Совершенствование профилей наклонно направленных скважин и технология их реализации на Игольско-Таловом месторождении

VБЖМИН<VБЖ<VБЖМАКС м3 . (2.119)

Ориентировочно номинальный объем буферной жидкости может быть найден из выражения:

VБЖ =p/4× (DД2 – D2) ×K×hБЖ м3 . (2.120)

где hБЖ – высота столба буферной жидкости и находится по выражению:

hБЖ = V× t м, (2.121)

где V–скорость восходящего потока равная 2 м/с;

t – время контакта буферной жидкости со стенками

скважин равное 600 секунд.

Тогда по формулам (2.121) и (2.120):

hБЖ = 2× 600=1800м

VБЖ =3,14/4× (0,21592 – 0,1462) ×1,7 ×1800=61 м3

По условию (2.119)

1,05 < 61< 87, м3 .

Так как условие (2.119) выполняется, то принимается объем буферной жидкости равным 61 м3.

Выбирается тип и количество цементировочного оборудования.

При цементировании обсадных колонн в качестве основных технических средств используются цементировочные агрегаты, предназначенные для доставки тампонажной смеси в затрубное пространство, и смесительные машины для ее приготовления. В качестве дополнительных средств используются станции контроля цементирования СКУПЦ – К, блок манифольдов, в зимнее время так же используются парогенераторная установка. Их характеристики представлены ниже [14].

Установка блока манифольдов УМК – 70К:

· Максимальное давление, МПа:

в напорном коллекторе 70;

в раздающем коллекторе 2,5.

· Количество отводов:

на напорном коллекторе 6;

на раздающем коллекторе 8;

на отходящих к устьевой головке 2.

· Номинальный диаметр отводов, мм 50.

· Гидроманипулятор, подъемный момент, кН·м 75.

· Масса, кг 16600.

Парогенирирующая установка МПУ- - 05/07:

· На базе автомобиля КамАЗ – 43101 и Урал – 4320.

· Производительность по пару, кг/час 500.

· Температура пара, 0 С 170.

· Давление пара, МПа 0,7.

· Габаритные размеры, мм 8270х2500х3500.

· Масса не более, кг 15100.

Определяем тип цементировочного агрегата.

Цементировочный агрегат должен обеспечить следующее давление:

РЦА ≥РЦГ/0,8 МПа, (2.122)

где РЦА – давление, развиваемое цементировочным агрегатом, МПа;

РЦГ – максимальное давление на цементировочной головке, равное гидравлическим сопротивлениям при цементировании обсадной колонны, МПа.

Максимальное давление на цементировочной головке можно записать в виде выражения:

РЦГ =DРГС +РГД+РСТ МПа, (2.123)

где DРГС – гидростатическое давление, возникающее из-за разности плотностей жидкости внутри колонны и затрубном пространстве, МПа;

РГД – давление, необходимое для преодоления гидродинамических сопротивлений при движении жидкости внутри колонны и затрубном пространстве, МПа ;

РСТ – дополнительное давление, возникающее при посадке продавочной пробки на кольцо «стоп» (РСТ=2,0 МПа ).

Разность давлений от составного столба жидкости за колонной РГСЗП и внутри колонны РГСТР равна гидростатическому давлению DРГС :

DРГС = РГСЗП - РГСТР =10-6× (L-hБР-hСТ) × (qТС-qБР) МПа. (2.124)

DРГС =10-6× (3105-450-30) × (1,53×104 -1,08×104)=11,6 МПа

Гидродинамические сопротивления РГД определяется суммой сопротивлений при движении жидкости внутри обсадной колонны и в затрубном пространстве:

РГД =РГДТР+ РГДЗП МПа, (2.125)

где РГДТР – гидродинамические сопротивления при движении жидкости внутри обсадной колонны, МПа;

РГДЗП – гидродинамические сопротивления при движении жидкости в затрубном пространстве, МПа.

