![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Расчет цементирования эксплуатационной колонны
Исходные данные: Длина колонны по стволу Lн = 1852 м; Интервал цементирования облегченным цементным раствором Lо = 1566м; Интервал цементирования чистым цементным раствором Lцр =286 м; Длина цементного стакана hст = 10 м; Интервал буферной жидкости по затрубному пространству Нбуф =300 м; Диаметр долота Dд.= 0, 2159 м; Диаметр эксплуатационной колонны dэк = 0, 168 м; Плотность цементного раствора ρ ц.р = 1830 кг/м3; Плотность облегченного цементного раствора ρ о = 1640 кг/м3; Плотность бурового раствора ρ б.р = 1130 кг/м3; Водоцементное отношение облегченного цементного раствора mо = 0, 75; Водоцементное отношение цементного раствора m = 0, 5; Определяется объем буферной жидкости:
Vбуф = 0, 785 × (к × Dд2 – dэк2) × Нбуф = 0, 785 × (1, 1 × 0, 21592 – 0, 1682) – 300 = 5, 4 м3;
Определяется объем чистого цементного раствора:
Vцр = 0, 785 × [(к × Dд2 × dэк2) × L2 + dвэк2 × hст]= 0, 785 × [(1, 1 × 0, 21592 – 0, 1682) × 286 + 0, 1522 × 10] = 5, 36 м3, где к – коэффициент кавернозности.
Определяется объем облегченного цементного раствора:
Vо=0, 785 × (к× Dд2–dэк2)× L1=0, 785× (1, 1× 0, 21592 – 0, 1682) × 1566=28, 3 м3.
Определяется плотность цементного раствора:
ρ цр =
Определяется плотность облегченного цементного раствора:
ρ о =
Определяется количество сухого цемента в цементном растворе:
Gц = (ρ цр × Vцр × к) / (1 + m) = (1830 × 5, 36 × 1, 03) / (1 + 0, 5) = 6, 7 т.
Определяется количество сухого цемента в облегченном цементном растворе:
Gо = (ρ о × Vо × к) / (1 + mо) = (1640 × 28, 3 × 1, 03) / (1 + 0, 75) = 31, 8 т,
где к – коэффициент, учитывающий потери цемента при затворении. Определяется количество воды для цементирования:
Vв = m × Gц + mо × Gо = 0, 5 × 6, 7 + 0, 75 × 31, 8 = 27, 2 м3.
Определяется количество СаСl2 в цементном растворе:
GСаСl =(m × Vцр) / 100 = (0, 5 × 5, 36) / 100 = 0, 08 т.
Определяется количество СаС12 в облегченном цементном растворе:
Gо СаСl =(mо × Vо) / 100 = (0, 75 × 28, 3) / 100 = 0, 42 т.
Определяется количество ОЭЦ для обработки цементного раствора:
Gоэц = (m × Vцр) / 100 = (0, 5 × 5, 36) / 100 = 0, 0268 т.
Определяется количество продавочной жидкости:
Vпрж = 0, 785 × dвнок2 × (Lн – hст) × к = 0, 785 × 0, 15342 × (1852 – 10) × 1, 03 = 35 м3.
Определяется давление на цементировочной головке в конце цементирования обсадной колонны:
рк = рг + рц = 5, 3 + 9, 7 = 15 МПа; рг= Lв +1, 6 = 0, 002 × 1838 + 1, 6 = 5, 28 МПа; рц = 0, 00110 × 10 × (ρ црср – ρ р) × (Lв – hст) × 10–3 = 0, 001 × 10 × (1669 – 1130) × (1838 – 10) × 10–3 = 9, 7 МПа; ρ црср = (ρ о × Lо + ρ цр × Lцр) / (Lо + Lцр) = (1640 × 1566 + 1830 × 286) / (1566 + 286) = 1669 кг / м3.
Определяется температура забоя:
Т = tср + Г × Lв = 1 + 0, 025 × 1838 = 46, 95 °С,
где Г = 0, 025 – геотермический градиент. По температуре забоя рекомендуется цемент для холодных скважин ІG-СС-1. По величине р и рг принимаются втулки на насосе ЦА-320М Æ 115 мм. Определяется количество продавочного раствора, закачиваемого на различных скоростях ЦА-320М:
hо = (Vцр + Vоцр) / (Fвн + Fзп) = (5, 36 + 28, 3) / (0, 0184 + 0, 018) = 924 м; Fвн = 0, 785 × Fкп = 0, 785(кD2д – d2нок) = 0, 785 × (1, 1 × 0, 21592 – 0, 1682) = 0, 018 м2; lо = Lн – hо = 1852 – 924 = 928 м; а = (hо – hст) / рц = (928 – 10) / 9, 7 = 94, 2 м / МПа; hV = 1о + а × (рV + рг) = 903 + 94, 2 × (5, 8 – 5, 3) = 950, 1 м; hІV = а × (рІV + рV) = 94, 2 × (8, 7 – 5, 8) = 273, 2 м; hІІІ = а × (рІІІ + рІV) = 94, 2 × (13, 4 – 8, 7) = 442, 7 м; hІІ = а × (рІІ + рІІІ) = 94, 2 × (23 – 13, 4) = 904, 3 м; VV = Fвнэкср × hV = 0, 0184 × 950, 1 = 17, 5 м3; VІV = Fвнэкср × hІV = 0, 0184 × 273, 2 = 5 м3; VІІІ = Fвнэкср × hІІІ = 0, 0184 × 442, 7 = 8, 1 м3; VІІ = Vпрж – (VV + VIV + VIII) = 35 – (17, 5 + 5 + 8, 1) = 4, 4 м3.
Определяется время цементирования эксплуатационной колонны из условия работы одного ЦА-320М:
Тц = Тзак + Тпрод + t = 2090, 6 + 3291, 9 + 700 = 6082, 5 с; Тзак = (Vцр + Vо) × 103 / qцаv = (5, 36+28, 3) × 103 / 16, 1 = 2090, 6 с; Тпрод = tv + tІV + tІІІ + tІІ = Vv × 103 / qца v + VІV × 103 / qца ІV + VІІІ × 103 / qца ІІІ + VІІ × 103 / qца ІІ = 17, 5 × 103 / 16, 1 + 5 × 103 / 13, 3 + 8, 1 × 103 / 8, 7 + 4, 4 × 103 / 4, 9 = 3291, 9 с,
где t – время, затраченное для промывки нагнетательной линии ЦА-320М и отвинчивания стопоров на цементировочной головке. Определяется количество ЦА-320М по времени схватывания цементного раствора nца = [Тц / (0, 75 × Тсхв)] + 1 = [6082, 5 / (60 × 0, 75 × 120)] + 1 = 2 агрегата. Определяется количество цементировочных агрегатов по скорости восходящего потока:
nца = 0, 785 × (к × Dд2 – dнок2) × с / qцаср = 0, 785 × (1, 1 × 0, 21592 – 0, 1682) × 1, 5 / 0, 0106 = 2, 56 = 3 агрегата,
где qцаср = Vпрж / Тпрод = 35 / 3291, 9 = 0, 0106 м3 / с, С – скорость восходящего потока 1, 5 – 2 м/с. Принимается количество ЦА-320М – 3 агрегата. Определяется количество цементосмесительных машин по грузоподъемности:
nас = (Gц + Gоц) / 20+1 = (6, 7+31, 8) / 20 + 1 = 3 смесителя.
Определяется время цементирования эксплуатационной колонны:
Тф = (Тц – t) / nца + t = (6082, 5 – 700) / 3 + 700 = 2494, 17 с = 41, 6 мин.
|