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

Для 5-й секции примем трубы из стали Д с толщиной стенки 7 мм, ркр = 22,4 МПа (см. табл. 9.5), рвн = 31,8 МПа (см. табл. 9.8).

В соответствии с эпюрой наружного избыточного давления 5-я секция может быть спущена на глубину

h5 = 1 600 м.

Длина 4-й секции l4 = 1 700 - 1 600 = 1 00 м.

Вес 4-й секции Р4 = 0,245-100 = 24,5 кН (см. табл. 9.15). Суммарный вес четырех секций = 543,1 + 24,5 = 567,6 кН. Скорректированное критическое давление смятия для труб 5-й секции

1 - 0,-4- = 22,4

567,6

1 -0,3 =19,1 МПа, 1156 )

где Р5т = 1156 кН по табл. 9.7.

Скорректированная глубина спуска 5-й секции

h5 = 1370 м.

Скорректированная длина 4-й секции

14 = 1700 - 1370 = 330 м.

Скорректированный вес 4-й секции Р 4 = 0,245-330 = 80,9 кН.

Суммарный вес четырех секций Р1-4 = 543,1 + 80,9 = 624,0 кН.

Для труб 4-й секции из стали группы прочности Д с толщиной стенки 7,7 мм допускаемая нагрузка растяжения [Р4] = 823/1 ,3 = 633,0, для труб 5-й секции из стали группы прочности Д с толщиной стенки 7,0 мм допускаемая нагрузка растяжения [Р5] = 735/1,3 = 565,4 кН.

На основании сопоставления допустимой нагрузки с весом четырех секций Р1-4 = 624,0 кН можно установить, что трубы 5-й секции не пригодны для использования, кроме того, начиная с 4-й секции расчет колонны надо вести по нагрузке растяжения.

Скорректированная длина 4-й секции

., [Р4] - Р1-3 633,0 - 543,1 337

- -= 337 м.

q4 0,267

Вес 4-й секции Р4 = 0,267-337 = 90 кН. Суммарный вес четырех секций Р1-4 = 543,1 + 90 = 633,1 кН.

Для 5-й секции трубы из стали Д с 8,5-мм толщиной стенки Рс5 = 931 кН (см. табл. 9.9), [P5] = 931/1,3 = 716,1 кН.

ина 5-й секции I5 = (716,1 - 633,1)/0,292 = 284 м. Вес 5-й секции Р5 = 0,292-284 = 82,9 кН. Суммарный вес пяти секций Р1-5 = 633,1 + 82,9 = 716,0 кН.

Для 6-й секции трубы из стали Д с 9,5-мм толщиной стенки Рстр5 = 1059 кН (см. табл. 9.9), [P6] = 1059/1,3 = 814,6 кН.

ина 6-й секции l6 = (814,6 - 716,0)/0,323 = 305 м. Суммарная длина шести секций

= 150 + 1180 + 370 +337 + 284 + 305 = 2626 м. Вес 6-й секции Р6 = 0,323-305 = 98,5 кН. Суммарный вес шести секций Р1-6 = 716,0 + 98,5 = 814,5 кН.

Для 7-й секции трубы из стали Д с 10,7-мм толщиной стенки Рс7 = 1216 кН (см. табл. 9.9), [P7] = 1216/1,3 = 935,3 кН.

ина 7-й секции I7 = (935,3 - 814,5)/0,360 = 330 м.

Вес 7-й секции Р7 = 0,360-330 = 118,8 кН.

Суммарный вес семи секций Р1-7 = 814,5 + 118,8 = 933,3 кН.

Суммарная длина семи секций l1-7 = 2626 + 330 = 2956 м.

Для 8-й секции трубы из стали К исполнения Б с толщиной стенки 10,7 мм Рс8 = 1569 кН (см. табл. 9.9), [Pa] = 1569/1,3 = 1206,9 кН.

ина 8-й секции l8 = (1206,9 - 933,3)/0,360 = 760 м. Скорректированная длина 8-й секции

18 = 3400 - 2956 = 444 м.

Вес 8-й секции Р8 = 0,360-444 = 159,8 кН.

Суммарный вес восьми секций Р1-8 = 933,3 + 159,8 = 1093,1 кН. Конструкция колонны приведена в табл. 9.15.

Пример 9.2. Расчет эксплуатационной колонны для газовой скважины.

И с х о д н ы е д а н н ы е. Скважина вертикальная добывающая; диаметр обсадной колонны d = 177,8 мм; диаметр ствола скважины D = 215,9 мм; глубина спуска обсадной колонны h = 2700 м; плотность бурового раствора при вскрытии продуктивного пласта рб.р =

1 700 кг/м3.

Сведения о цементировании колонны: высота подъема цемента - до устья; плотность цементного раствора рц.р = 1930 кг/м3; глубина спуска промежуточной колонны hпр = 2100 м; интервал продуктивного пласта 2500-2700 м.

Давление в продуктивном пласте при вводе в эксплуатацию рпл = 43 МПа; давление в колонне в конце эксплуатации ркон = 1,0 МПа.

Относительная плотность природного газа по воздуху р = 0,65; коэффициент сверхсжимаемости газа m = 0,8. Температура у забоя 100 °С, у устья при эксплуатации 55 °С.

Испытание колонны на герметичность с водой в один прием без пакера.

Интервал залегания высокопластичных глин 2200-2350 м; средняя плотность горных пород 2500 кг/м3.

Р е ш е н и е. 1. Построение эпюры наружного давления.

Расчет наружного давления в характерн1х точках эпюры.

Т а б л и ц а 9.15

Конструкция эксплуатационной колонны диаметром 146,1 мм из труб по ГОСТ 632-80 с удлиненной треугольной резьбой по данным расчета

В зацементированном интервале у устья рн.у = 0, у кровли пластичных глин на глубине 2200 м

рн2200 = 1100-9,8-2200-10-6 = 23,7 МПа,

в интервале залегания пластичных глин в кровле на глубине 2200 м рн.2200 = Рг.п ghкр = 2500-9,8-2200-10 = 53,9 МПа,

в подошве на глубине 2350 м рн.2350 = 2500-9,8-2350-10-6 = 57,6 МПа.

Так как толщина пласта 150 м < 200 м, принимается

рср = (53,9 + 57,6)/2 = 55,8 МПа.

В зацементированном интервале: у подошвы глин на глубине 2350 м

рн2350 = 1100-9,8-2350-10-6 = 25,3 МПа;

у кровли газового пласта на глубине 2500 м

рн2500 = 1100-9,8-2500-10-6 = 27,0 МПа;

В продуктивном пласте рн = 43,0 МПа.

2. Построение эпюры внутреннего давления.

Расчет внутреннего давления в колонне в характерных точках эпюры. При завершении цементирования: на устье скважины

рв.у = (Рц.р - Рб.р)gh = (1930 - 1700)9,8-2700-10 = 6,1 МПа

(буровой раствор использован в качестве продавочной жидкости); у забоя на глубине 2700 м

рв2700 = рв.у + Рб.р gh = 6,1 + 1700-9,8-2700-10 = 6,1 + 45,0 = 51,1 МПа.

Перед началом эксплуатации:

против интервала продуктивного пласта рв = рпл = 43 МПа; на устье рву = рпл/е,

0,03415ph

где S = -; Т - средняя абсолютная температура по стволу,

100 + 55 Т = 273 + -= 350,5 К,

0,03415 - 0,65 - 2700 S = -= 0,214;

0,8 - 350,5

рв.у = 43,0/е0-214 = 34,7 МПа.

При опрессовке обсадной колонны с водой: у устья