По формуле Дарси – Вейсбаха :

РГДТР= 10-6 ×lТР×qТР ×VТР2/(2×g) × L/d МПа . (2.126)

РГДЗП= 10-6 ×lЗП×qЗП ×VЗП2/(2×g) ×L/(DД-D) ×K МПа, (2.127)

где lТР и lЗП – соответственно коэффициенты гидравлических сопротивлений в трубах и затрубном пространстве (lТР =0,02; lЗП=0,035);

qТР и qЗП – соответственно плотности прокачиваемой жидкости внутри колонны и в затрубном пространстве (qТР = qБР ; qЗП = qСР ),Н/м3;

VТР и VЗП – соответственно: скорости движения потока жидкости внутри труб и в затрубном пространстве (VЗП =1,5 м/с), м/с;

SЗП и SТР – соответственно площади затрубного пространства и внутренней полости трубы, м2;

DС, D, d – соответственно: диаметр скважины, наружный и внутренний обсадных труб.

Определяем скорость движения потока жидкости в затрубном пространстве по формуле:

VТР = VЗП × SЗП/SТР м/с. (2.128)

VТР = 1,5×0,038/0,014=4,07 м/с.

Таким образом, по формулам (2.126) и (2.127):

РГДТР= 10-6 ×0,02×1,08 × 104 ×4,082/(2×9,8) ×3105/0,132=4,3 МПа.

РГДЗП= 10-6 ×0,035×1,36 × 104 ×1,52/(2×9,8) ×3105/(0,2159-0,146) ×1,7=1,3 МПа.

По формуле (2.125) :

РГД=4,3+1,3=5,6 МПа.

Таким образом, по формуле (2.123) определяется максимальное давление на цементировочной головке:

РЦГ =11,6 +5,6+2,0=19,2 МПа.

Необходимое давление цементировочного агрегата определяется по условию (2.122):

РЦА ≥19,2/0,8=24 МПа.

Такое давление обеспечит цементировочный агрегат АЦ – 32, который имеет следующие характеристики:

· Полезная мощность, квт 108.

· Насос поршневой цементировочный НПЦ – 32.

максимальное давление, МПа 32;

максимальная подача, л/с 23.

· Насос водяной ЦНС – 38 – 154;

максимальное давление, МПа 15;

максимальная подача, л/с 10.

· Двигатель привода водяного насоса ГАЗ – 52А.

· Емкость мерного бака, м3 6,4.

· Емкость бака для затворения цемента, м3 0,25.

· Масса, кг 16610.

Рассчитывается количество цементировочных агрегатов.

Количество цементировочных агрегатов должно обеспечить необходимую производительность закачки и продавки тампонажной смеси. В свою очередь необходимая производительность цементирования задается из двух условий:

1. Из условия создания требуемой скорости восходящего потока в затрубном пространстве;

2. Из условия заданного времени цементирования.

Руководящие документы рекомендуют при цементировании эксплуатационных колонн скорость восходящего потока равную 1,8…2,0 м/с.

Чтобы обеспечить рекомендуемую скорость, суммарная производительность цементировочных агрегатов должна составлять:

∑Q=SЗП×VВП м3/с, (2.129)

где SЗП – площадь затрубного пространства, м2 ;

VВП - скорость восходящего потока в затрубном пространстве, м/с .

∑Q=0,038×1,8=0,0684м3/с

Требуемое число цементировочных агрегатов составит:

nЦА =∑Q/qIV+1 (2.130)

где q – производительность одного агрегата на скорости, при диаметре втулок, обеспечивающих необходимое давление, м3/с;

1 – резервный агрегат

nЦА =0,0684/0,0145+1=5,7

Принимается число цементировочных агрегатов nЦА =6.

Исходя из условия заданного времени цементирования, находится потребная суммарная производительность цементировочных агрегатов:

∑Q=(VТС +VПЖ)/(0,75 ×TН. СХВ – TДОП) м3/с, (2.131)

где VТС и VПЖ – объемы тампонажной смеси и продавочной жидкости соответственно, м3;

TН. СХВ – время от затворения тампонажной смеси до начала ее схватывания (для цемента ПЦТ I – 100 TН. СХВ =6300 с),с;

 Скачать реферат