Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 [ 7 ] 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225

Некоторые исходные данные к расчету могут быть определены приближенно. К таким данным относятся: диаметр необсаженного ствола скважины, реологические свойства промывочной жидкости, шероховатость стенок труб и скважины и т.д. Поэтому при расчете следует пользоваться оценками, позволяющими удовлетворить всем технологическим и геологическим условиям бурения. Так, оценкой снизу для гидродинамического давления в кольцевом пространстве скважины, исходя из условий создания противодавления на продуктивные пласты, является гидростатическое давление столба промывочной жидкости. Для оценки сверху распределения давлений, исходя из условия недопущения гидроразрыва (поглощения) пластов, и при определении давления в насосе целесообразно применять расчетные соотношения и исходные данные, дающие несколько завышенные значения перепада (потерь) давления в различных элементах циркуляционной системы.

При определении расхода промывочной жидкости, обеспечивающего очистку забоя и транспорт шлама в кольцевом пространстве, необходимо знать среднюю скорость течения жидкости в затрубном пространстве vк, обеспечивающую вынос выбуренной породы из скважины. При промывке первых скважин на площади скорость vк выбирают по расчету. По мере разбуривания площади и накопления опыта значение vк может уточняться с учетом других факторов (тип разбуриваемых пород, способ бурения, конструкция долот и т.п.).

По известному vк определяется расход промывочной жидкости, необходимый для выноса шлама:

Q = п(dс2 - dH) vк,(1.46)

где dс - диаметр скважины, м; dн - минимальный наружный диаметр труб бурильной колонны, м.

Полученное значение Q уточняется проверкой условия, обеспечивающего очистку забоя от шлама:

Q >ndd2 a ,(1.47)

где а = 0,35+0,5 м/с при роторном способе и электробурении; а = 0,5+0,7 м/с при бурении гидравлическими забойными двигателями.

При выборе диаметра цилиндровых втулок насоса значение Q подбирают, ориентируясь на вынос шлама, а диаметры

цилиндровых втулок бурового насоса окончательно выбирают из справочных таблиц. Суммарную подачу насосов определяют по формуле

Q = шлQн,

где m - коэффициент заполнения; Qн - подача насоса при данном диаметре втулок, м3/с; n - число насосов.

Коэффициент m выбирается в зависимости от условий всасывания жидкостей. При наличии подпора на всасывание m = 1. Если всасывание осуществляется из емкостей в грунте, то при промывке водой m = 0,9 и глинистым раствором

m = 0,8.

При выборе плотности промывочной жидкости, применяемой при разбуривании заданного интервала, необходимо учитхвать следующие два условия: создание противодавления, препятствующего притоку в скважину пластовых флюидов, предотвращение гидроразрыва.

Первое условие имеет вид

р = mm

k ррпл рпл + Ар1

(1.48)

где р - плотность промывочной жидкости, кг/м3; рпл - пластовое давление, Па; g - ускорение свободного падения, м/с2; Lк - глубина залегания кровли пласта с максимальным градиентом пластового давления, м; кр - коэффициент резерва.

Согласно существующим правилам рекомендуются следующие значения кр и Арр:

кр = 1,1 + 1,15; Арр = 1,5 МПа при Lк < 1200 м;

кр = 1,05+1,1; Арр = 2,5 МПа при 1200 м < Lк < 2500 м;

кр = 1,04+1,07; Арр = 3,5 МПа при Lк > 2500 м.

Рассчитанную по формуле (1 .48) плотность р необходимо проверить на соответствие второму условию, из которого следует, что давление промывочной жидкости в затрубном пространстве против каждого пласта должно быть меньше давления гидроразрыва данного пласта. Второе условие записывается следующим образом:

р < рг -(Аркп) - (1 -Ф) ршgLп (1 49)

ФgLп

где ф =- - содержание жидкости в шламожидко-

(nv мdc2/4) + Q

стном потоке без учета относительных скоростей; р г - давление гидроразрыва (поглощения) пласта, Па; 2(Аркп) - потери давления при движении промывочной жидкости в за-трубном пространстве на пути от подошвы рассматриваемого пласта до устья скважины, Па; рш - плотность шлама, кг/м3; Lп - глубина залегания подошвы рассматриваемого пласта, м; vм - механическая скорость бурения, м/с.

Поскольку значения 2(Аркп) и ф зависят от расхода промывочной жидкости, то проверить второе условие можно только после установления подачи насосов.

При выборе турбобура расход промывочной жидкости Q, кроме очистки забоя и выноса шлама, должен обеспечить работу турбобура с заданным для разрушения породы моментом М р. Поэтому необходимо по справочнику подобрать такой тип турбобура, который удовлетворяет следующим условиям: диаметр корпуса меньше диаметра долота более чем на 1 0 мм; расход жидкости при номинальном режиме работы Qтн близок к принятой подаче насоса; крутящий момент Мт не менее чем на 20 % больше заданного М р, необходимого для разрушения породы.

Крутящий момент турбобура при работе на жидкости плотностью р и подаче насоса Q определяется из соотношения

Мт = Мт ,(1.50)

PcQт2н

где Мтн, рс, Qтн - соответственно тормозной момент на валу турбобура, плотность и расход жидкости при номинальном режиме его работы.

Расчет потерь давления в элементах циркуляционной системы

Общие потери давления Ар (в Па) при движении промывочной жидкости в элементах циркуляционной системы определяются из выражения

Ар = 2 (Ар,) = 2(Артр) + 2(Аркп) + Армт + Армк + +

+ Арт + Ард + Арг,(1.51) где 2(Артр), 2(Аркп) - потери давления на трение соответст-