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

Р2 - давление, необходимое для преодоления гидравлических сопротивлений, находится по формуле Шищенко-Бакланова

р2 = 0,001Н + 1,6 МПа (при глубине скважины до 1500 м),

(10.22)

Р2 = 0,001Н + 0,8 МПа (при глубине скважины более 1500 м).

Для нашего примера: Р1 = 0,01[290-1350 + 210-1080 + 1500-1860 - (2000-20)-1350 - 20-1860] = 7,0 МПа; Р2 = 0,001-2000 + 0,8 = 2,8 МПа.

Окончательно pmax = 7,0 + 2,8 = 9,8 МПа.

8. Находим число цементировочных агрегатов из условия обеспечения определенной скорости течения цементного раствора в кольцевом пространстве ув:

а) если в скважине возможно поглощение, то скорость восходящего потока Ув принимается равной скорости течения бурового раствора в кольцевом пространстве за УБТ в процессе последнего рейса;

б) если поверхность поглощения отсутствует, то скорость ув за кондукторами и промежуточными колоннами берется равной не менее 1 ,5 м/с, а для эксплуатационных колонн не менее 1,8-2,0 м/с. Принимаем ув = 1,8 м/с и находим требуемую подачу цементировочных агрегатов для обеспечения этой скорости:

Q = ЕзУ„, (10.23)

где Fз - площадь затрубного пространства, м2,

V - V

ц ст

38,4 -1,04 1500

0,024 м2.

Тогда Q = 0,024-1,8 = 0,044 м3/с = 44 дм3/с.

цементировочного агрегата ЦА-320М производительность на III скорости Qm = 8,7 дм3/с при диаметре втулки 125 мм, а давление рш = 10,7 МПа, т.е. заданный режим (по давлению) обеспечится при использовании этого цементировочного агрегата (табл.

10.6).

Т а б л и ц а 10.6

Подача и давление, развиваемые цементировочными агрегатами

Тип агрегата

ЦА-320М

3ЦА-400А

4АН-700

ПРимечание. В числителе - подача Q в дм3/с, в знаменателе - давление p в МПа. Тогда число требуемых цементировочных агрегатов

+1, (1 0.24)

где Q - производительность цементировочного агрегата на -й скорости (так как про-давливание, как правило, начинается на максимально возможной скорости), дм3/с.

Тогда n =-+ 1 = 6,05.

Принимаем шесть агрегатов ЦА-320 М.

9. Находим необходимое число цементосмесительных машин:

m = Q Ik р , (10.25)

где Vбун - вместимость бункера цементосмесительной машины, для цементосмеситель-ной машины 2СМН-20 Vбун = 14,5 м3; рн - насыпная масса цемента, т/м3 (см. техническую характеристику машины 2СМН-20).

Тогда m = 50 14,5 121) = 2,5.

Принимаем m = 3.

1 0. Определяем число цементировочных агрегатов при закачке буферной жидкости объемом

V6 = 0,8 (0,322 - 0,2732)210 = 5,04 м3.

Техническая характеристика машины 2СМН-20

Транспортная грузоподъемность, т................................................. 8-9

Вместимость бункера, м3 1 4,5

Производительность при изготовлении цементного раствора, л/с

Плотность приготовляемого раствора, г/см3:

цементного 1 ,7-2,1

............................................................................................ 1,9-2,3

цементно-песчаного 1 ,4-1 ,6

.......................................................................... 1,02-1,4

цементно-бентонитового 1 ,35-2,3

глинистого

утяжеленного глинистого

Давление жидкости в линии к смесителю, МПа ....................... 0,8-1 ,5

Смесительное устройство Вакуумно-гидравли-

ческое

Вместимость одного мерного бака ЦА-320М составляет 6,4 м3. Поэтому для закачки буферной жидкости принимаем один цементировочный агрегат (n1 = 1).

11. Число цементировочных агрегатов при закачке цементного раствора П2 = = 2m =

2-3 = 6.

Так как Vц < Vпр, то гидравлические сопротивления будут меньше расчетных (pmax =

9,8 МПа). 3

Тогда для обеспечения производительности 44 дм3/с можно взять QIV = = 1 3,3 дм3/с. Суммарная производительность смесительных машин обеспечит полученную подачу агрегатов.

12. Предусматриваем закачивание 0,98 объема продавочного раствора с помощью n - 1 = 6 - 1 = 5 агрегатов (ЦА-320М) при подаче Qm = 8,7 дм3/с. Оставшиеся 0,02 объема продавочного раствора будут закачиваться одним агрегатом при QIII = 8,7 дм3/с, что необходимо для ловли момента "стоп" - момента посадки верхней разделительной пробки на упорное кольцо.

1 3. Определяем продолжительность цементирования по формуле

V V 0,98 0,02 + +-п +-пL + 10. (10.26)

n,Q, n2QIV (n - 1)QIII

Подставляя числовые значения, получаем

( 5,04 -103 38,4 -103 0,98 - 10,8 -103 0,02 -10,8 -103

-+-+-+- + 10 = 69 мин.

1 -13,3 6 -13,3 (6 - 1) - 8,7 8,7

1 4. Выбираем тампонажный цементный раствор для цементирования обсадной колонны, характеризующийся началом загустевания:

69,0

t =-= 92,0 мин.

0,75 0,75

Принимаем тампонажный раствор на основе портландцемента по ГОСТ 1581-78 со следующими пока ателями: растекаемость (при водоцементном отношении m = 0,5) 18 см; начало схватывания - не ранее 2 ч; конец схватывания - не по днее 1 0 ч.

После расчета цементирования и выбора состава цементного раствора в проектах приводится техническая характеристика цементировочных агрегатов, смесительных машин, схема обвя ки устья скважины при цементировании [1 6, 20, 25, 35].

Пример 10.6. Провести расчет одноступенчатого цементирования при следующих условиях: диаметр обсадной колонны (хвостовика) - 11 4 мм; хвостовик спущен на глубину 3460 м на 89 мм бурильных трубах; диаметр предыдущей обсадной колонны - 1 78 мм; диаметр скважины (долота) - 1 51 мм; высота цементного раствора а колонной -860 м; плотность цементного раствора - 1 860 кг/м3; плотность бурового раствора -900 кг/м3; плотность буферной жидкости - 1 080 кг/м3; высота цементного стакана - 1 0 м; пластовое давление - 1 5 МПа; расстояние до продуктивного гори онта - 3030 м.

Р е ш е н и е. 1. Выбираем высоту буферной жидкости в затрубном пространстве Аб = 150 м.

2. Определим высоту бурового раствора в затрубном пространстве Ар = Н - - (Нцр +

Ар = 3460 - (860 + 150) = 2450 м.