировочный агрегат ЦА - 320.

Техническая характеристика ЦА-320

Сравнивая Рr с давлением, развиваемым насосом агрегата, видим, что Рг < Р5 значит закачку цементного раствора в колонну произведем на 5 скорости.

Определяем высоту цементного раствора в скважине перед продавкой:

Н0 = V пр / 0,785 * [ ( D2 скв - d2н ) + d2вн ]

Где V пр - общий объем цементного раствора - 76,5 м3;

D скв - диаметр необсаженного ствола скважины - 0,28 м;

dн - наружный диаметр эксплуатационной колонны - 0,146 м;

dвн - внутренний диаметр эксплуатационной колонны - 0,132 м.

Н0 = 76,5/0,785 * [ ( 0,282 - 0,1462 ) + 0,1322 ] = 1260 м.

Следовательно высота воды над цементным раствором равна:

L0 = 1875 - 1260 = 615 м

а = ( Н0 - h )/ Рр = ( 1260 - 10 )/127,5 * 105 = 9,8 * 10-5 мп3/Н

Сопоставляя Рк с давлением в насосах агрегата, видим, что Рк > Р4 и Рк < Р3. Определяем высоту столбов (продавочной жидкости, закачиваемой на различных скоростях агрегата:

L5пр = L0 + а ( Р5 - Рr ) = 615 + 9,8 * ( 8 - 5,35 )= 874,7 м

L4пр = а ( Р4 - Р5 ) = 9,8 * ( 10,3 - 8 ) = 225,4 м

L3пр = а ( Рк - Р4 ) = 9,8 * ( 18,1 - 10,3 ) = 764,4 м

Количество продавочной жидкости, закачиваемой на различных скоростях:

V5пр = 0,785 * d2вн * L5пр = 0,785 * 0,1322 * 874,7 = 13,3 м3

V4пр = 0,785 * d2вн * L4пр = 0,785 * 0,1322 * 225,4 = 3,08 м3

V3пр = 0,785 * d2вн * L3пр = 0,785 * 0,1322 * 764,4 = 10,45 м3

Итого Vпр = 26,8 м3 . С учетом коэффициента сжимаемости Vпр = 27,6 м3

Определяем продолжительность цементирования при условиях работы одного агрегата.

Страницы: 1, 2, 3, 4