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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 [ 272 ] 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332

P н.и z = P н.и h +-Lzh-(z - h). (22.4)

Для нефтяных скважин Рн.и L = [(Уц - Yв)L - (уц - Yp)h + Ув H], (22.5)

где уц - удельный вес цементного раствора, Н/м3. Для газовых скважин

Рн.и L = {[(Уц L - (Уц - yp)h] - Pmin}. (22.6)

Для колонн, зацементированных до устья (h = 0),

Рн.и L = Рн z. (22.7)

Значения Рн.и L определяют из формул (22.5) и (22.6) при h = 0. Следует учесть, что:

если рн,и L < рн,и h, то за расчетное давление на всем зацементированном участке принимают Рн.и h;

если Рн.и z окажется больше, чем давление, определенное по столбу раствора, то расчет всей колонны ведут по формулам (22.1)-(22.3) для интервалов H < z < L, 0 < z < H, 0 < z < h.

2. При расчете по пластовому давлению избыточное давление вычисляют по формуле

Рн.и z = Рпл z - Рв z. (22.8)

3. В интервале залегания пород, склонных к текучести,

Рн.и z = Уп z - Рв z, (22.9)

где Уп - средний удельный вес лежащих выше пород, Н/м3. Расчет ведут по наибольшему из давлений.

Для промежуточных колонн наружное избыточное дваление для нормальных условий в отсутствие поглощений и проявлений определяют исходя из минимального внутреннего давления:

а) в незацементированной зоне

Рн.и z = (Ур - Ук)z, (22.10)

где Ур, Ук - удельный вес бурового раствора соответственно за колонной и в колонне, Н/м3;

б) в зацементированной зоне давления определяют с учетом составного столба бурового и цементного растворов:

Рн.и L Рн.и h - , -i -i \

Рн.и z = Р н.и h +-L-h-(z - h), (22.11)

Рн.и L = (Уц - Ук)L - (Уц - yp)h; (22.12)

Рн.и h = (Ур - Ук)h. (22.13) Для колонн, зацементированных до устья,

рн.и z = (уц - yк)z.

Наружное избыточное давление при газонефтеводопроявлениях:

а) в незацементированной зоне

Рн.и z = (Ур - y0)z, (22.14)

где У0 - минимальный удельный вес жидкости при бурении под следующую за рассчитываемой колонну, Н/м3.

б) в зацементированное зоне давление находят по формуле (22.11),

Рн.и L = (Уц - y0)L - (уц - yp)h. (22.15)

Для колонн, зацементированных до устья,

рн.и z = (уц - y0)z.

Наружное избыточное давление при поглощениях рассчитывают по формулам (22.1) - (22.7), в которых Н - расстояние от устья до уровня жидкости в колонне, а Ув заменяют на Ук.

Если расчет ведется по пластовому или горному давлению, то используют формулы (22.8) и (22.9).

При кольцевых диаметральных зазорах 30 мм и менее, а также при наличии других условий, препятствующих полному вытеснению бурового раствора из кольцевого пространства, наружное избыточное давление определяют по столбу раствора:

Рн.и z = (Ур - Ук)z при 0 < z < L.

ВНУТРЕННЕЕ ИЗБЫТОЧНОЕ ДАВЛЕНИЕ

Внутреннее давление в колонне действует при ее спуске, в процессе цементирования скважины и при эксплуатации. При спуске колонны в скважину давление в ней равно гидростатическому давлению столба жидкости. В процессе цементирования внутреннее гидростатическое давление повышается на значение, необходимое для преодоления разности весов столбов жидкости и сопротивления движению. По мере твердения цементного раствора давление в колонне увеличивается, что связано с выделением теплоты в процессе схватывания цементного раствора. В период эксплуатации внутреннее давление зависит от уровня жидкости в колонне или от значения пластового давления (для газовых и фонтанирующих скважин).

Внутреннее избыточное давление определяют для периода ввода скважины в эксплуатацию (опрессовка колонны), т.е. в момент передачи наибольшего давления.

Для эксплуатационной колонны в незацементированной зоне (0 < z < < h) избыточное внутреннее давление

Рв.и = 1,1Ру - (Ур - Уж)Z при 1,1Ру > Роп; (22.16)

Рв.и z = Роп - (Ур - Уж)Z при 1,1Ру < Роп, (22.17)

где Ру - внутреннее избыточное давление на устье в период ввода скважины в эксплуатацию, Па; Уж - удельный вес опрессовочной жидкос-

ти, Н/м3; Роп - минимальное внутреннее избыточное давление, Па

(табл. 22.13).

Большую из величин 1,1ру, Роп принимают за расчетную.

В зацементированной зоне внутреннее избыточное давление:

1) при расчете с учетом наружного давления составного столба

Рв.и z Рв.и h +

Рв.и L = 1,1 Ру или

Рв.и L = Роп - [(Уц

L - h

[(Уц -

-(z - h); - Уж)L - (Уц

yж)L - (Уц -

- Уp)h], Уp)h];

(22.18) (22.19)

(22.20)

h. Для колонн, заце-

Рв.и определяют по формулам (22.16), (22.17) при z ментированных до устья, h = 0.

Расчет ведут по большему из давлений, вычисленных по формулам (22.19) и (22.20);

2) при расчете с учетом пластового давления

Рв.и z = 1,1 Ру

Уж z

Рв.и

Роп + Уж z

- Рпл при 1,1 Ру > Роп;

Рпл при 1,1 Ру < Роп.

(22.21) (22.22)

В случаях 1 и 2 колонну испытывают в один прием без пакера. Величину Ру определяют из выражений:

а) в период ввода скважины в эксплуатацию при закрытом устье для нефтяных скважин

Ру = Рпл L - Ув L; для газовых скважин

Ру = Рпл/Is ;

0,03415 y(L - z)

или S « 10 4 У (L - z),

(22.23)

(22.24) (22.25)

где l - расстояние от устья до пласта, в котором возможны газоводонеф-тепроявления, м; У - удельный вес газа по воздуху, Н/м3; m - коэффициент сжимаемости газа; Гср = (Гу + Гз)/2 (Гу, Гз - температуры на устье и на забое, К).

Распределение давления по длине колонны допускается принимать линейным.

Таблица 22.13

Минимальное внутреннее избыточное давление при испытании колонн на герметичность